(57)【要約】【課題】針の位置精度を向上させることができる針状治具を提供する。【解決手段】本発明による針状治具１は、台座５０と、台座５０に挿着された複数の針状部材１０であって、基部１１と、基部１１から突出する複数の針１５と、を有する複数の針状部材１０と、を備えている。台座５０は、台座ベース部５１と、台座ベース部５１から起立し、互いに離間して対向する一対の台座壁部５２と、台座壁部５２の内面５２ａに設けられ、対応する針状部材１０の基部１１が挿入された複数の壁溝５３と、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座と、
前記台座に挿着された複数の針状部材であって、基部と、前記基部から突出する複数の針と、をそれぞれ有する複数の針状部材と、を備え、
前記台座は、台座ベース部と、前記台座ベース部から起立し、互いに離間して対向する一対の台座壁部と、前記台座壁部の内面に設けられ、対応する前記針状部材の前記基部が挿入された複数の壁溝と、を有していることを特徴とする針状治具。
【請求項２】
前記台座ベース部と前記台座壁部は、単一の板材を折り曲げることによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の針状治具。
【請求項３】
前記台座ベース部の上面に、対応する前記針状部材の前記基部が挿入される複数のベース溝が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の針状治具。
【請求項４】
前記ベース溝の幅は、前記壁溝の幅よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の針状治具。
【請求項５】
前記台座ベース部、一方の前記台座壁部および他方の前記台座壁部のうちの少なくとも一つに、貫通開口部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の針状治具。
【請求項６】
前記台座ベース部の下面と前記台座壁部の各々の外面との間に、切欠部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の針状治具。
【請求項７】
前記切欠部の各々は、前記壁溝に直交する方向に延びているとともに、前記切欠部同士は互いに平行であることを特徴とする請求項６に記載の針状治具。
【請求項８】
基部と、前記基部から突出する複数の針と、をそれぞれ有する複数の針状部材を準備する工程と、
台座ベース部と、前記台座ベース部から起立し、互いに離間して対向する一対の台座壁部と、前記台座壁部の内面に設けられた壁溝と、を有する台座を準備する工程と、
前記台座の前記壁溝に対応する前記針状部材の前記基部を挿入して、複数の前記針状部材を前記台座に挿着する工程と、を備えたことを特徴とする針状治具の製造方法。
【請求項９】
前記台座を準備する工程において、前記台座の前記台座ベース部の上面に、複数のベース溝が設けられ、
前記針状部材を前記台座に挿着する工程において、前記台座の前記ベース溝に対応する前記針状部材の前記基部が挿入されることを特徴とする請求項８に記載の針状治具の製造方法。
【請求項１０】
前記ベース溝の幅は、前記壁溝の幅よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の針状治具の製造方法。
【請求項１１】
前記台座を準備する工程において、前記台座ベース部、一方の前記台座壁部および他方の前記台座壁部のうちの少なくとも一つに、貫通開口部が設けられることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の針状治具の製造方法。
【請求項１２】
前記台座を準備する工程は、
台座ブランク板に、前記台座壁部の内面に対応する位置に複数の前記壁溝を形成する工程と、
前記台座ブランク板を折り曲げて前記台座を形成する工程と、を有していることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の針状治具の製造方法。
【請求項１３】
複数の前記壁溝を形成する工程において、前記台座ベース部の下面と前記台座壁部の各々の外面との間に対応する位置に折り曲げ溝を形成し、
前記台座ブランク板を折り曲げる工程において、前記台座ブランク板を、前記折り曲げ溝を折り曲げ線として折り曲げることを特徴とする請求項１２に記載の針状治具の製造方法。
【請求項１４】
前記折り曲げ溝の各々と前記壁溝とは、互いに直交しているとともに、前記折り曲げ溝同士は互いに平行であることを特徴とする請求項１３に記載の針状治具の製造方法。
【請求項１５】
複数の前記壁溝を形成する工程において、前記壁溝は、エッチングにより形成されることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の針状治具の製造方法。
【請求項１６】
対応する針状部材の複数の針が突出する平板状の基部が挿入される複数の壁溝を有する、針状部材用の台座の製造方法であって、
台座ブランク板に複数の前記壁溝を形成する工程と、
前記台座ブランク板を折り曲げて、台座ベース部と、前記台座ベース部から起立し、互いに離間して対向する一対の台座壁部と、を形成する工程と、を備え、
複数の前記壁溝を形成する工程において、前記台座ベース部の下面と前記台座壁部の各々の外面との間に対応する位置に折り曲げ溝を形成し、
前記台座ブランク板を折り曲げる工程において、前記台座ブランク板を、前記折り曲げ溝を折り曲げ線として折り曲げることを特徴とする針状部材用の台座の製造方法。
【請求項１７】
前記折り曲げ溝の各々と前記壁溝とは、互いに直交しているとともに、前記折り曲げ溝同士は互いに平行であることを特徴とする請求項１６に記載の針状部材用の台座の製造方法。
【請求項１８】
複数の前記壁溝を形成する工程において、前記壁溝は、エッチングにより形成されることを特徴とする請求項１６または１７に記載の針状部材用の台座の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の針を含む針状部材を有する針状治具と、針状治具の製造方法および針状部材用の台座の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多数の針を有して、微細構造の剣山形状を有する針状治具が、細胞培養分野で用いられている。具体的には、針状治具の針に細胞を予め突き刺して保持し、培養液内に浸漬させることにより、針に保持された細胞を培養する。
【０００３】
このような針状治具は、平板状の基部と、基部から突出する複数の針と、をそれぞれ有し、互いに積層された複数の針状部材と、針状部材の基部の間に介在されたスペーサ部材と、を備えている。すなわち、これら針状部材の基部とスペーサ部材とが積層されて複数の針状部材が一体化されて、針状治具を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５９６０１号公報
【特許文献２】特開２０００−１０９９８５号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように複数の針状部材の基部を、スペーサ部材を介在させて積層した場合、各針状部材の基部の厚さの誤差と、スペーサ部材の厚さの誤差とが積み上がり、一体化された針状治具の寸法誤差（とりわけ、積層方向の両端に位置する針同士の寸法の誤差）が大きくなるおそれがある。この場合、各針の位置精度が低下するという課題が生じ得る。このことは、針状部材の基部の間にスペーサ部材が介在されていない場合であっても、針状治具の基部の厚さの誤差の積み上げによって起こり得る。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、針の位置精度を向上させることができる針状治具、針状治具の製造方法および針状部材用の台座の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、台座と、前記台座に挿着された複数の針状部材であって、基部と、前記基部から突出する複数の針と、をそれぞれ有する複数の針状部材と、を備え、前記台座は、台座ベース部と、前記台座ベース部から起立し、互いに離間して対向する一対の台座壁部と、前記台座壁部の内面に設けられ、対応する前記針状部材の前記基部が挿入された複数の壁溝と、を有していることを特徴とする針状治具を提供する。
【０００８】
なお、上述した針状治具において、前記台座ベース部と前記台座壁部は、単一の板材を折り曲げることによって形成されている、ようにしてもよい。
【０００９】
また、上述した針状治具において、前記台座ベース部の上面に、対応する前記針状部材の前記基部が挿入される複数のベース溝が設けられている、ようにしてもよい。
【００１０】
また、上述した針状治具において、前記ベース溝の幅は、前記壁溝の幅よりも大きい、ようにしてもよい。
【００１１】
また、上述した針状治具において、前記台座ベース部、一方の前記台座壁部および他方の前記台座壁部のうちの少なくとも一つに、貫通開口部が設けられている、ようにしてもよい。
【００１２】
また、上述した針状治具において、前記台座ベース部の下面と前記台座壁部の各々の外面との間に、切欠部が設けられている、ようにしてもよい。
【００１３】
また、上述した針状治具において、前記切欠部の各々は、前記壁溝に直交する方向に延びているとともに、前記切欠部同士は互いに平行である、ようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明は、基部と、前記基部から突出する複数の針と、をそれぞれ有する複数の針状部材を準備する工程と、台座ベース部と、前記台座ベース部から起立し、互いに離間して対向する一対の台座壁部と、前記台座壁部の内面に設けられた壁溝と、を有する台座を準備する工程と、前記台座の前記壁溝に対応する前記針状部材の前記基部を挿入して、複数の前記針状部材を前記台座に挿着する工程と、を備えたことを特徴とする針状治具の製造方法を提供する。
【００１５】
なお、上述した針状治具の製造方法において、前記台座を準備する工程において、前記台座の前記台座ベース部の上面に、複数のベース溝が設けられ、前記針状部材を前記台座に挿着する工程において、前記台座の前記ベース溝に対応する前記針状部材の前記基部が挿入される、ようにしてもよい。
【００１６】
また、上述した針状治具の製造方法において、前記ベース溝の幅は、前記壁溝の幅よりも大きい、ようにしてもよい。
【００１７】
また、上述した針状治具の製造方法において、前記台座を準備する工程において、前記台座ベース部、一方の前記台座壁部および他方の前記台座壁部のうちの少なくとも一つに、貫通開口部が設けられる、ようにしてもよい。
【００１８】
また、上述した針状治具の製造方法において、前記台座を準備する工程は、台座ブランク板に、前記台座壁部の内面に対応する位置に複数の前記壁溝を形成する工程と、
前記台座ブランク板を折り曲げて前記台座を形成する工程と、を有している、ようにしてもよい。
【００１９】
また、上述した針状治具の製造方法において、複数の前記壁溝を形成する工程において、前記台座ベース部の下面と前記台座壁部の各々の外面との間に対応する位置に折り曲げ溝を形成し、前記台座ブランク板を折り曲げる工程において、前記台座ブランク板を、前記折り曲げ溝を折り曲げ線として折り曲げる、ようにしてもよい。
【００２０】
また、上述した針状治具の製造方法において、前記折り曲げ溝の各々と前記壁溝とは、互いに直交しているとともに、前記折り曲げ溝同士は互いに平行である、ようにしてもよい。
【００２１】
また、上述した針状治具の製造方法において、複数の前記壁溝を形成する工程において、前記壁溝は、エッチングにより形成される、ようにしてもよい。
【００２２】
さらに、本発明は、対応する針状部材の複数の針が突出する平板状の基部が挿入される複数の壁溝を有する、針状部材用の台座の製造方法であって、台座ブランク板に複数の前記壁溝を形成する工程と、前記台座ブランク板を折り曲げて、台座ベース部と、前記台座ベース部から起立し、互いに離間して対向する一対の台座壁部と、を形成する工程と、を備え、複数の前記壁溝を形成する工程において、前記台座ベース部の下面と前記台座壁部の各々の外面との間に対応する位置に折り曲げ溝を形成し、前記台座ブランク板を折り曲げる工程において、前記台座ブランク板を、前記折り曲げ溝を折り曲げ線として折り曲げることを特徴とする針状部材用の台座の製造方法を提供する。
【００２３】
なお、上述した針状部材用の台座の製造方法において、前記折り曲げ溝の各々と前記壁溝とは、互いに直交しているとともに、前記折り曲げ溝同士は互いに平行である、ようにしてもよい。
【００２４】
また、上述した針状部材用の台座の製造方法において、複数の前記壁溝を形成する工程において、前記壁溝は、エッチングにより形成される、ようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、針の位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による針状治具を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の針状治具を構成する針状部材を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２の針状部材を示す側面図である。
【図４】図４（ａ）は、図１の針状治具を構成する台座を形成するための台座ブランク板を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の側面図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、図１の針状治具の針の配列例を示す平面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｆ）は、図２の針状部材をエッチング法で形成する方法を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｆ）は、図４に示す台座ブランク板をエッチング法で形成する方法を示す図であって、図４のＢ−Ｂ線断面に相当する図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｇ）は、図７と同様に台座ブランク板をエッチング法で形成する方法を示す図であって、図４のＣ−Ｃ線断面に相当する図である。
【図９】図９は、図１の針状治具にメッシュプレートを取り付ける状態を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９のメッシュプレートが針状治具の針の基端に位置している状態を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図８（ｇ）に相当する図であって、折り曲げ溝の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また、描かれている針の本数は、一例であり、図面によってその表示されている本数が異なる場合がある。
【００２８】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「等間隔」、「矩形」、「Ｕ字状」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００２９】
図１乃至図１０を用いて、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態における針状治具１は、針１５に細胞を突き刺して培養液中に浸漬させて細胞を培養させるためのものである。
【００３０】
図１に示すように、針状治具１は、台座５０と、台座５０に挿着される複数の針状部材１０と、を備えている。各針状部材１０は、台座５０の対応する壁溝５３（後述）に挿入されて、台座５０に挿着されている。ここでは、まず、針状部材１０について説明する。
【００３１】
図２および図３に示すように、針状部材１０は、平板状の基部１１と、基部１１から突出する複数の針１５と、を有している。本実施の形態においては、複数の針１５は、基部１１から一体的に突出形成されている。ここでいう、「一体的に突出形成された」とは、基部１１と針１５とが同一材質から構成されており、かつ基部１１と針１５とが一度も分離された状態で存在したことがない状態を言う。一例として、１枚の金属板状体を被加工ベース体として、この被加工ベース体を本実施の形態で用いる針状部材１０の所定形状に、エッチング加工若しくはプレス加工、あるいはプラズマやアーク等の熱による切断加工や、レーザや高圧流体や超音波等のエネルギーによる切断加工を行い、針状部材１０を得た場合に、上記の「一体的に突出形成された」状態が作り出される。針１５の側面は、直線性を持たせることが通常であるが、例えば、突き刺された物が重力に従い下方に落下することをくい止めるストッパーの役割として、適宜、突起を形成してもよい。
【００３２】
本実施の形態においては、平板状の基部１１は、図２に示すように、ｘ方向に沿って延びており、複数の針１５は、ｘ方向に等間隔に離間して配置されている。また、平板状の基部１１は、前述した複数の針１５が突出する上面１１ａと、２つの平行な側面１１ｂ、１１ｃと、上面１１ａの反対面である下面１１ｄと、ｘ方向の端部に位置する２つの端面１１ｅ、１１ｆと、を有している。
【００３３】
針状部材１０の基部１１の大きさについて説明すると、針状部材１０の基部１１の厚さＴ（側面１１ｂと１１ｃとで規定）は、５０〜２５０μｍ、高さＨ（上面１１ａと下面１１ｄとで規定）は、２〜３０ｍｍ、幅Ｌ（両端面１１ｅ、１１ｆで規定）は、５〜５０ｍｍとすることができる。
【００３４】
また、針状部材１０の針１５の大きさおよび配列等の仕様について説明すると、針１５の幅Ｗ１は、５０〜２５０μｍ、針１５の厚さＷ２は、前述した基部１１の厚さＴと同程度、針１５の高さＨ１は、２〜２０ｍｍ、針１５の配列ピッチＰ１は、７５〜５００μｍとすることができる。ここで、配列ピッチＰ１は、ｘ方向における針１５のピッチを示している。
【００３５】
図２および図３に示される針１５の先端形状は、針の先端を尖らすための２つのテーパ面１５ａを有し、これらのテーパ面１５ａが先端で合流した箇所が針先端の稜線１５ｂを形成している。図２で示される針先角度θは、１５°〜１２０°となっている。しかしながら、針１５の先端形状は、この形状に限定されるものではなく、対象物が穿刺可能な形態であればよい。円錐形状の先端や、多角錐形状の先端や、鋸歯形状の先端や、針１５の先端の肉厚が半分程度に欠けた状態の形態のもの（ハーフエッチング形状）であってもよい。
【００３６】
次に、図１および図４を用いて、針状部材１０用の台座５０について説明する。
【００３７】
図１に示すように、台座５０は、台座ベース部５１と、台座ベース部５１から起立し、互いに離間して対向する一対の台座壁部５２と、台座壁部５２の内面５２ａに設けられた壁溝５３と、を有している。台座壁部５２は、台座ベース部５１のｘ方向の端部に配置されており、これにより、台座５０は、針状部材１０のｙ方向（ｘ方向に直交する方向）から見たときに、Ｕ字状に形成されている。なお、台座５０の厚さＴ’は、１００μｍ〜２５０μｍ、高さＨ’（ｚ方向寸法）は、２ｍｍ〜２０ｍｍ、幅Ｌ’（針状部材１０の幅方向に相当する方向の寸法、ｘ方向寸法）は、５ｍｍ〜１００ｍｍとすることができる。
【００３８】
壁溝５３は、台座ベース部５１から起立する方向（針１５の長手方向、ｚ方向）に延びており、上述した針状部材１０の基部１１が挿入される。すなわち、台座壁部５２には複数の壁溝５３が形成されており、各壁溝５３には、対応する針状部材１０の複数の針１５が突出する平板状の基部１１が挿入される。より詳細には、壁溝５３には、基部１１の対応する端面１１ｅ、１１ｆを含む端部が挿入される。このことにより、壁溝５３によって、針状部材１０の基部１１のｙ方向の位置を規定することができる。そして、ｙ方向の針１５の配列ピッチＰ２（図５、図９参照）に応じて壁溝５３のピッチを設定することにより、針１５の配列ピッチＰ２を所望のピッチに規定することができる。例えば、壁溝５３のピッチは、２００μｍ〜５００μｍとすることができる。
【００３９】
壁溝５３の断面形状は、図１に示すように矩形状であることが好適であるが、針状部材１０の基部１１の位置を規定可能であれば、これに限られることはない。また、壁溝５３の幅は、針状部材１０のｙ方向の位置を壁溝５３によって規定することが可能であるとともに、壁溝５３への針状部材１０の基部１１をスムースに挿入することが可能な程度の幅とすることが好適である。例えば、針状部材１０の基部１１の厚さＴが、上述したような寸法となっている場合には、この厚さＴよりも１０μｍ程度大きくすることが好適である。また、壁溝５３の深さは、３０μｍ〜１５０μｍとすることが好適である。
【００４０】
また、本実施の形態においては、図１に示すように、台座ベース部５１の上面５１ａに、対応する針状部材１０の基部１１が挿入される複数のベース溝５４が設けられている。ベース溝５４はｘ方向に延びている。このことにより、ベース溝５４によっても、針状部材１０のｙ方向の位置を規定することができると共に、台座５０に挿着された針状部材１０をより一層安定して保持することが可能となる。より詳細には、ベース溝５４には、基部１１の対応する下面１１ｄを含む下端部が挿入される。このベース溝５４の断面形状は、図１に示すような矩形状であることが好適であるが、針状部材１０の基部１１の位置を規定可能であれば、これに限られることはない。また、ベース溝５４の幅は、上述した壁溝５３と同程度の幅としてもよい。しかしながら、針状部材１０のスムースな挿入を実現するためには、ベース溝５４の幅は、上述した壁溝５３の幅より大きいことが好適である。ベース溝５４の深さは、壁溝５３の深さと同程度とすればよい。
【００４１】
また、本実施の形態においては、台座ベース部５１および各台座壁部５２のうちの少なくとも一つに、貫通開口部５５が設けられている。とりわけ、貫通開口部５５は、台座ベース部５１および各台座壁部５２にそれぞれ設けられていることが好適である。図４においては、台座ベース部５１に３つの貫通開口部５５が設けられ、各台座壁部５２に２つの貫通開口部５５が設けられている。なお、図１においては、図面を明瞭にするために、台座壁部５２には１つの貫通開口部５５が設けられている例を示している。図１および図２に示すように、台座壁部５２に貫通開口部５５が設けられる場合、針状部材１０の基部１１の高さＨ（図２参照）は、貫通開口部５５の高さＨ２（図１参照）より高いことが好適である。このことにより、貫通開口部５５の上方の壁溝５３を通過した基部１１の下端部が、貫通開口部５５を通って下方の壁溝５３によって支持される際に、基部１１の少なくとも上端部を上方の壁溝５３によって支持することができ、針状部材１０を壁溝５３にスムースに挿入することが可能となる。また、各貫通開口部５５は、後述する図４（ａ）に示すように、壁溝５３またはベース溝５４に平面視で重なる位置に形成されている。
【００４２】
このような台座５０は、図４（ａ）、（ｂ）に示すような平板状の台座ブランク板６０（単一の板材）を折り曲げることによって形成することができる。本実施の形態においては、台座ブランク板６０は、台座ベース部５１に対応する部分６１と、当該部分６１の両側に設けられた台座壁部５２に対応する部分６２と、を有しており、このような台座ブランク板６０を折り曲げることによって、台座ベース部５１と台座壁部５２とを一体に形成している。
【００４３】
台座壁部５２の内面５２ａに対応する位置（すなわち、部分６２の一方の面６２ａ）に壁溝５３が設けられ、台座ベース部５１の上面５１ａに対応する位置（すなわち、部分６１の一方の面６１ａ）にベース溝５４が設けられている。壁溝５３とベース溝５４は、台座ベース部５１に対応する部分６１から台座壁部５２に対応する部分６２（または部分６２から部分６１）に向う方向（図４（ａ）における横方向）に延びるように形成され、壁溝５３とベース溝５４とは互いに連通している。
【００４４】
台座ベース部５１の下面５１ｂと台座壁部５２の外面５２ｂとの間に対応する位置（すなわち、部分６１の他方の面６１ｂと部分６２の他方の面６２ｂとの間の位置）に折り曲げ溝６３が形成されている。折り曲げ溝６３は、壁溝５３およびベース溝５４に直交する方向（図４（ａ）における上下方向）に延びるように形成されている。また、台座ブランク板６０には、互いに平行な２つの折り曲げ溝６３が形成されている。なお、折り曲げ溝６３の断面形状は、図４（ｂ）に示すような矩形状であってもよく、あるいは、円弧状などでもよく特に限られることはない。
【００４５】
台座ブランク板６０を、この折り曲げ溝６３を折り曲げ線として折り曲げることにより、図１に示すような台座５０が形成される。そして、折り曲げ溝６３は、折り曲げ後には、台座ベース部５１の下面５１ｂと台座壁部５２の外面５２ｂとの間（角部）に設けられる切欠部５６を構成する。すなわち、切欠部５６は、台座５０の奥行き方向（ｙ方向）に延び、上述した壁溝５３およびベース溝５４に直交する方向に延びるように形成されている。また、２つの切欠部５６は、互いに平行になっている。
【００４６】
上述したような台座５０の壁溝５３およびベース溝５４に挿入された針状部材１０の針１５のピッチについて説明する。ここで、図５（ａ）は正方形ピッチ配列の状態を示し、図５（ｂ）は三角形ピッチ配列の状態を示している。図５（ａ）に示される正方形ピッチ配列（Ｐ１＝Ｐ２）とする場合、例えば、ｙ方向の針１５の配列ピッチＰ２は、ｘ方向の針１５の配列ピッチＰ１と同程度とすればよく、例えば、７５〜５００μｍ程度とされる。一方、針１５の配列は、図５（ａ）に示される形態に必ずしも限定されるものではなく、図５（ｂ）に示す形態としてもよい。図５（ｂ）に示される三角形ピッチ配列は、正三角形ピッチ配列（Ｐ１：Ｐ２＝２：√３）となっている。
【００４７】
次に各部の材料について述べる。
【００４８】
針状部材１０は、例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属から構成されることが好適である。
【００４９】
台座５０は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属、あるいはシリコン、リン酸カルシウム等のセラミックスから構成されることが好適である。
【００５０】
好ましい態様として、針状部材１０および台座５０は共に同種の金属材料から構成され、しかもこれらが容易に拡散接合できる金属材料から構成されるのがよい。同種の金属材料から構成することにより、以下のメリット、すなわち、異種金属同士の接続により両者の使用環境での自然電位の違いにより局部電池が形成され、卑な金属が腐食してしまうという危惧がなくなる。また、拡散接合できれば、接着剤フリーの接続となり、溶液中や特殊な温度条件でも不都合なく使用することが可能となる。これにより、針状部材１０が台座５０に固定される。また、固定のための部品を用いる必要がなく、生産性も向上する。拡散接合とは、接合する材料同士を密着させ、真空や不活性ガス中などの制御された雰囲気中で、加圧・加熱し、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。このような好適な材料として、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト合金等及び、セラミックスを例示することができる。
【００５１】
次に、このような構成からなる本実施の形態による針状治具の製造方法について説明する。針状治具は、好適には、以下の工程を経て製造される。すなわち、（１）原材料となる金属薄板の主平面にマスクを形成した後、金属薄板の露出部分をエッチングして平板状の基部とその基部から一体的に突出した複数の針を有する針状部材を形成する針状部材形成工程と、（２）エッチングにより台座ブランクを形成し、形成された台座ブランクを折り曲げて台座を形成する台座形成工程と、（３）前記針状部材形成工程により形成された針状部材を、前記台座形成工程により形成された台座に挿着させてなる工程を有し構成される。
【００５２】
（針状部材形成工程）
図６（ａ）〜（ｆ）を参照しつつ、本実施の形態による針状治具１を構成する針状部材１０を、フォトリソグラフィー技術を用いて（ウエット）エッチング法で形成する場合について説明する。
【００５３】
まず、図６（ａ）に示されるように、原材料となる針用金属薄板１９が準備される。図６（ａ）において、針用金属薄板１９の主平面１９ａは図面の奥行き方向となり、図面では針用金属薄板１９の厚さｔが表示されている。針用金属薄板１９の厚さｔは、そのまま針状部材１０の基部１１の厚さＴおよび針１５の厚さＷ２となる（図２参照）。針用金属薄板１９は、予め脱脂洗浄処理しておくことが望ましい。次工程におけるフォトレジスト膜８０の密着性を向上させ、品質・仕上がりを向上させるためである。
【００５４】
次いで、図６（ｂ）に示されるように、針用金属薄板１９の両主平面１９ａにそれぞれマスク形成のためのフォトレジスト膜８０が形成される。フォトレジスト膜８０は塗布形成してもよいし、フィルム状のフォトレジスト膜８０を貼り付けるようにしてもよい（いわゆるラミネート）。２つの主平面１９ａのうち片側にのみフォトレジスト膜８０を形成することも可能であるが、加工精度を担保するためには、図示のごとく両主平面１９ａにそれぞれフォトレジスト膜８０を形成することが望ましい。フォトレジスト膜８０はネガ型、ポジ型、いずれであってもよい。
【００５５】
次いで、図６（ｃ）に示されるように、フォトレジスト膜８０の上に、露光用のパターンが形成されたパターンフィルム原版８１を配置し、露光処理が行われる。図６（ｃ）の断面図で示される露光のパターンは、例えば、図３のＡ−Ａ線矢視断面の針１５の断面図に対応する。フォトレジスト膜８０がネガ型の場合、露光部分が現像液に対して不溶解性となり、現像後に露光部分が残る。フォトレジスト膜８０がポジ型の場合、露光部分が現像液に対して溶解し、現像後に未露光部分が残る。図６における図示例では、ネガ型の場合が示されている。
【００５６】
次いで、図６（ｄ）に示されるように、フォトレジストの現像処理が行われ、現像後、露光部分が所定のパターンの（レジスト）マスク８５として残り、露光されていない箇所は、レジストが除去されて針用金属薄板１９の表面が露出する。
【００５７】
次いで、図６（ｅ）に示されるように、エッチング処理が行われる。すなわち、マスキングされた針用金属薄板１９にエッチング液を付けることによって、上記の現像操作で露出された針用金属薄板１９の部分だけがエッチングされて、所望の形状に針用金属薄板１９が加工される。エッチング液は、使用する針用金属薄板１９の種類に応じて適宜選定するようにすればよい。
【００５８】
次いで、図６（ｆ）に示されるように、エッチング処理後に針用金属薄板１９に残っている（レジスト）マスク８５を除去し、洗浄・乾燥することによって、針状部材１０が形成される（例えば、図３に示されるごとく針状部材１０が形成される）。このようにして、基部１１と、基部１１から突出する複数の針１５と、を有する針状部材１０が得られる。
【００５９】
なお、上記の針状物部材形成工程におけるエッチングは、好適例としてウエットエッチングを挙げて説明したが、針用金属薄板１９の肉厚が極めて薄いものであれば、反応性気体やイオン、ラジカルを用いたドライエッチングを採用することもできる。
【００６０】
（台座形成工程）
次に、台座５０を形成する方法について図７および図８を用いて説明する。台座５０は、上述したように図４に示す台座ブランク板６０を折り曲げて得られるものである。そこで、まず台座ブランク板６０をフォトリソグラフィー技術を用いてエッチング法により作製する方法を図７および図８を用いて説明する。ここで、図７および図８は、台座ブランク板６０を作製する方法を説明するための模式図である。このうち図７では、図４のＢ−Ｂ線断面に相当する図を示しており、壁溝５３を主に示しているが、ベース溝５４も壁溝５３と同様な形状を有することができるため、ベース溝５４とこれに関連する符号をカッコ書で付記している。図８では、図４のＣ−Ｃ線断面に相当する図を示しており、貫通開口部５５および折り曲げ溝６３を主に示している。なお、台座５０は、上述した構成を有することができれば、特にその製法に限定はない。しかしながら、台座５０は、挿着された針状部材１０の針１５の位置を規定するため、台座５０の壁溝５３には高い寸法精度が要求され、上記の針状部材１０の形成工程に準じてエッチング法で形成することが好ましい。
【００６１】
まず、図７（ａ）、図８（ａ）に示されるように、原材料となる台座用金属薄板６９が準備される。図７（ａ）、図８（ａ）において、台座用金属薄板６９の主平面６９ａは図面の奥行き方向となり、図面では台座用金属薄板６９の厚さｔ’は、そのまま台座５０（あるいは台座ブランク６０）の厚さＴ’となる。台座用金属薄板６９は、予め脱脂洗浄処理しておくことが望ましい。次工程におけるフォトレジスト膜９０の密着性を向上させ、品質・仕上がりを向上させるためである。
【００６２】
次いで、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示されるように、台座用金属薄板６９の両主平面６９ａに、図６（ｂ）と同様にしてマスク形成のためのフォトレジスト膜９０が形成される。フォトレジスト膜９０がネガ型の場合、露光部分が現像液に対して不溶解性となり、現像後に露光部分が残る。フォトレジスト膜９０がポジ型の場合、露光部分が現像液に対して溶解し、現像後に未露光部分が残る。図７、図８における図示例では、ネガ型の場合が示されている。
【００６３】
次いで、図７（ｃ）、図８（ｃ）に示されるように、フォトレジスト膜９０の上に、露光用のパターンが形成されたパターンフィルム原版９１を配置し、露光処理が行われる。図７（ｃ）、図８（ｃ）の断面図で示される露光のパターンは、例えば、図４（ａ）の平面図とその裏面図に対応する。
【００６４】
次いで、図７（ｄ）、図８（ｄ）に示されるように、フォトレジストの現像処理が行われ、現像後、露光部分が所定のパターンの（レジスト）マスク９５として残り、露光されていない箇所は、レジストが除去されて台座用金属薄板６９の表面が露出する。すなわち、台座用金属薄板６９の一方（上側）の主平面６９ａの側のフォトレジスト膜９０に、壁溝５３に対応するマスク開口部９５ａ（図７（ｄ）参照）と、ベース溝５４に対応するマスク開口部９５ｂ（図７（ｄ）参照）と、貫通開口部５５に対応するマスク開口部９５ｃ（図８（ｄ）参照）とが形成され、他方（下側）の主平面６９ａの側のフォトレジスト膜９０に、折り曲げ溝６３に対応するマスク開口部９５ｄ（図８（ｄ）参照）と、貫通開口部５５に対応するマスク開口部９５ｅ（図８（ｄ）参照）とが形成される。
【００６５】
次いで、図７（ｅ）、図８（ｅ）に示されるように、エッチング処理が行われる。すなわち、マスキングされた台座用金属薄板６９にエッチング液を付けることによって、台座用金属薄板６９のうち現像処理で露出された部分がエッチングされて、所望の形状に台座用金属薄板６９が加工される。この際、図７（ｅ）に示す壁溝５３の部分およびベース溝５４の部分では、台座用金属薄板６９の一方（上側）の主平面６９ａ側のみ露出されるため、当該部分は片側からハーフエッチングされて壁溝５３およびベース溝５４がそれぞれ形成される。同様に、図８（ｅ）に示す折り曲げ溝６３の部分もハーフエッチングされる。
【００６６】
このようにして、台座用金属薄板６９の一方の主平面６９ａに、図７（ｅ）に示すように複数の壁溝５３および複数のベース溝５４が形成される。このうち壁溝５３は、台座壁部５２の内面５２ａに対応する位置（図４に示す面６２ａ）に形成され、ベース溝５４は、台座ベース部５１の上面５１ａに対応する位置（図４に示す面６１ａ）に形成される。他方の主平面６９ａには、図８（ｅ）に示すように折り曲げ溝６３が形成される。この折り曲げ溝６３は、台座ベース部５１の下面５１ｂと台座壁部５２の外面５２ｂとの間に対応する位置（図４に示す面６１ｂと面６２ｂとの間の位置）に形成される。また、図８（ｅ）に示すように、貫通開口部５５は、台座用金属薄板６９の両側からエッチングされ、台座用金属薄板６９を貫通するように形成される。なお、エッチング液は、使用する台座用金属薄板６９の種類に応じて適宜選定するようにすればよい。
【００６７】
次いで、図７（ｆ）、図８（ｆ）に示されるように、エッチング処理後に台座用金属薄板６９に残っている（レジスト）マスク９５を除去し、洗浄・乾燥することによって、台座ブランク板６０が形成される（例えば、図４に示されるごとく台座ブランク板６０が形成される）。このようにして、図４に示す台座ブランク板６０が得られる。
【００６８】
その後、上述のようにして得られた台座ブランク板６０を、図８（ｇ）に示すように折り曲げる。この際、台座ブランク板６０は、上述のようにして形成された折り曲げ溝６３を折り曲げ線として折り曲げられる。このことにより、台座ベース部５１と、台座ベース部５１から起立した一対の台座壁部５２とを有する図１に示すような台座５０が得られる。
【００６９】
（針状部材を台座に挿着させる工程）
以上のようにして得られた台座５０の壁溝５３およびベース溝５４に、対応する針状部材１０の基部１１が挿入され、針状部材１０が台座５０に挿着される。挿着された各針状部材１０は、台座５０の壁溝５３およびベース溝５４によってｙ方向の位置がそれぞれ規制される。このようにして、針状部材１０のｙ方向の位置を所望の位置に配置させた、図１に示す針状治具１が得られる。
【００７０】
次に、このような構成からなる本実施の形態による針状治具の使用方法について説明する。ここでは、針状治具１を細胞培養に使用する例について説明する。
【００７１】
まず、図９に示すように、上述のようにして得られた針状治具１に、複数の挿通孔２１を有するメッシュプレート２０が挿着される。この場合、挿通孔２１に針１５を挿入させ、図１０に示すようにメッシュプレート２０を台座５０の上端面（若しくは、台座５０の上端より針１５の基端が上方に位置する場合には針状部材１０の針１５の基端）に位置付けられるまで下降させる。このことにより、針状治具１とメッシュプレート２０とが組み合わされて一体化される。なお、メッシュプレート２０は、針状部材１０および台座５０と同種の金属材料から構成されることが好適であり、また、その厚さＴ１（図９参照）は、例えば、５０μｍ〜２５０μｍとすることができる。
【００７２】
次いで、針状部材１０の針１５に細胞を突き刺し保持する。
【００７３】
その後、針状治具１を培養液中に浸漬させ、細胞を培養させる。針状治具１を培養液中に浸漬させている間、台座５０に貫通開口部５５が設けられていることにより、針状部材１０の基部１１の間の空間に培養液を流すことができ、当該空間で培養液が滞留することを防止できる。このため、針１５に保持されている各細胞に、新鮮な培養液を均等に供給することが可能となる。
【００７４】
培養が完了した後、針状治具１を培養液から取り出す。そして、メッシュプレート２０を、針１５の基端から上昇させて、針１５から引き抜く。このことにより、針１５に保持されていた培養細胞を、メッシュプレート２０によって針１５から取り出すことができる。
【００７５】
このように本実施の形態によれば、各針状部材１０の複数の針１５が突出する平板状の基部１１が、台座５０の対応する壁溝５３に挿入されて、複数の針状部材１０が台座５０に挿着されている。このことにより、各針状部材１０のｙ方向の位置を、壁溝５３によって規定することができ、各針状部材１０のｙ方向の位置精度（とりわけ、ｙ方向の両端に位置する針１５同士の寸法の精度）を向上させることができる。この結果、各針１５の位置精度を向上させることができる。なお、複数の針状部材１０を（スペーサ部材を介在させて）積層させた場合、針状部材１０の基部１１の厚さの誤差が（スペーサ部材の厚さの誤差も含めて）積み上がり、一体化された針状治具１の寸法誤差が大きくなって、メッシュプレート２０を挿着し難くなるおそれがあったが、本実施の形態によれば、上述したように各針状部材１０のｙ方向の位置精度が向上するため、メッシュプレート２０を挿着し易くすることができる。
【００７６】
また、本実施の形態によれば、上述したように、各針状部材１０が、台座５０の対応する壁溝５３に挿入されて一体化され、針状治具１を構成している。このことにより、従来のように複数の針状部材１０をスペーサ部材を介在させて積層させて一体化させている場合に比べて、針状治具１を軽量化することができる。
【００７７】
また、本実施の形態によれば、上述したように各針状部材１０の基部１１が、台座５０の対応する壁溝５３に挿入されている。このことにより、使用後に針状部材１０を台座５０から取り外して、個々の針状部材１０や台座５０を洗浄したり、あるいは変形した針状部材１０のみを台座５０から取り外して新たな針状部材１０に交換したりすることができる。例えば、複数の針状部材１０のうち、中程に配置された針状部材１０であっても、台座５０から容易に取り出すことができる。そして、再度、針状治具１として組み立てて使用することも可能となる。
【００７８】
また、本実施の形態によれば、針状部材１０の基部１１は、壁溝５３だけでなくベース溝５４にも挿入されている。このことにより、台座５０に挿着された針状部材１０をより一層安定して保持することができる。
【００７９】
また、本実施の形態によれば、台座ベース部５１および各台座壁部５２に、貫通開口部５５が設けられている。このことにより、台座５０を軽量化させることができる。また、針状治具１を細胞培養で使用する場合には、針状部材１０の基部１１の間の空間に培養液を流すことができ、当該空間において培養液が滞留することを防止できる。
【００８０】
また、本実施の形態によれば、単一の板材からなる台座ブランク板６０を折り曲げることによって、台座ベース部５１と台座壁部５２とを一体に形成している。このことにより、対向する一対の台座壁部５２の壁溝５３を位置精度良く形成することができる。
【００８１】
また、本実施の形態によれば、針状部材１０が挿着される台座５０は、エッチング法によって壁溝５３が形成された平板状の台座ブランク板６０を折り曲げることにより形成されている。このことにより、針状部材１０の基部１１が挿入される壁溝５３をエッチングによって精度良く形成することができる。
【００８２】
さらに、本実施の形態によれば、台座ブランク板６０において、台座ベース部５１の下面５１ｂと台座壁部５２の外面５２ｂとの間に対応する位置に折り曲げ溝６３が形成され、この折り曲げ溝６３を折り曲げ線として台座ブランク板６０が折り曲げられて台座５０が形成される。このことにより、平板状の台座ブランク板６０を容易に折り曲げることができるとともに、折り曲げ線の位置精度を向上させることができ、折り曲げ後の台座５０の形状精度を向上させることができる。このため、台座５０に挿着される針状部材１０の位置精度をより一層向上させることができる。とりわけ、本実施の形態においては、折り曲げ溝６３はエッチング法により形成されるため、折り曲げ溝６３の位置精度をより一層向上させ、針状部材１０の位置精度をより一層向上させることができる。
【００８３】
また、本実施の形態によれば、各折り曲げ溝６３（各切欠部５６）と壁溝５３とが互いに直交しているとともに、折り曲げ溝６３同士が互いに平行となっている。このことにより、折り曲げ溝６３を折り曲げ線として台座ブランク板６０を折り曲げたときに、対向する台座壁部５２の壁溝５３を互いに平行に、かつ位置精度良く形成することができる。
【００８４】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による針状治具、針状治具の製造方法および針状部材用の台座の製造方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００８５】
例えば、上述した本実施の形態においては、台座５０は、平板状の台座ブランク板６０を折り曲げて形成する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、台座５０は、例えば、金属材料や樹脂材料から機械加工によって形成されていてもよく、あるいは、金属材料や樹脂材料でモールド成形して形成されていてもよい。この場合においても、各針状部材１０のｙ方向の位置を、壁溝５３によって規定することができ、各針状部材１０のｙ方向の位置精度を向上させることができる。
【００８６】
また、上述した本実施の形態においては、台座ブランク板６０において、台座ベース部５１の下面５１ｂと台座壁部５２の外面５２ｂとの間に対応する位置に、折り曲げ溝６３が形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、折り曲げ溝６３は、例えば図１１に示すように、台座ベース部５１の上面５１ａと台座壁部５２の内面５２ａとの間に対応する位置に形成されていていてもよい。この場合、ブランク板６０（図４参照）において、折り曲げ溝６３は、台座ベース部５１に対応する部分６１の面６１ａと、台座壁部５２に対応する部分６２の面６２ａとの間の位置に形成される。この場合においても、平板状の台座ブランク板６０を容易に折り曲げることができるとともに、折り曲げ線の位置精度を向上させることができ、折り曲げ後の台座５０の形状精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  針状治具
１０  針状部材
１１  基部
１５  針
５０  台座
５１  台座ベース部
５１ａ  上面
５１ｂ  下面
５２  台座壁部
５２ａ  内面
５２ｂ  外面
５３  壁溝
５４  ベース溝
５５  貫通開口部
５６  切欠部
６０  台座ブランク板
６３  折り曲げ溝
【図１】
2015216874.tif 000003
【図２】
2015216874.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015216874.tif 000006
【図５】
2015216874.tif 000007
【図６】
2015216874.tif 000008
【図７】
2015216874.tif 000009
【図８】
2015216874.tif 000010
【図９】
2015216874.tif 000011
【図１０】
2015216874.tif 000012
【図１１】
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