(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と該基板の一方の面に形成された突起部とを有する針状体を作製する第１工程と、
前記第１工程を終了した後、前記基板の他方の面側からレーザー光を照射して、前記基板と前記突起部とを共に貫通する貫通孔を形成する第２工程と、を備え、
前記基板と前記突起部とを、結晶化ポリグリコール酸で形成し、
前記レーザー光は、エキシマレーザーであることを特徴とする中空型針状体の製造方法。
【請求項２】
前記レーザー光は、ＫｒＦエキシマレーザーであり、
前記第２工程では、前記レーザー光を集光して照射することを特徴とする請求項１に記載の中空型針状体の製造方法。
【請求項３】
前記基板の一方の面から前記突起部の頂部までの高さは、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の中空型針状体の製造方法。
【請求項４】
前記高さを、前記突起部と前記基板との接続部における前記突起部の最大径で除した値は、１．１以上５以下の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の中空型針状体の製造方法。
【請求項５】
前記結晶化ポリグリコール酸の結晶化度は４０％以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の中空型針状体の製造方法。
【請求項６】
基板と、
前記基板の一方の面に形成された突起部と、
前記基板と前記突起部とを共に貫通する貫通孔と、を備え、
前記基板と前記突起部とは、結晶化ポリグリコール酸からなり、
前記結晶化ポリグリコール酸の結晶化度は、４０％以上であることを特徴とする中空型針状体。
【請求項７】
前記基板の一方の面から前記突起部の頂部までの高さは、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の中空型針状体。
【請求項８】
前記高さを、前記突起部と前記基板との接続部における前記突起部の最大径で除した値は、１．１以上５以下の範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の中空型針状体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空型針状体の製造方法および中空型針状体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、注射に代わる薬剤の投与方法として、ミクロンオーダーの多数の針状体からなるアレイを用いて皮膚に穿孔し、皮膚内に直接薬剤を投与する方法が注目されている。
この針状体の材料は、仮に針状体が破損して体内に残留した場合でも、人体に悪影響を及ぼさないことが必要とされる。このため、針状体の材料としては、例えば、医療用シリコーン、マルトース、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、デキストラン等の生体適合性を有する樹脂が有望視されている（例えば、特許文献１参照）。
また、上記針状体には、例えば、貫通孔を備えた中空型のもの（以下、「中空型針状体」とも呼ぶ）がある。この中空型針状体の貫通孔の形成方法としては、例えば、熱インプリント法によって、樹脂材料から基板とその基板の一方の面に形成された突起部とを有する針状体を作製した後、基板の他方の面側からレーザー光を照射して、基板と突起部とを基板の厚み方向に貫通する貫通孔を形成する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１６７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−７２６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レーザー光を照射して、基板と突起部とを貫通する貫通孔を形成する上記従来技術には、レーザー光によって発生した熱の影響により、貫通孔の形成が困難となる可能性があった。また、貫通孔が形成されたとしても貫通孔のエッジ部がなまってしまう等、貫通孔に形状不良が発生する可能性があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、良好な形状の貫通孔を形成可能な中空型針状体の製造方法および中空型針状体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】
【０００５】
本発明の一態様は、基板と該基板の一方の面に形成された突起部とを有する針状体を作製する第１工程と、第１工程が終了した後、基板の他方の面側からレーザー光を照射して、基板と突起部とを共に貫通する貫通孔を形成する第２工程と、を備え、基板と突起部とを、結晶化ポリグリコール酸で形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、レーザー加工性に優れた結晶化ポリグリコール酸で基板と突起部とを形成する。それゆえ、レーザー光を照射して基板と突起部とを共に貫通する貫通孔を形成する場合に、良好な形状の貫通孔を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る中空型針状体の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る中空型針状体の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る中空型針状体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】
【０００８】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施形態が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
（構成）
まず、中空型針状体１の構成について説明する。
図１に示すように、中空型針状体１は、平板状の基板２と、基板２の一方の面（以下、「突起部形成面」とも呼ぶ）に形成された突起部３とを備える。突起部３の形状は、特に制限されることはない。例えば、円錐形状や角錐形状、円柱形状、角柱形状等を採用することができる。さらには、これらの組み合わせ、例えば基板２側から順に柱状形状と錐体形状を組み合わせることにより鉛筆型形状等を採用することもできる。そして、中空型針状体１には、基板２と突起部３とを共に基板２の厚さ方向に貫通する貫通孔４が形成されている。また、中空型針状体１（基板２、突起部３）は、結晶化ポリグリコール酸から形成される。
【００１０】
このように、本実施形態では、生分解性で生体適合性の高い結晶化ポリグリコール酸（すなわち、ポリグリコール酸）で中空型針状体１を形成する。それゆえ、仮に中空型針状体１が破損して体内に残留した場合でも、人体への影響を低減することができる。
本実施形態に係る中空型針状体１の突起部３の高さｈは、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。さらには、０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。ここで、「高さｈ」は、基板２の突起部３が形成された面から突起部３の頂部までの高さを意味する。
【００１１】
また、中空型針状体１の突起部３と基板２の接続部における突起部３の最大径をａとすると、高さｈを最大径ａで除した値（ｈ／ａ）は１．１以上５以下の範囲内であることが好ましい。
また、突起部３は、基板２上に複数本存在してもよい。基板２上に突起部３は、１本以上５０本以下の範囲内で存在することが好ましい。さらには、基板２上に突起部３は、１本以上１０本以下の範囲内で存在することが好ましい。基板２上の突起部３を複数本とすることにより、薬液投与時の痛みを低減することができるといった作用効果を奏するが、基板２上に突起部３を多くすることにより、薬液投与時に薬剤が漏れる可能性が高まる。
【００１２】
（製造方法）
次に、中空型針状体１の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、基板２と、基板２の一方の面（突起部形成面）に形成された突起部３とを有する針状体５を作製する工程（以下、「第１工程」とも呼ぶ）を実行する。針状体５の作製方法としては、各種公知技術を利用することができる。例えば、射出成形、圧縮成形、押出成形、熱インプリント、ホットエンボス等が挙げられる。
また、針状体５（基板２、突起部３）の材料としては、結晶化ポリグリコール酸を用いる。ポリグリコール酸は、比較的結晶化しやすい樹脂である。結晶化方法としては、例えば、加熱成形後に遅い速度で冷却する方法、冷却時に結晶化温度付近（１００〜１２０℃程度）で一定時間保持する方法、加熱成形後に結晶化温度付近で熱処理を施す方法等が挙げられる。ポリグリコール酸が結晶化しているか否かは、色味によって確認できる。結晶化していない場合には透明となり、結晶化している場合には非透明（白色）となる。
【００１３】
さらには、本実施形態において、上述のポリグリコール酸が結晶化しているか否かは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により結晶化度を測定することにより判断することができる。この示差走査熱量計（ＤＳＣ）による結晶化度が４０％以上の範囲内であると、本実施形態に係るポリグリコール酸製の中空型針状体１は「結晶化」しているとすることができる。なお、結晶化度は高ければ高いほど好ましいが、製造プロセスを考慮すると結晶化度は９０％以下であることが好ましい。
第１工程を終了した後、図２（ｂ）に示すように、基板２の他方の面（以下、「突起部非形成面」とも呼ぶ）側からレーザー光を照射して、基板２と突起部３とを共に基板２の厚さ方向に貫通する貫通孔４を形成する工程（以下、「第２工程」とも呼ぶ）を実行する。これにより、本実施形態では、貫通孔４が設けられた中空型針状体１を製造する。
【００１４】
ここで、本発明の発明者は、鋭意検討を重ねた結果、非結晶のポリグリコール酸にレーザー光を照射した場合、熱により貫通孔４の形成が困難となる、または貫通孔４が形成されても貫通孔４のエッジ部がなまる等の形状不良が発生するが、結晶化ポリグリコール酸にレーザー光を照射した場合、良好な形状の貫通孔４を形成できることを見出した。
このように、本実施形態では、レーザー加工性に優れた結晶化ポリグリコール酸で基板２と突起部３とを形成する。それゆえ、レーザー光を照射して基板２と突起部３とに貫通孔４を形成する場合に、良好な形状の貫通孔４を形成できる。なお、その際、レーザー光は、レンズ（不図示）で集光されるため、断面形状が先細りのテーパ形状となる。それゆえ、貫通孔４は、突起部非形成面側から突起部形成面に向かって断面積が減少する。そのため、中空型針状体１は、皮膚内への薬液の注入が良好な形状とすることができる。
【００１５】
ここで、レーザー光の種類は、特に制限されることはない。例えば、樹脂材料で効率良く吸収でき、熱の影響を抑制できるエキシマレーザーを好適に用いることができる。
なお、本実施形態では、レーザー光を照射して、突起部３の側面部を貫通する貫通孔４を形成する例（図２（ｂ）参照）を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図３に示すように、突起部３の頂部を貫通する貫通孔４を形成する構成としてもよい。なお、突起部３の側面部を貫通する貫通孔４を備える中空型針状体１のほうが、突起部３の頂部を貫通する貫通孔４を形成する中空型針状体１よりも、中空型針状体１の皮膚への穿刺性の点で好ましい。
【００１６】
（使用方法）
以下、本実施形態に係る中空型針状体１の使用方法の例について、簡単に説明する。
本実施形態に係る中空型針状体１の使用方法、つまり、中空型針状体１を用いた薬剤の皮内投与方式は、まず、中空型針状体１を皮膚に穿刺する。その後、中空型針状体１の貫通孔４を介して、皮膚内に薬剤を投与する。最後に、皮膚に穿刺した中空型針状体１を抜き取る。
上記皮内投与方式によれば、他の投与方式に比べて、現行の注射と同様に液体剤形を利用できること、薬剤投与量を増やせること、薬剤投与量を精密に制御可能であること等の利点がある。
なお、従来、薬剤の投与方法としては、ワクチン等の薬剤を注射により体内に投与する方法が広く定着している。注射は、安全性の高い投与方法である。しかしながら、その多くは、皮下組織に薬剤を投与するために注射針を体内深くまで穿刺するので強い痛みを伴う。また、発展途上国等では、注射針の再利用による感染や針刺し事故が発生する可能性が高いといった課題がある。
【００１７】
（本実施形態の効果）
本実施形態に係る中空型針状体１の製造方法及び中空型針状体１は、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態に係る中空型針状体１の製造方法は、基板２と該基板２の一方の面（突起部形成面）に形成された突起部３とを有する針状体５を作製する第１工程と、第１工程が終了した後、基板２の他方の面（突起部非形成面）側からレーザー光を照射して、基板２と突起部３とを共に貫通する貫通孔４を形成する第２工程と、を備える。その際、基板２と突起部３とを、結晶化ポリグリコール酸で形成する。
このような構成によれば、レーザー加工性に優れた結晶化ポリグリコール酸で基板２と突起部３とを形成する。それゆえ、レーザー光を照射して基板２と突起部３とを共に貫通する貫通孔４を形成する場合に、良好な形状の貫通孔４を形成できる。
【００１８】
（２）本実施形態に係る中空型針状体１の製造方法は、レーザー光として、エキシマレーザーを用いる。
このような構成によれば、樹脂材料で効率良く吸収でき、熱の影響を抑制できるエキシマレーザーを照射する。それゆえ、基板２と突起部３とに適切に貫通孔４を形成できる。
（３）本実施形態に係る中空型針状体１の製造方法では、中空型針状体１の製造に必要な針状体５を、例えば、射出成型法、インプリント法、キャスティング法等に代表される転写成型法を用いて成型している。
このような構成によれば、微細構造である中空型針状体１を低コストかつ大量に製造することができる。
（４）本実施形態に係る中空型針状体１は、基板２と、基板２の一方の面（突起部形成面）に形成された突起部３と、基板２と突起部３とを共に貫通する貫通孔４と、を備え、基板２と突起部３とは、結晶化ポリグリコール酸からなる。
このような構成によれば、生分解性で生体適合性の高いポリグリコール酸で中空型針状体１を形成する。それゆえ、破損して体内に残留した場合に人体への影響を低減できる。
【００１９】
（５）本実施形態に係る中空型針状体１に備わる突起部３の高さｈは、例えば、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内である。また、この高さｈを突起部３の最大径ａで除した値（ｈ／ａ）は、例えば、１．１以上５以下の範囲内である。
一般に、針状体の形状は、皮膚を穿孔するための十分な細さと先端角、並びに皮内に薬液を浸透させるための十分な長さ（つまり、十分な高さｈ）を有していることが必要とされる。このため、突起部３の長さは、皮膚の最外層である角質層を貫通するが神経層へは到達しない長さ、具体的には、数百μｍから数ｍｍ程度であることが望ましいとされている。また、針状体の直径は、数十μｍから数百μｍ程度であることが望ましいとされている。
本実施形態に係る中空型針状体１であれば、突起部３の長さを真皮層の神経細胞に到達しない長さに制御しているため、皮膚への穿刺時に、患者が感じる痛みを抑制することが可能である。また、中空型針状体１を用いてワクチンを皮内投与する場合には、抗原提示細胞が豊富に存在する皮膚内へ投与するため、皮下注射に比べて、使用するワクチンの量を低減できる。
【００２０】
（６）本実施形態に係る中空型針状体１は、結晶化ポリグリコール酸の結晶化度が４０％以上である。
このような構成によれば、中空型針状体１に十分な強度を付与することができる。
（７）本実施形態に係る中空型針状体１は、貫通孔４を備えた針状体であるため、その針状体を皮膚に穿刺し、貫通孔４を介して、皮膚内に薬剤を投与する皮内投与方式に用いることができる。この皮内投与方式によれば、他の投与方式に比べて、現行の注射と同様に液体剤形を利用できること、薬剤投与量を増やせること、薬剤投与量を精密に制御可能であること等の利点がある。
【実施例】
【００２１】
以下、本実施形態に係る中空型針状体１の各実施例及び比較例について説明する。
（実施例１）
まず、図２（ａ）に示すように、機械加工で作製したニッケル金型を用いて熱インプリント法により、基板２と、基板２の一方の面（突起部形成面）に形成された突起部３とを有し結晶化ポリグリコール酸からなる針状体５を作製した。基板２は、直径１０ｍｍ、厚さ７００μｍの円形とした。突起部３は四角錘形状であり、突起部３の高さｈは、８００μｍとした。また、針状体５において、突起部３と基板２の接続部における突起部３の形状は正方形とし、正方形の一片の長さは３５０μｍとした。熱インプリント成形の際には、冷却時に結晶化温度付近（１１０℃）で５分間保持した。【００２２】
こうして作製した実施例１に係る針状体５は、全体が白色であった。これにより、ポリグリコール酸が結晶化していることを確認した。さらに、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により、実施例１に係る針状体５におけるポリグリコール酸の結晶化度を測定したところ、その結晶化度は、５５％であった。
針状体５を作製した後、図２（ｂ）に示すように、突起部非形成面側からＫｒＦエキシマレーザーを照射して、基板２と突起部３とを貫通する貫通孔４を形成した。これにより、貫通孔４が形成された中空型針状体１を得た。また、貫通孔４の直径は、突起部非形成面側が１００μｍ、突起部形成面側が５０μｍとした。貫通孔４の形状は、突起部非形成面側および突起部形成面側ともにエッジがシャープで良好な形状であることを確認した。【００２３】
（実施例２）
まず、図２（ａ）に示すように、機械加工で作製したニッケル金型を用いて熱インプリント法により、基板２と、基板２の一方の面（突起部形成面）に形成された突起部３とを有し結晶化ポリグリコール酸からなる針状体５を作製した。基板２は、直径１０ｍｍ、厚さ７００μｍの円形とした。突起部３は四角錘形状であり、突起部３の高さｈは、８００μｍとした。また、針状体５において、突起部３と基板２の接続部における突起部３の形状は正方形とし、正方形の一片の長さは３５０μｍとした。熱インプリント成形の際には、冷却時に結晶化温度付近（１１０℃）で１５分間保持した。【００２４】
こうして作製した実施例２に係る針状体５は、全体が白色であった。これにより、ポリグリコール酸が結晶化していることを確認した。さらに、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により、実施例２に係る針状体５におけるポリグリコール酸の結晶化度を測定したところ、その結晶化度は、８０％であった。
針状体５を作製した後、図２（ｂ）に示すように、突起部非形成面側からＫｒＦエキシマレーザーを照射して、基板２と突起部３とを貫通する貫通孔４を形成した。これにより、貫通孔４が形成された中空型針状体１を得た。また、貫通孔４の直径は、突起部非形成面側が１００μｍ、突起部形成面側が５０μｍとした。貫通孔４の形状は、突起部非形成面側および突起部形成面側ともにエッジがシャープで良好な形状であることを確認した。【００２５】
（比較例）
比較例として、上記実施例１の「冷却時に結晶化温度付近（１１０℃）で５分間保持」すること以外は上記実施例１と同様にして、針状体５を作製した。
具体的には、図２（ａ）に示すように、機械加工で作製したニッケル金型を用いて熱インプリント法により、基板２と、基板２の一方の面（突起部形成面）に形成された突起部３とを有し結晶化ポリグリコール酸からなる針状体５を作製した。基板２は、直径１０ｍｍ、厚さ７００μｍの円形とした。突起部３は四角錘形状であり、突起部３の高さｈは、８００μｍとした。また、針状体５において、突起部３と基板２の接続部における突起部３の形状は正方形とし、正方形の一片の長さは３５０μｍとした。【００２６】
こうして作製した比較例に係る針状体５は、全体が透明であった。また、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により、比較例に係る針状体５におけるポリグリコール酸の結晶化度を測定したところ、その結晶化度は、１３％であった。
針状体５を作製した後、図２（ｂ）に示すように、突起部非形成面側からＫｒＦエキシマレーザーを照射して、基板２と突起部３とを貫通する貫通孔４を形成した。これにより、貫通孔４が形成された中空型針状体１を得た。得られた中空型針状体１を確認したところ、突起部非形成面側および突起部形成面側ともに貫通孔４のエッジ部が大きく広がっており、形状不良が発生していることが確認された。【００２７】
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。
【符号の説明】
【００２８】
１  中空型針状体
２  基板
３  突起部
４  貫通孔
５  針状体
【図１】
0006477678.tif 000002
【図２】
0006477678.tif 000003
【図３】
0006477678.tif 000004