(57)【要約】【課題】医薬品の送達性能の向上を狙った流路を備えたうえで尚且つ抜けにくいという特徴を持った針状体およびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の針状体は、薬剤投与性能を向上させるための溝を備えており、尚且つその溝が螺旋状に旋回する形状を有した針状体によって構成されている。また、本発明の針状体の製造方法は、針状体を作製する工程と、前記針状体に螺旋状に旋回した溝加工を施す工程とを施す構成とされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医薬品を伝達するための微細な針状体であって、錐形の針状体側面に頂点近傍から底面方向へ螺旋状に旋回した溝を有することを特徴とする針状体。
【請求項２】
上記針状体の構成成分が生体適合材料であることを特徴とする請求項１に記載の針状体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の針状体の形状を反転させた型取り用の金属製もしくは樹脂製複製版と、転写加工成型とを用いて製造されたものであることを特徴とする針状体。
【請求項４】
請求項１または２に記載の針状体を製造する方法であって、針状体の錐形を製造する工程と、前記針状体が錐形に螺旋状に旋回した溝加工を施す工程とを備えたことを特徴とする針状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品を伝達することを可能とした微細な針状体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
皮膚上から薬剤を浸透させ体内に薬剤を投与する方法である経皮吸収法は、人体に痛みを与えることなく簡便に薬剤を投与することが出来る方法として用いられているが、薬剤の種類によっては経皮吸収法で投与が困難な薬剤が存在する。これらの薬剤を効率よく体内に吸収させる方法として、ミクロンオーダーの微細な針状体（マイクロニードル）を用いて皮膚を穿孔し、皮膚内に直接薬剤を投与する方法が注目されている。この方法によれば、投薬用の特別な機器を用いることなく、簡便に薬剤を皮下投薬することが可能となる（特許文献１参照）。
【０００３】
この際に用いる微細な針状体の形状は、皮膚を穿孔するための十分な細さと先端角、および皮下に薬液を浸透させるための十分な長さを有していることが必要とされ、直径は数μｍから数百μｍ、長さは皮膚の最外層である角質層を貫通し、かつ神経層へ到達しない長さ、具体的には数十μｍから数百μｍ程度の錐形のものであることが望ましいとされている。
【０００４】
より具体的には、最外皮層である角質層を貫通することが求められる。角質層の厚さは部位によっても若干異なるが、平均して２０μｍ程度である。また、角質層の下にはおよそ２００μｍから３５０μｍ程度の厚さの表皮が存在し、さらにその下層には毛細血管が張りめぐる真皮層が存在する。このため、角質層を貫通させ薬液を浸透させるためには少なくとも２０μｍ以上の針が必要となる。また、採血を目的とする針状体を製造する場合には、上記の皮膚の構成から少なくとも３５０μｍ以上の高さの針状体が必要となる。
【０００５】
また、針状体を構成する材料としては、仮に破損した針状体が体内に残留した場合でも、人体に悪影響を及ぼさない材料であることが必要であり、この材料としては医療用シリコン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン等の生体適合樹脂が有望視されている（特許文献２参照）。
【０００６】
針状体の構造としては、薬剤を針の表面に塗りこれを穿刺することで薬剤が投与される機構や、中空針や薬液通過用の細孔を有した形状の針状体を用いて基板面から薬剤を投与する機構が提案されている（特許文献３参照）。
【０００７】
さらに針状体の薬剤投与性能を向上させる方法として、針状体側面に沿った溝加工を施すことで、流体化合物の送達を補助する手法が提案されている（特許文献４参照）。
【０００８】
特許文献等は以下の通り。
【特許文献１】米国特許第６，１８３，４３４号明細書
【特許文献２】特開２００５−２１６７７号公報
【特許文献３】特開２００１−３０９９７７号公報
【特許文献４】特開２００４−５１６８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記溝加工を施された針状体はその流路が底面から頂点に向かって直線状に形成されており、これは穿刺方向と同一方向であるため、穿刺後に針状体が抜けやす
く長時間の投与が必要となる医薬品には適さないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、医薬品送達を補助するための流路を備えたうえで尚且つ抜けにくい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】
【００１１】
前記目的に即し、請求項１に記載の本発明は、医薬品を伝達するための微細な針状体であって、錐形の針状体側面に医薬品の送達を補助するための溝を有しており、前記溝の形状が頂点近傍から底面方向へ螺旋状に旋回した形状であることを特徴とする針状体である。
【００１２】
請求項２に記載の本発明は、前記針状体の構成成分が生体適合材料であることを特徴とする請求項１に記載の針状体である。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、請求項１の形状を反転させた型取り用の金属製もしくは樹脂製複製版と、転写加工成型と、を用いて作製されることを特徴とする針状体である。
【００１４】
請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の針状体を製造する方法であって、針状体を作製する工程と、前記針状体に螺旋状に旋回した溝加工を施す工程とを備えたことを特徴とする針状体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の針状体は、薬剤投与性能を向上させる流路を備えており、尚且つその流路が螺旋状に形成されているため、これが穿刺方向に対する水平方向の抵抗として新たに寄与し、針状体と皮膚間に作用する抵抗の絶対値が増大する。これにより穿刺後でも抜けにくく、医薬品の投与を効率的に行うことができる。
【００１６】
また、これらの構造を持つ針状体を生体適合材料を用いて作製することで、穿刺時に折れや欠けなどの問題が生じたとしても、人体に悪影響を与えることなく済む。
また、複製版を用いた転写加工成型を用いることで、生産性が向上し、同一形状の針状体を安価で大量に生産することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の針状体及びその作製方法について、図を用いながら説明を行う。
【００１８】
本発明の針状体は図１に示されるように、基板と接した面を底面とし垂直方向を頂点とした形状の錐形の錐体が連なるアレイ構造を有する。このとき基板と錐体底面は一体形成されていても良い。
【００１９】
また、この針状体の構造は図２のように、頂点付近から底面にかけて螺旋状に旋回した溝１２を有する構造である。
【００２０】
このとき、溝の幅や深さは一定でなくとも良く、位置によって異なった値を取っても良い。好ましくは、円錐頂点近傍では細く、底面近傍では太くなる構造を取っていることである。これにより、圧力が負荷された際に変形しやすい先端の強度を保つことができる。このとき針状体の各部の寸法は特に限定されない。
【００２１】
また、溝の始点は、針状体の先端部の強度を維持するために、水平方向の断面の半径が１０μｍ以上を有する点から始めるのが好ましい。
【００２２】
また、溝の長さは角質層を貫通するために、垂直方向に対して２０μｍ以上あることが好ましい。
【００２３】
また、溝の終点は底面に接していても良く、医薬品によっては、底面上にある医薬品も溝を介して針状体の先端部分に伝わることで、使用効率を上げることができる。
【００２４】
形状は円錐に規定されず円錐台形および角錐、角錐台形等の錐形であっても良い。また、溝形状は、側面を半周もしくは単数及び複数周旋回する形状を有してよい。また、溝は滑らかな曲線に限定されず、微小の直線を多数組み合わせ作製された形状であっても良い。
【００２５】
次に、本発明の製造方法について説明する。
【００２６】
本発明における針状体の作製は、針状体を作製する工程と、針状体に溝加工を施す工程とによって行われる。
【００２７】
針状体の作製は研削加工や切削加工等の機械加工、もしくはエッチング加工を用いて作製できる。ここでは、切削加工を用いた作製方法を例示する。
【００２８】
切削工具を用いて、基板の深彫り加工を行うことで基板を円柱状に加工できる。切削時の送り速度と切り込み量を規定することで、針状体の高さ及び傾斜角が決定される。傾斜角をなだらかにすることで、刺突の際に大きな応力がかかる基底部が広がった形状の針状体を製造することが可能となり、傾斜角を急にすることで、先端がより尖った形状の針状体を作製することが可能である。
【００２９】
このときの基板材料は、加工方法に応じて適宜選択することが出来る。例えば、セラミックス、シリコン、石英、金属、樹脂などの基板を用いて良い。
【００３０】
次に、溝の作製方法について示す。針状体に上面から機械加工および高エネルギービーム加工を施すことで針状体側面に溝を形成することができる。ここではより微細な形状を作製することが可能となる集束イオンビーム加工について例示する。
【００３１】
上述の手法によって作製された針状体に、上面からの集束イオンビーム加工により螺旋状に旋回した形状の溝を作製する事ができる。このとき加速電圧、ビーム径、フォーカスを調整することで溝の深さやテーパ形状を任意の形状に加工することができる。例えば、スポット径を大きくすることでより広い幅の溝を作製する事ができ、導入される薬液量を増やすことができる。また、フォーカスを加工面からずらすことで溝側面のテーパ角が緩やかになり、穿刺時の溝側面破損を抑制する構造となる。
【００３２】
次に、針状体から複製版の作製（図３−ｉ，ｉｉ）について説明する。上述の方法によって形成された針状体原版１３に充填材１４を充填し、充填層を針状体原版から剥離する事で凹型の複製版１５を形成する。複製版を作製することで、同一の複製版から多量の針状体を製造することが出来るため、生産コストを低くし、生産性を高めることが可能となる。
【００３３】
このとき、充填層の材料としては、特に制限されず、複製版として機能するだけの形状追従性、後述する転写加工成形における転写製、耐久性および離型性を考慮した材質を選択することが出来る。例えば、充填層としてニッケル、熱硬化性のシリコーン樹脂などを用いても良い。ニッケルを選択した場合、充填層の形成方法としては、メッキ法、ＰＶＤ法などが挙げられる。
【００３４】
また、充填層と針状体原版の剥離方法としては、物理的な剥離力による剥離または選択性エッチング法などを用いることが出来る。
【００３５】
次に、複製版を用いた転写加工成形（図３−ｉｉｉ，ｉｖ）について説明する。複製版１５に針状体材料１６を充填する。針状体材料は特に制限されないが、生体適合性材料である医療用シリコン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン、糖質等を用いることで、生体に適用可能な針状体を成形出来る。生体適合性材料を用いれば、針状体が折れて体内に取り残された場合も、無害であるという効果を奏する。このときの針状体材料の充填方法についての制限は無いが、生産性の観点から、インプリント法、ホットエンボス法、射出成形法、押し出し成形法およびキャスティング法を好適に用いることが出来る。
【００３６】
次に、針状体材料を複製版から離型し、転写成形された針状体１７を得る。
【００３７】
このとき、複製版の剥離性を向上させるために、針状体材料の充填前に、複製版の表面上に離型効果を増すための離型層を形成してもよい（図示せず）。離型層としては、例えば広く知られているフッ素系の樹脂を用いることが出来る。
【００３８】
また、離型層の形成方法としては、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法等の薄膜形成手法を好適に用いることができる。
【００３９】
以上より、本発明の針状体の製造方法を実施することが出来る。なお、本発明の針状体の製造方法は上記実施の形態に限定されず、各工程において類推することのできる他の公知の方法をも含むものとする。
【実施例１】
【００４０】
基板には、５ｍｍ厚さのセラミックス基板を用意した。
【００４１】
この基板を加工するにあたりボール半径０．０１ｍｍの二枚刃のボールエンドミルを用いた。ＸＹＺ軸を持つＮＣ制御フライス盤に、切削工具として上記のボールエンドミルを取り付け、工具を針状体の中心から外周方向へ公転させるにつれ切り込み量を増やすことで、円錐型が形成されるように深彫り加工を行った。このとき、回転数５００００ｒｐｍ、送り速度を０．１ｍｍ／ｓとした。また、加工によって形成される円錐底面の直径は２８０μｍ、ピッチを５００μｍ、加工深さを４５０μｍに設計した。また、針状体の無い部分は４５０μｍの深さで均一に切削することで針状体頂点が基板上で最も高くなる構造とした。
【００４２】
以上より作製した針状体を走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、根元幅２８０μｍ、高さ４４５μｍであり、先端角が３５°の円錐状の針状体が形成できたことを確認した。
【００４３】
作製した針状体基板を真空チャンバー内にて減圧した後、図４に示したように中心から外周方向へ集束イオンビームを照射した。加速電圧を３０ｋＶとし、イオン源にはガリウムイオンを用いた。集束イオンビーム装置には反射イオンの検出器が搭載されているため、形状観察も同一装置内で可能である。そのため、溝幅及び溝深さが約２５μｍとなるように適時照射時間を変化させながら観察と加工を繰り返し行い針状体に溝加工を施した。
【実施例２】
【００４４】
実施例１で作製した針状体を版型とし、転写加工成型を行った。
【００４５】
まず、針状体に充填材としてニッケルを電鋳法で充填した。メッキ浴にはスルファミン酸ニッケル溶液を用いた。６０％スルファミン酸溶液を用い、浴温は４５℃として５時間のメッキ処理により複製版を形成した。
【００４６】
次に、複製版に対し、インプリント法を用いて針状体の作製を行った。充填する針状体材料として、生体適合性材料であるポリ乳酸を用いた。
【００４７】
以上より、ポリ乳酸から成る根元直径２８０μｍ、高さ４４５μｍであり、先端角が３５°の円錐形状の針状体を製造できた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の針状体の製造方法は、医療のみならず、微細な針状体を必要とする様々な分野に適用可能であり、例えばＭＥＭＳデバイス、創薬、化粧品などに用いる微細な針状体の製造方法としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】針状体の側面形状を示した断面図である。
【図２】一本の針状体を側面から観察した場合の概略図である。
【図３】版型の製造工程を経時的に説明するための概略断面図である。
【図４】集束イオンビーム加工時のビーム照射領域を示した針状体上面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・針状体
１１・・・基板
１２・・・溝部
１３・・・針状体原版
１４・・・充填材
１５・・・複製版
１６・・・針状体材料
１７・・・針状体
１８・・・針状体頂点
１９・・・集束イオンビーム照射領域
２０・・・針状体底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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