(57)【要約】【課題】１つの凹版から製造可能なマイクロニードルの面方向の大きさを拡大することのできる製造方法を提供する。【解決手段】マイクロニードルの製造方法は、基体の表面にて突起部が突き出た形状を有する１以上の原版２０を形成する工程と、原版２０の凹凸を反転させたパターンが並ぶ形状を有した１つの凹版４０を原版２０から形成する工程と、マイクロニードルの形成材料を凹版４０に充填して成形物を成形する工程と、成形物を凹版４０から離して２以上の原版２０の大きさに対応するマイクロニードルを得る工程と、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面にて突起部が突き出た形状を有する１以上の原版を形成する工程と、
前記原版の凹凸を反転させたパターンが並ぶ形状を有した１つの凹版を前記原版を用いて形成する工程と、
マイクロニードルの形成材料を前記凹版に充填して成形物を成形する工程と、
前記成形物を前記凹版から離して２以上の原版の大きさに対応するマイクロニードルを得る工程と、
を含むマイクロニードルの製造方法。
【請求項２】
前記凹版を形成する工程は、
複数の前記原版を前記基体の表面に沿った方向に並べて１つの凸版を形成する工程と、
前記凸版の凹凸を反転させた形状を有する前記凹版を前記凸版から形成する工程と、を含む
請求項１に記載のマイクロニードルの製造方法。
【請求項３】
前記凹版を形成する工程は、
前記基体の表面が転写された面を有して前記原版の凹凸を反転させた形状を有する複数の第１の凹版を形成する工程と、
前記第１の凹版における前記面に沿って複数の前記第１の凹版を並べて前記凹版である第２の凹版を形成する工程と、を含む、
請求項１に記載のマイクロニードルの製造方法。
【請求項４】
前記凸版は、
ステージと、
前記ステージの上に載置された複数の前記原版と、を備える
請求項２に記載のマイクロニードルの製造方法。
【請求項５】
前記凸版にて、
互いに隣接する前記原版は、互いに固定されている
請求項２に記載のマイクロニードルの製造方法。
【請求項６】
前記第２の凹版は、
ステージと、
前記ステージの上に載置された複数の前記第１の凹版と、を備える
請求項３に記載のマイクロニードルの製造方法。
【請求項７】
前記第２の凹版にて、
互いに隣接する前記第１の凹版は、互いに固定されている
請求項３に記載のマイクロニードルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、マイクロニードルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤等の送達物を皮膚から体内に投与する方法として、マイクロニードルを用いる方法が知られている。マイクロニードルは、針形状を有する複数の突起部を基体の表面に有している。マイクロニードルを用いる投与方法では、基体が皮膚に押し付けられることによって突起部が皮膚を穿孔し、突起部によって形成された孔から、送達物が体内に送り込まれる。
【０００３】
こうしたマイクロニードルの製造工程では、まず、所望のマイクロニードルの形状を有する原版が形成される。そして、原版から、原版の凹凸を反転させた凹版が形成される。この凹版に、マイクロニードルの形成材料が充填されて固められ、成形物が凹版から脱離されることによって、マイクロニードルが得られる。
【０００４】
マイクロニードルの原版は、例えば、切削加工や研削加工等の機械加工や、各種のエッチング法によって、金属材料や結晶材料等が加工されることによって形成される（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／０１３２８２号
【特許文献２】国際公開第２００８／００４５９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の製造工程を経て１つの凹版から製造されるマイクロニードルにて、基体の表面に沿った方向である面方向の大きさは、原版の面方向の大きさによって決まる。しかしながら、例えば、機械加工によって原版を形成する場合、形成しようとする原版の面方向の大きさが大きすぎると、原版の加工途中に工具が摩耗して、効率よく原版を形成することができない。また、エッチングによって原版を形成する場合、形成しようとする原版の面方向の大きさが大きすぎると、原版の面方向の位置によってエッチングの進行が不均一となり、突起部の形状にばらつきが生じやすい。また、機械加工の場合であれ、エッチングによる加工の場合であれ、さらには、これらの加工方法とは異なる加工方法を用いる場合であっても、加工装置が加工可能な加工対象の大きさには限界がある。
このように、原版の面方向の大きさに制約がある結果、１つの凹版から製造可能なマイクロニードルの面方向の大きさにも限界が生じている。
本開示の技術は、１つの凹版から製造可能なマイクロニードルの面方向の大きさを拡大することのできる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】
上記課題を解決するマイクロニードルの製造方法は、基体の表面にて突起部が突き出た形状を有する１以上の原版を形成する工程と、前記原版の凹凸を反転させたパターンが並ぶ形状を有した１つの凹版を前記原版を用いて形成する工程と、マイクロニードルの形成材料を前記凹版に充填して成形物を成形する工程と、前記成形物を前記凹版から離して２以上の原版の大きさに対応するマイクロニードルを得る工程と、を含む。
【０００８】
上記方法によれば、原版よりも、面方向の大きさの大きいマイクロニードルが１つの凹版から製造できる。したがって、原版の面方向の大きさに限界があっても、１つの凹版から製造可能なマイクロニードルの面方向の大きさを拡大することができる。
【０００９】
上記方法において、前記凹版を形成する工程が、複数の前記原版を前記基体の表面に沿った方向に並べて１つの凸版を形成する工程と、前記凸版の凹凸を反転させた形状を有する前記凹版を前記凸版から形成する工程と、を含む方法、あるいは、前記凹版を形成する工程が、前記基体の表面が転写された面を有して前記原版の凹凸を反転させた形状を有する複数の第１の凹版を形成する工程と、前記第１の凹版における前記面に沿って複数の前記第１の凹版を並べて前記凹版である第２の凹版を形成する工程と、を含む方法によって、１つの凹版から製造可能なマイクロニードルの面方向の大きさを拡大することができる。
【００１０】
上記方法において、前記凸版は、ステージと、前記ステージの上に載置された複数の前記原版と、を備えてもよい。あるいは、上記方法において、前記凸版にて、互いに隣接する前記原版は、互いに固定されていてもよい。
これらの方法によれば、凸版を容易に形成することができる。
【００１１】
上記方法において、前記第２の凹版は、ステージと、前記ステージの上に載置された複数の前記第１の凹版と、を備えてもよい。あるいは、上記方法において、前記第２の凹版にて、互いに隣接する前記第１の凹版は、互いに固定されていてもよい。
これらの方法によれば、第２の凹版を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の技術によれば、１つの凹版から製造可能なマイクロニードルの面方向の大きさを拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の技術における第１〜第３の実施形態で製造されるマイクロニードルの斜視構造の一部を示す斜視図である。
【図２】第１〜第３の実施形態で製造されるマイクロニードルの断面構造の一部を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における原版の形成工程にて形成された原版の断面構造を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における凸版の形成工程を原版の断面構造を用いて説明する図である。
【図５】第１の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における凹版の形成工程を凸版の断面構造を用いて説明する図である。
【図６】第１の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における凹版の形成工程によって形成された凹版の断面構造を示す断面図である。
【図７】第１の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における充填工程を凹版の断面構造を用いて説明する図である。
【図８】第１の実施形態でのマイクロニードルの製造方法において離型された成形物であるマイクロニードルの断面構造を示す断面図である。
【図９】第２の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における原版の形成工程にて形成された原版の断面構造を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における小型凹版の形成工程を原版の断面構造を用いて説明する図である。
【図１１】第２の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における小型凹版の形成工程によって形成された小型凹版の断面構造を示す断面図である。
【図１２】第２の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における大型凹版の形成工程を小型凹版の断面構造を用いて説明する図である。
【図１３】第２の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における充填工程を大型凹版の断面構造を用いて示す図である。
【図１４】第２の実施形態でのマイクロニードルの製造方法において離型された成形物であるマイクロニードルの断面構造を示す断面図である。
【図１５】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における原版の形成工程にて形成された原版の断面構造を示す断面図である。
【図１６】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における小型凹版の形成工程を原版の断面構造を用いて説明する図である。
【図１７】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における小型凹版の形成工程によって形成された小型凹版の断面構造を示す断面図である。
【図１８】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における第１大型凹版の形成工程を小型凹版の断面構造を用いて説明する図である。
【図１９】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における凸版の形成工程を第１大型凹版の断面構造を用いて説明する図である。
【図２０】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における凸版の形成工程によって形成された凸版の断面構造を示す図である。
【図２１】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における第２大型凹版の形成工程を凸版の断面構造を用いて説明する図である。
【図２２】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における第２大型凹版の形成工程によって形成された第２大型凹版の断面構造を示す図である。
【図２３】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法における充填工程を第２大型凹版の断面構造を用いて示す図である。
【図２４】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法において離型された成形物であるマイクロニードルの断面構造を示す断面図である。
【図２５】第３の実施形態でのマイクロニードルの製造方法によって製造されたマイクロニードルが分割されて形成された分割片の断面構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１〜図８を参照して、マイクロニードルの製造方法の第１の実施形態について説明する。
【００１５】
［マイクロニードルの構成］
図１および図２を参照して、第１の実施形態の製造方法によって製造されるマイクロニードルの構成について説明する。なお、図１および図２は、マイクロニードルの一部を示し、マイクロニードルは、図１および図２に示される形状が繰り返された形状を有する。
【００１６】
図１に示されるように、マイクロニードル１０は、基体１１と、基体１１の表面から突き出た複数の突起部１２とを備えている。突起部１２の底面は、基体１１の表面と一体に形成され、基体１１は、複数の突起部１２の各々の基端を支持している。
【００１７】
基体１１の形状は、平坦な板状であってもよいし、曲板状であってもよいし、直方体形状であってもよい。突起部１２が突き出ている面である基体１１の表面は、平坦であってもよいし、段差を有していてもよい。段差は、例えば、突起部１２を複数個ずつ区画するスジ状に形成される。
【００１８】
突起部１２の形状は、角錐形状であってもよいし、円錐形状であってもよい。また、突起部１２は、例えば、円柱状や角柱状のように、先端が尖っていない形状であってもよい。また、突起部１２は、例えば、円柱に円錐が積層された形状のように、２以上の立体が結合した形状であってもよい。要は、突起部１２は皮膚を刺すことが可能な形状であればよい。なお、突起部１２の数は任意である。
【００１９】
穿孔の対象の内部に送り届けられることを目的とする送達物は、マイクロニードル１０に含まれていて、突起部１２が穿孔の対象の内部で溶解することによって送達物が穿孔の対象の内部に拡散されてもよいし、送達物は、マイクロニードル１０の外部から供給されてもよい。送達物がマイクロニードル１０に含まれるか、あるいは、マイクロニードル１０の外部から供給されるかは、マイクロニードル１０の利用の態様によって異なる。
【００２０】
送達物がマイクロニードル１０の外部から供給される場合には、突起部１２には、送達物を穿孔の対象の内部に向けて通す孔が形成されていてもよい。突起部１２に形成される孔は、突起部１２の先端から基体１１の裏面まで貫通する孔であってもよく、貫通しない孔であってもよい。また、孔を有するか否かにかかわらず、突起部１２の周囲には、送達物を穿孔の対象の内部に向けて通す溝が形成されていてもよい。また、基体１１に対しても、マイクロニードル１０の外部から供給された送達物を突起部１２に向けて通す孔が形成されていてもよい。基体１１に形成される孔は、基体１１の表面から基体１１の裏面まで貫通する孔であってもよいし、貫通しない孔であってもよい。
【００２１】
複数の突起部１２の各々は、基体１１の表面に規則的に並んでもよいし、不規則に並んでいてもよい。また、複数の突起部１２は、基体１１の表面における複数の箇所に偏って配置されてもよい。例えば、複数の突起部１２は、格子状や同心円状に配列される。
なお、基体１１の裏面に、基体１１とは異なる材料から形成された支持層が積層されていてもよい。
【００２２】
図２に示されるように、突起部１２の高さＨは、１０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。突起部１２の高さＨは、基体１１の表面から突起部１２の先端までの長さである。突起部１２の高さＨは、穿孔の対象に必要とされる孔の深さに応じて決定される。穿孔の対象が人体の皮膚であって、孔の底が角質層内に設定される場合、高さＨは１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。孔の底が角質層を貫通し、かつ、神経層へ到達しない深さに設定される場合、高さＨは２００μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以上３００μｍ以下であることがさらに好ましい。孔の底が真皮に到達する深さに設定される場合、高さＨは２００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。孔の深さが表皮に到達する深さに設定される場合、高さＨは２００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
突起部１２の幅Ｄは、基体１１の表面と平行な方向における突起部１２の長さの最大値である。突起部１２の幅Ｄは、１μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。例えば、突起部１２が正四角錐形状や正四角柱形状を有するとき、基体１１の表面にて、突起部１２の底部によって区画された正方形における対角線の長さが、突起部１２の幅Ｄである。また、例えば、突起部１２が円錐形状や円柱形状を有するとき、突起部１２の底部によって区画された円の直径が、突起部１２の幅Ｄである。
突起部１２の幅Ｄに対する高さＨの比であるアスペクト比Ａ（Ａ＝Ｈ／Ｄ）は、１以上１０以下であることが好ましい。
【００２４】
突起部１２の先端が尖った形状に形成され、穿孔によって角質層を貫通する深さを有した孔を形成する場合、突起部１２の先端角θは５°以上３０°以下であることが好ましく、１０°以上２０°以下であることがより好ましい。先端角θは、基体１１の表面と直交する断面において、突起部１２の先端が形成する角度の最大値である。例えば、突起部１２が正四角錐形状を有するとき、突起部１２の先端角θは、突起部１２の底部が区画する正方形の対角線を底辺とし、正四角錐の頂点を頂点とする三角形の頂角である。
【００２５】
突起部１２の幅Ｄ、アスペクト比Ａ、および、先端角θは、孔が必要とする容積等に応じて決定される。高さＨ，幅Ｄ、アスペクト比Ａ、および、先端角θが上記の範囲内であれば、突起部１２の形状が、皮膚に対する孔の形成に適した形状となる。
マイクロニードル１０が人体に対して用いられる場合には、マイクロニードル１０は生体適合性を有する材料から形成されることが好ましい。
【００２６】
例えば、マイクロニードル１０は、水溶性高分子と送達物とを含む材料から形成される。送達物は、基材として機能する水溶性高分子に保持された状態でマイクロニードル１０に含まれ、マイクロニードル１０が人体に対して用いられる場合には、送達物は、突起部１２が皮膚の水分によって溶解することによって体内に拡散される。
【００２７】
生体適合性を有する水溶性高分子としては、例えば、アルギン酸塩、カードラン、キチン、キトサン、キトサンサクシナミド、グルコマンナン、ポリリンゴ酸、コラーゲン、コラーゲンペプチド、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ゼラチン、または、プルラン等が挙げられる。
送達物としては、薬理活性物質や化粧品組成物を用いることができる。送達物の種類は、目的に応じて選択される。
【００２８】
薬理活性物質としては、例えば、インフルエンザ等のワクチン、癌患者等のための痛み止め薬、生物製剤、遺伝子治療薬、注射剤、経口剤、または、皮膚適用製剤等が挙げられる。マイクロニードル１０を用いた経皮投与では、皮膚に形成された孔に薬剤が投与される。そのため、マイクロニードル１０を用いた経皮投与は、従来の経皮投与に用いられる薬理活性物質以外に、皮下注射が必要な薬理活性物質の投与にも利用できる。特に、マイクロニードル１０を用いた経皮投与は、投与の際に痛みを伴わないため、小児に対するワクチン等の注射剤の投与に適している。また、マイクロニードル１０を用いた経皮投与は、投与の際に薬剤を飲む必要がないため、経口剤を飲むことが困難な小児に対する経口剤の投与に適している。
【００２９】
化粧品組成物は、化粧品あるいは美容品として用いられる組成物である。化粧品組成物としては、例えば、保湿剤、色料、香料、または、シワやニキビや妊娠線等に対する改善効果や脱毛に対する改善効果等の美容効果を示す生理活性物質等が挙げられる。送達物として芳香を有する材料を用いると、マイクロニードル１０に匂いを付与することができるため、美容品に適したマイクロニードル１０が得られる。
【００３０】
マイクロニードル１０に含まれる送達物と水溶性高分子との割合は、体内への投与が必要な送達物の量とマイクロニードル１０の成形に必要な水溶性高分子の量とを考慮して決定される。なお、水溶性高分子が送達物として機能する態様や、送達物がマイクロニードル１０の外部から供給される態様であれば、マイクロニードル１０は水溶性高分子とは別に送達物を含まなくともよい。
【００３１】
また、マイクロニードル１０は、樹脂から形成されてもよい。生体適合性を有する樹脂としては、医療用シリコーン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカーボネート、または、環状オレフィンコポリマー等が挙げられる。
【００３２】
要は、材料を凹版に充填することによってマイクロニードル１０を成形する製造方法に適用可能な材料であれば、マイクロニードル１０の形成材料として用いることができる。
【００３３】
［マイクロニードルの製造方法］
図３〜図８を参照して、マイクロニードルの製造方法について説明する。なお、図３〜図８では、マイクロニードルおよびその原版が有する突起部の数が簡略化されている。
【００３４】
＜原版の形成工程＞
図３に示されるように、原版の形成工程では、複数の原版２０が形成される。複数の原版２０の各々は、基体２１と、基体２１の表面から突き出た複数の突起部２２とを備えている。
【００３５】
原版２０は、マイクロニードル１０が有する突起部１２と略同一の形状を有し、かつ、互いに隣り合う突起部１２間の間隔と同じ間隔を空けて並ぶ突起部２２を有する。基体２１の表面に沿った方向である面方向において原版２０の有する大きさは、マイクロニードル１０における基体１１の表面に沿った方向である面方向においてマイクロニードル１０の有する大きさよりも小さい。
【００３６】
マイクロニードル１０の基体１１の表面が複数の領域に仮想的に区切られるとき、１つの原版２０は、区切られた１つの部分に対応する形状を有している。そして、互いに異なる原版２０は、区切られた複数の部分のうちの互いに異なる部分に対応する形状を有している。複数の原版２０の各々は、互いに異なる形状を有してもよいし、互いに同一の形状を有してもよい。
【００３７】
原版２０の形成方法は特に限定されないが、例えば、微細加工技術を用いて原版２０の形成材料を加工することにより形成される。微細加工技術としては、例えば、リソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、サンドブラスト法、レーザー加工法、または、切削加工や研削加工を含む精密機械加工法等が挙げられる。
【００３８】
原版２０の形成材料は、上記の加工技術によって加工可能な材料であればよく、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼等の金属材料や、シリコン、シリコンカーバイド、石英等の結晶材料や、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアセタール、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の合成樹脂や、アルミナ、窒化アルミニウム等のセラミックスやガラス等が用いられる。
【００３９】
＜凸版の形成工程＞
図４に示されるように、凸版の形成工程では、複数の原版２０が組み合わされた凸版３０が形成される。複数の原版２０は、原版２０の面方向に沿って並べられて１つの凸版３０を構成している。
【００４０】
凸版３０は、例えば、原版２０が配置される窪み３２を有したステージ３１と、ステージ３１の窪み３２に嵌められてステージ３１上に載置された複数の原版２０とから構成される。ステージ３１において、窪み３２は原版２０ごとに形成されて、互いに隣接する原版２０同士は接触していなくてもよい。また、ステージ３１において、１つの窪み３２は複数の原版２０に共通するように形成されて、互いに隣接する原版２０同士は接触していてもよい。１つの凸版３０は、１つのマイクロニードル１０に対応する形状を有し、１つの凸版３０の形状は、１つのマイクロニードル１０の形状を決定する。
【００４１】
なお、凸版３０は、複数の原版２０から構成されればよく、例えば、複数の原版２０が並べられた状態で、互いに隣接する原版２０同士が接着、接合、締結などによって固定されることにより形成されてもよい。あるいは、原版２０の各々に嵌合構造が形成され、複数の原版２０が並べられた状態で、互いに隣接する原版２０の嵌合構造同士の嵌め合わせによって原版２０同士が固定され、これによって、凸版３０が形成されてもよい。
複数の原版２０にて基体２１の表面は、同一平面上に配置されることが好ましいが、互いに隣接する原版２０の基体２１の間に段差が形成されていてもよい。
【００４２】
＜凹版の形成工程＞
図５に示されるように、凹版の形成工程では、凸版３０から凹版４０が形成される。凹版４０は、公知の形状転写法によって形成される。形状転写法としては、例えば、Ｎｉ電鋳法によってＮｉ製の凹版４０を形成する方法や、溶融した熱硬化性シリコーン樹脂等の樹脂を用いて転写成形を行う方法等が挙げられる。これにより、図６に示されるように、凸版３０の凹凸を反転させた形状を有する凹版４０が形成される。
【００４３】
＜充填工程＞
図７に示されるように、充填工程では、マイクロニードル１０の形成材料が凹版４０に充填されて、成形物が成形される。
例えば、マイクロニードル１０の形成材料が水溶性高分子を主成分とする場合、形成材料が溶解された溶液が凹版４０に充填され、充填された溶液が乾燥されることによって、成形物が成形される。また例えば、マイクロニードル１０の形成材料が樹脂である場合、凹版４０を利用した射出成形、押出成形、インプリント、ホットエンボス、または、キャスティング等の成形方法によって成形物が成形される。このように、充填工程では、マイクロニードル１０の形成材料に応じた公知の成形技術が用いられて、成形物が成形される。
【００４４】
＜離型工程＞
図８に示されるように、離型工程では、成形物が凹版４０から離される。凹版４０から離型された成形物が、マイクロニードル１０である。マイクロニードル１０は、２以上の原版２０に対応する面方向の大きさを有している。成形物を離型する方法としては、例えば、物理的な力で成形物を凹版４０から剥離する方法や、化学的な性質を利用して選択的に凹版４０を溶解する方法等を用いることができる。
【００４５】
凸版３０において、互いに隣接する原版２０の間に隙間や段差が形成されている場合には、マイクロニードル１０の基体１１の表面において上記隙間や段差に対応する位置に、突起部１２を複数個ずつ区画するスジ状の段差が形成されている。
【００４６】
なお、離型された成形物であるマイクロニードル１０の一部を打ち抜いて、外形を整えてもよい。この場合、面方向において凸版３０の有する大きさは、最終的に形成される製造物である、マイクロニードル１０の分割片よりも面方向において大きく形成される。打ち抜きによって形状を整えることにより、面方向の外形が複雑な分割片や、面方向の端部まで突起部１２が形成されている分割片を容易に製造することができる。また、１の凹版から１のマイクロニードル１０の分割片を製造する場合と比較して、マイクロニードルの分割片を多量に製造することができる。
以上の工程によって、マイクロニードル１０が製造される。
【００４７】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）原版２０よりも、面方向の大きさの大きいマイクロニードル１０が製造できる。したがって、マイクロニードル１０の面方向の大きさは、原版２０の面方向の大きさから受ける制約を軽減される。そのため、原版２０の面方向の大きさに限界があっても、１つの凹版４０から製造可能なマイクロニードル１０の面方向の大きさを拡大することができる。
【００４８】
また、製造されるマイクロニードル１０の形状を決定する凸版３０が、原版２０の組み合わせによって形成されるため、外形が複雑なマイクロニードル１０に対応する凸版３０の形成も容易となる。
【００４９】
（２）凸版３０が、ステージ３１と、ステージ３１に載置された原版２０とから構成されるため、凸版３０を容易に組み立てることができる。また、凸版３０が、複数の原版２０同士の固定によって形成されれば、凸版３０を容易に形成できるとともに、ステージ３１が割愛されることにより、ステージ３１の製造に要する負担の軽減や製造工程に必要な部品数の削減が可能となる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図９〜図１４を参照して、マイクロニードルの製造方法の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態にて製造されるマイクロニードルと同様の構成を有するマイクロニードルを製造する方法であって、第１の実施形態と比較して、凹版が製造される手順が異なる。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
＜原版の形成工程＞
図９に示されるように、原版の形成工程では、原版２０が形成される。原版２０は、基体２１と、基体２１の表面から突き出た複数の突起部２２とを備えている。原版２０は、マイクロニードル１０が有する突起部１２と略同一の形状を有し、かつ、互いに隣り合う突起部１２間の間隔と同じ間隔を空けて並ぶ突起部２２を有する。一方、原版２０の面方向の大きさは、マイクロニードル１０の面方向の大きさよりも小さい。
【００５２】
マイクロニードル１０の基体１１の表面が複数の領域に仮想的に区切られるとき、区切られた各部分の形状が同一となるように領域を区切ることができる場合には、形成される原版２０は１つであってもよいし、同一の形状の原版２０が複数形成されてもよい。この場合、原版２０は、上記区切られた部分に対応する形状を有する。区切られた複数の部分の形状が互いに異なる場合には、原版２０は、異なる形状を有する部分ごとに形成され、各部分に対応する形状を有する。
原版２０の形成方法および形成材料は、第１の実施形態にて例示した形成方法および形成材料が用いられる。
【００５３】
＜第１の凹版の形成工程＞
図１０に示されるように、第１の凹版の形成工程では、原版２０から、原版２０の凹凸を反転させた形状を有する第１の凹版である小型凹版４１が形成される。小型凹版４１は、原版２０の基体２１の表面が転写された面を有している。
【００５４】
１つの原版２０から、複数の小型凹版４１が形成されてもよいし、原版２０が複数ある場合には、各原版２０から小型凹版４１が１つずつ形成されてもよい。結果として、マイクロニードル１０の基体１１の表面が複数の領域に仮想的に区切られるとき、区切られた各部分について、その形状の凹凸を反転させた形状を有する小型凹版４１が形成されればよい。
【００５５】
小型凹版４１の形成方法は、第１の実施形態にて例示した凹版４０の形成方法が用いられる。これにより、図１１に示されるように、複数の小型凹版４１が形成される。
【００５６】
＜第２の凹版の形成工程＞
図１２に示されるように、第２の凹版の形成工程では、複数の小型凹版４１が組み合わされて、第２の凹版である大型凹版４２が形成される。複数の小型凹版４１は、原版２０の基体２１の表面が転写された面に沿った方向に並べられる。
【００５７】
大型凹版４２は、例えば、小型凹版４１が配置される窪み４４を有したステージ４３と、ステージ４３の窪み４４に嵌められてステージ４３上に載置された複数の小型凹版４１とから構成される。ステージ４３において、窪み４４は小型凹版４１ごとに形成されて、互いに隣接する小型凹版４１同士は接触していなくてもよい。また、ステージ４３において、１つの窪み４４は複数の小型凹版４１に共通するように形成されて、互いに隣接する小型凹版４１同士は接触していてもよい。１つの大型凹版４２は、１つのマイクロニードル１０の形状の凹凸を反転させた形状を有する。
【００５８】
なお、大型凹版４２は、複数の小型凹版４１から構成されればよく、例えば、複数の小型凹版４１が並べられた状態で、互いに隣接する小型凹版４１が接着、接合、締結などによって固定されることにより形成されてもよい。あるいは、小型凹版４１の各々に嵌合構造が形成され、複数の小型凹版４１が並べられた状態で、互いに隣接する小型凹版４１の嵌合構造同士の嵌め合わせによって小型凹版４１同士が固定され、これによって、大型凹版４２が形成されてもよい。
【００５９】
複数の小型凹版４１にて、原版２０の基体２１の表面が転写された面は、同一平面上に配置されることが好ましいが、互いに隣接する小型凹版４１の上記面の間に段差が形成されていてもよい。
＜充填工程＞
図１３に示されるように、充填工程では、マイクロニードル１０の形成材料が大型凹版４２に充填されて、成形物が成形される。
成形物の成形方法は、第１の実施形態にて例示した成形技術が用いられる。
【００６０】
＜離型工程＞
図１４に示されるように、離型工程では、成形物が大型凹版４２から離される。大型凹版４２から離型された成形物が、マイクロニードル１０である。成形物を離型する方法としては、第１の実施形態にて例示した方法が用いられる。
【００６１】
大型凹版４２にて、互いに隣接する小型凹版４１の間に隙間や段差が形成されている場合には、マイクロニードル１０の基体１１の表面において上記隙間や段差に対応する位置に、突起部１２を複数個ずつ区画するスジ状の段差が形成されている。
【００６２】
なお、離型された成形物であるマイクロニードル１０の一部を打ち抜いて、外形を整えてもよい。この場合、大型凹版４２は、最終的に形成される製造物である、マイクロニードル１０の分割片よりも面方向の大きさが大きく形成される。
以上の工程によって、マイクロニードル１０が製造される。
【００６３】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（３）原版２０よりも、面方向の大きさの大きいマイクロニードル１０が製造できる。したがって、マイクロニードル１０の面方向の大きさは、原版２０の面方向の大きさから受ける制約を軽減される。そのため、原版２０の面方向の大きさに限界があっても、１つの凹版である大型凹版４２から製造可能なマイクロニードル１０の面方向の大きさを拡大することができる。
【００６４】
また、製造されるマイクロニードル１０の形状に対応する大型凹版４２が、小型凹版４１の組み合わせによって形成されるため、面方向の外形が複雑なマイクロニードル１０に対応する大型凹版４２の形成も容易となる。
【００６５】
また、１つの原版２０から複数の小型凹版４１が形成される場合には、第１の実施形態と比較して、製造工程にて要する原版２０の数が削減できるため、原版２０の製造に要する負担の軽減や製造工程に必要な部品数の削減が可能となる。
【００６６】
（４）大型凹版４２が、ステージ４３とステージ４３に載置された小型凹版４１とから構成されるため、大型凹版４２を容易に組み立てることができる。また、大型凹版４２が、複数の小型凹版４１同士の固定によって形成されれば、大型凹版４２を容易に形成できるとともに、ステージ４３が割愛されることにより、ステージ４３の製造に要する負担の軽減や製造工程に必要な部品数の削減が可能となる。
【００６７】
（第３の実施形態）
図１５〜図２５を参照して、マイクロニードルの製造方法の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態にて製造されるマイクロニードルと同様の構成を有するマイクロニードルを製造する方法であって、第１の実施形態と比較して、凹版が製造される手順が異なる。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１および第２の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
＜原版の形成工程＞
図１５に示されるように、原版の形成工程では、原版２０が形成される。原版２０は、基体２１と、基体２１の表面から突き出た複数の突起部２２とを備えている。原版２０は、マイクロニードル１０が有する突起部１２と略同一の形状を有し、かつ、互いに隣り合う突起部１２間の間隔と同じ間隔を空けて並ぶ突起部２２を有する。一方、原版２０の面方向の大きさは、マイクロニードル１０の面方向の大きさよりも小さい。
【００６９】
マイクロニードル１０の基体１１の表面が複数の領域に仮想的に区切られるとき、区切られた各部分の形状が同一となるように領域を区切ることができる場合には、形成される原版２０は１つであってもよいし、同一の形状の原版２０が複数形成されてもよい。この場合、原版２０は、上記区切られた部分に対応する形状を有する。区切られた複数の部分の形状が互いに異なる場合には、原版２０は、異なる形状を有する部分ごとに形成され、各部分に対応する形状を有する。
原版２０の形成方法および形成材料は、第１の実施形態にて例示した形成方法および形成材料が用いられる。
【００７０】
＜第１の凹版の形成工程＞
図１６に示されるように、第１の凹版の形成工程では、原版２０から、原版２０の凹凸を反転させた形状を有する第１の凹版である小型凹版４１が形成される。小型凹版４１は、原版２０の基体２１の表面が転写された面を有している。
【００７１】
１つの原版２０から、複数の小型凹版４１が形成されてもよいし、原版２０が複数ある場合には、各原版２０から小型凹版４１が１つずつ形成されてもよい。結果として、マイクロニードル１０の基体１１の表面が複数の領域に仮想的に区切られるとき、区切られた各部分について、その形状の凹凸を反転させた形状を有する小型凹版４１が形成されればよい。
【００７２】
小型凹版４１の形成方法は、第１の実施形態にて例示した凹版４０の形成方法が用いられる。これにより、図１７に示されるように、複数の小型凹版４１が形成される。
【００７３】
＜第２の凹版の形成工程＞
図１８に示されるように、第２の凹版の形成工程では、複数の小型凹版４１が組み合わされて、第２の凹版である第１大型凹版４５が形成される。複数の小型凹版４１は、原版２０の基体２１の表面が転写された面に沿った方向に並べられる。
【００７４】
第１大型凹版４５は、例えば、小型凹版４１が配置される窪み４７を有したステージ４６と、ステージ４６の窪み４７に嵌められてステージ４６上に載置された複数の小型凹版４１とから構成される。ステージ４６において、窪み４７は小型凹版４１ごとに形成されて、互いに隣接する小型凹版４１同士は接触していなくてもよい。また、ステージ４６において、１つの窪み４７は複数の小型凹版４１に共通するように形成されて、互いに隣接する小型凹版４１同士は接触していてもよい。図１８に示される第１大型凹版４５においては、ステージ４６上で、互いに隣接する小型凹版４１同士は接触している。
【００７５】
なお、第１大型凹版４５は、複数の小型凹版４１から構成されればよく、例えば、複数の小型凹版４１が並べられた状態で、互いに隣接する小型凹版４１が接着、接合、締結などによって固定されることにより形成されてもよい。あるいは、小型凹版４１の各々に嵌合構造が形成され、複数の小型凹版４１が並べられた状態で、互いに隣接する小型凹版４１の嵌合構造同士の嵌め合わせによって小型凹版４１同士が固定され、これによって、第１大型凹版４５が形成されてもよい。
【００７６】
複数の小型凹版４１にて、原版２０の基体２１の表面が転写された面は、同一平面上に配置されることが好ましいが、互いに隣接する小型凹版４１の上記面の間に段差が形成されていてもよい。
【００７７】
＜凸版の形成工程＞
図１９に示されるように、凸版の形成工程では、第１大型凹版４５の凹凸を反転させた形状を有する凸版３５が形成される。
まず、凸版３５の形成材料が第１大型凹版４５に充填される。凸版３５の形成材料としては、例えば、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂が用いられる。凸版３５の形成材料は、例えば、熱プレス成形によって、第１大型凹版４５に充填され、成形される。そして、成形物が第１大型凹版４５から離型されることによって、図２０に示されるように、凸版３５が形成される。
なお、凸版３５の成形方法としては、上述の例の他に、公知の成形技術を用いることができる。
【００７８】
＜第３の凹版の形成工程＞
図２１に示されるように、第３の凹版の形成工程では、凸版３５から第３の凹版である第２大型凹版４８が形成される。第２大型凹版４８は、公知の形状転写法によって形成される。形状転写法としては、例えば、Ｎｉ電鋳法によってＮｉ製の第２大型凹版４８を形成する方法や、溶融した熱硬化性シリコーン樹脂等の樹脂を用いて転写成形を行う方法等が挙げられる。これにより、図２２に示されるように、凸版３５の凹凸を反転させた形状を有する第２大型凹版４８が形成される。
＜充填工程＞
図２３に示されるように、充填工程では、マイクロニードル１０の形成材料が第２大型凹版４８に充填されて、成形物が成形される。
成形物の成形方法は、第１の実施形態にて例示した成形技術が用いられる。
【００７９】
＜離型工程＞
図２４に示されるように、離型工程では、成形物が第２大型凹版４８から離される。第２大型凹版４８から離型された成形物が、マイクロニードル１０である。成形物を離型する方法としては、第１の実施形態にて例示した方法が用いられる。
【００８０】
なお、図２５に示されるように、離型された成形物であるマイクロニードル１０の一部を打ち抜いて、マイクロニードル１０の分割片１５を形成してもよい。こうした場合であっても、原版２０の凹凸を反転させたパターンが並ぶ形状を有した１つの凹版である第２大型凹版４８からは、２以上の原版２０に対応する面方向の大きさを有するマイクロニードル１０が形成される。１つの凹版から形成された面方向の大きさの大きいマイクロニードル１０を分割して面方向の大きさの小さい分割片１５を形成することにより、分割片１５を各小型凹版４１から形成する場合と比較して、分割片１５を効率的に大量生産することができる。
以上の工程によって、マイクロニードル１０が製造される。
【００８１】
以上説明したように、第３の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（５）原版２０よりも、面方向の大きさの大きいマイクロニードル１０が製造できる。したがって、マイクロニードル１０の面方向の大きさは、原版２０の面方向の大きさから受ける制約を軽減される。そのため、原版２０の面方向の大きさに限界があっても、１つの凹版である第２大型凹版４８から製造可能なマイクロニードル１０の面方向の大きさを拡大することができる。
【００８２】
（変形例）
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・マイクロニードル１０を成型物として成形するための凹版は、複数の原版２０から形成された第１実施形態に記載の凹版４０と、１つの原版２０から形成された小型凹版４１の集合である第２実施形態に記載の大型凹版４２との組み合わせであってもよい。要するに、マイクロニードル１０を成型物として成形するための凹版は、原版２０から直接に形状を転写反転されて形成され、あるいは、原版２０を用いて原版２０の形状の複数回の転写の結果として形成されて、原版２０の凹凸を反転させたパターンが並ぶ形状を有した１つの凹版であればよい。
【００８３】
（実施例）
上述したマイクロニードルの製造方法について、具体的な実施例を用いて説明する。
［実施例１］
＜原版の形成工程＞
精密機械加工によって、シリコン基板からマイクロニードルの原版を形成した。突起部の形状は、正四角錐（高さ：１５０μｍ、底面：６０μｍ×６０μｍ）であり、基体上に、１ｍｍ間隔で６列６行の格子状に３６本の突起部を配列した。原版の大きさは３０ｍｍ角であった。同様の工程を繰り返して、１６個の原版を形成した。
＜凸版の形成工程＞
１６個の原版を接着剤で接着して、１２０ｍｍ角の凸版を形成した。
【００８４】
＜凹版の形成工程＞
メッキ法によって、凸版に５００μｍの厚さのニッケル膜を形成した。そして、９０℃に加熱した重量パーセント濃度３０％の水酸化カリウム水溶液を用いて、シリコンからなる凸版をウェットエッチングにより除去し、ニッケルからなる１２０ｍｍ角の凹版を形成した。
【００８５】
＜充填工程＞
分子量８０万のキトサンをクエン酸水溶液に溶解させて、形成溶液を調整した。そして、ディスペンサーを用いて、凹版に形成溶液を充填した。形成溶液が充填されている凹版を９０℃に設定したホットプレート上に配置して１０分間加熱し、形成溶液を乾燥、硬化させて成形物を成形した。
＜離型工程＞
成形物を凹版から剥離し、実施例１のマイクロニードルを得た。
【００８６】
［実施例２］
＜原版の形成工程＞
精密機械加工によって、シリコン基板からマイクロニードルの原版を形成した。突起部の形状は、正四角錐（高さ：１５０μｍ、底面：６０μｍ×６０μｍ）であり、基体上に、１ｍｍ間隔で６列６行の格子状に３６本の突起部を配列した。原版の大きさは３０ｍｍ角であった。
【００８７】
＜小型凹版の形成工程＞
メッキ法によって、マイクロニードルの原版に５００μｍの厚さのニッケル膜を形成した。そして、９０℃に加熱した重量パーセント濃度３０％の水酸化カリウム水溶液を用いて、シリコンからなるマイクロニードルの原版をウェットエッチングにより除去し、ニッケルからなる３０ｍｍ角の小型凹版を形成した。同様の工程を繰り返して、１６個の小型凹版を形成した。
＜大型凹版の形成工程＞
１６個の小型凹版を接着剤で接着して、１２０ｍｍ角の大型凹版を形成した。
【００８８】
＜充填工程＞
分子量８０万のキトサンをクエン酸水溶液に溶解させて、形成溶液を調整した。そして、ディスペンサーを用いて、大型凹版に形成溶液を充填した。形成溶液が充填されている大型凹版を９０℃に設定したホットプレート上に配置して１０分間加熱し、形成溶液を乾燥、硬化させて成形物を成形した。
＜離型工程＞
成形物を大型凹版から剥離し、実施例２のマイクロニードルを得た。
【００８９】
［実施例３］
＜原版の形成工程＞
精密機械加工によって、シリコン基板からマイクロニードルの原版を形成した。突起部の形状は、正四角錐（高さ：１５０μｍ、底面：６０μｍ×６０μｍ）であり、基体上に、１ｍｍ間隔で６列６行の格子状に３６本の突起部を配列した。原版の大きさは３０ｍｍ角であった。
【００９０】
＜小型凹版の形成工程＞
熱硬化性シリコーン樹脂を用いて原版から転写成形を行うことによって、３０ｍｍ角の小型凹版を形成した。同様の工程を繰り返して、１６個の小型凹版を形成した。
＜第１大型凹版の形成工程＞
１６個の小型凹版をステージ上に隙間なく並べて、１２０ｍｍ角の第１大型凹版を形成した。
＜凸版の形成工程＞
第１大型凹版上に、シート状のポリスチレンを配置し、熱プレス成形を行うことによって、１２０ｍｍ角でポリスチレン製の第１大型凹版を形成した。
＜第２大型凹版の形成工程＞
熱硬化性シリコーン樹脂を用いて第１大型凹版から転写成形を行うことによって、１２０ｍｍ角の第２大型凹版を形成した。
【００９１】
＜充填工程＞
ヒドロキシプロピルセルロースを水に溶解させて、形成溶液を調整した。そして、ディスペンサーを用いて、第２大型凹版に形成溶液を充填した。形成溶液が充填されている大型凹版を９０℃に設定したホットプレート上に配置して１０分間加熱し、形成溶液を乾燥、硬化させて成形物を成形した。
【００９２】
＜離型工程＞
成形物を大型凹版から剥離し、実施例３のマイクロニードルを得た。さらに、実施例３のマイクロニードルを打ち抜き法により分割して、マイクロニードルの分割片を作製した。
実施例１〜３によれば、原版よりも面方向の大きさの大きいマイクロニードルが得られた。
【符号の説明】
【００９３】
１０…マイクロニードル、１１…基体、１２…突起部、１５…分割片、２０…原版、２１…基体、２２…突起部、３０，３５…凸版、３１…ステージ、３２…窪み、４０…凹版、４１…小型凹版、４２…大型凹版、４５…第１大型凹版、４３，４６…ステージ、４４，４７…窪み、４８…第２大型凹版。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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