(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開孔部を有する基材シートの一面側から、加熱手段を備える凸型部を、その先端が該開孔部の中心からずれた位置となるようにして前記基材シートに当接させて、該基材シートにおける該凸型部との当接部分を熱により軟化させながら、該基材シートの他面側に向かって該凸型部を該基材シートに刺してゆき、該基材シートの他面側から突出する微細中空突起部を形成する突起部形成工程と、
前記微細中空突起部の内部に前記凸型部を刺した状態で該微細中空突起部を冷却する冷却工程と、
前記冷却工程の後工程に、前記微細中空突起部の内部から前記凸型部を抜いて内部が中空の前記微細中空突起部を形成するリリース工程とを備え、
前記突起部形成工程を行う前に、前記開孔部が形成される前の非開孔基材シートの一面から、加熱手段を備える開孔用凸型部を当接させて、該非開孔基材シートにおける該当接部分を熱により軟化させながら該開孔用凸型部を該非開孔基材シートに刺してゆき、該非開孔基材シートを貫通する前記開孔部を形成する開孔部形成工程を備え、
前記開孔用凸型部として前記突起部形成工程で用いる前記凸型部を用い、
突起部形成工程において前記凸型部から前記基材シートに与える熱量を、前記開孔部形成工程において前記開孔用凸型部から前記基材シートに与える熱量よりも大きくする、開孔部を有する微細中空突起具の製造方法。
【請求項２】
前記開孔部形成工程で用いる前記開孔用凸型部の加工条件と、前記突起部形成工程で用いる前記凸型部の加工条件とが異なる請求項１に記載の開孔部を有する微細中空突起具の製造方法。
【請求項３】
前記開孔部形成工程で用いる前記開孔用凸型部の前記基材シートに対する刺込角度と、前記突起部形成工程で用いる前記凸型部の前記基材シートに対する刺込角度とが異なる請求項２に記載の開孔部を有する微細中空突起具の製造方法。
【請求項４】
前記基材シートが前記開孔部を複数備え、
前記突起部形成工程においては、各前記開孔部の中心からずれた位置に凸型部を当接させて、該基材シートの他面側に向かって該凸型部を該基材シートに刺してゆき、先端からずれた位置に複数の前記開孔部を有する前記微細中空突起部を形成する請求項１〜３の何れか１項に記載の開孔部を有する微細中空突起具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開孔部を有する微細中空突起具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野或いは美容分野において、マイクロニードルによる剤の供給が注目されている。マイクロニードルは、微小サイズの針を皮膚の浅い層に穿刺することで、痛みを伴わずに、注射器による剤の供給と同等の性能を得ることができる。マイクロニードルの中でも、特に開孔部を有する中空型マイクロニードルは、マイクロニードルの内部に配される剤の選択肢を広げることができ有効である。しかし、開孔部を有する中空型マイクロニードルは、特に医療分野或いは美容分野にて使用される場合に、マイクロニードルの形状の精度が求められ、開孔部を通して皮膚の内部に剤を安定的に供給する安定性が求められる。
【０００３】
開孔部を有する中空型マイクロニードルは、例えば、特許文献１〜３に開示されている製造方法により製造することができる。特許文献１には、予め形成されている複数の凹部を備えた型と予め形成されている複数の凸部を備えた型とを用い、各凸部を各凹部内に挿入して、中空マイクロニードルアレイを射出成型により製造する方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、熱インプリント法により基板上に複製された微細なマイクロニードルに、短パルスレーザー法によって開孔部を形成して、微細な開孔部を有する微細なマイクロニードルを製造する方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、熱サイクル射出成形によって中実のマイクロニードルを作製した後、レーザードリルでチャネル孔を形成して、１ｍｍ未満の長さを有し且つ断面積が２０〜５０平方μｍの平均チャネル孔を有する中空のマイクロニードルを製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１２−５２３２７０号公報
【特許文献２】特開２０１１−７２６９５号公報
【特許文献３】特表２０１２−５０９１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の製造方法は、射出成型により製造するため、使用する凹部の型と凸部の型との間に、温度のバラつき、或いは摩耗による型の変形が生じ易く、マイクロニードルの形状を精度良く製造することが難しく、開孔部を通して皮膚の内部に剤を安定的に供給することが難しい。
【０００８】
また、特許文献２及び特許文献３に記載の製造方法は、マイクロニードルの開孔部を、後加工でレーザー法を用いて形成しているので、先に形成されたマイクロニードルにダメージを与えてしまい、開孔部を有するマイクロニードルの形状を精度良く製造することが難しく、開孔部を通して皮膚の内部に剤を安定的に供給することが難しい。また、別工程でマイクロニードルを形成した後、後加工でレーザー法を用いて開孔部を形成しているので、別工程の成形型に形成されたマイクロニードルを該成形型から取り出す必要があり、位置合わせがリセットされてしまい、精度良くレーザー光を照射することが難しく、開孔部を有するマイクロニードルの形状を精度良く製造することが難しい。また、レーザー法を用いる製造方法は、装置が複雑で、コストアップに繋がり易い。
【０００９】
したがって本発明は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る開孔部を有する微細中空突起具の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、開孔部を有する基材シートの一面側から、加熱手段を備える凸型部を、その先端が該開孔部の中心からずれた位置となるようにして前記基材シートに当接させて、該基材シートにおける該凸型部との当接部分を熱により軟化させながら、該基材シートの他面側に向かって該凸型部を該基材シートに刺してゆき、該基材シートの他面側から突出する微細中空突起部を形成する突起部形成工程と、前記微細中空突起部の内部に前記凸型部を刺した状態で該微細中空突起部を冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後工程に、前記微細中空突起部の内部から前記凸型部を抜いて内部が中空の前記微細中空突起部を形成するリリース工程とを備える、開孔部を有する微細中空突起具の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、先端部からずれた位置に開孔部を有する微細中空突起具の形状を精度良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の開孔部を有する微細中空突起具の製造方法で製造される、開孔部を有する微細中空突起部が配列された微細中空突起具の一例の模式斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す１個の微細中空突起部に着目した微細中空突起具の斜視図である。
【図３】図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図４は、図１に示す微細中空突起具を製造する製造装置の本実施態様の全体構成を示す図である。
【図５】図５は、凸型部の凸型の先端径及び先端角度の測定方法を示す説明図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｈ）は、図４に示す製造装置を用いて開孔部を有する微細中空突起具を製造する工程を説明する図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｆ）は、図１に示す微細中空突起具の他の形態を製造する第２実施態様の製造方法を説明する図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す微細中空突起具を製造する他の実施形態の製造方法を説明する図である。
【図９】図９は、図１に示す微細中空突起具を製造する他の実施形態の製造方法を説明する図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す微細中空突起具を製造する別の実施形態の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を、その好ましい実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。
本発明の製造方法は、開孔部を有する微細中空突起具の製造方法である。図１には、本実施態様の微細中空突起具１の製造方法で製造される一実施態様の微細中空突起具としてのマイクロニードルアレイ１Ｍの斜視図が示されている。本実施態様のマイクロニードルアレイ１Ｍは、先端側に開孔部３ｈを有し内部に開孔部３ｈに繋がる内部空間の形成された微細中空突起部３が、基底部材２から突出する形態となっている。本実施態様のマイクロニードルアレイ１Ｍは、シート状の基底部材２と複数の微細中空突起部３とを有している。
【００１４】
微細中空突起部３の数、微細中空突起部３の配置及び微細中空突起部３の形状には、特に制限はないが、本実施態様のマイクロニードルアレイ１Ｍは、好適には、シート状の基底部材２の上面に、９個の円錐台状の微細中空突起部３が配列されている。配列された９個の微細中空突起部３は、後述する基材シート２Ａを搬送する方向（基材シート２Ａの縦方向）であるＹ方向に３行、搬送する方向と直交する方向及び搬送される基材シート２Ａの横方向であるＸ方向に３列に配されている。尚、図２は、マイクロニードルアレイ１Ｍの有する配列された微細中空突起部３の内の１個の微細中空突起部３に着目したマイクロニードルアレイ１Ｍの斜視図であり、図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００１５】
マイクロニードルアレイ１Ｍは、図２に示すように、開孔部３ｈを有している。本実施態様のマイクロニードルアレイ１Ｍは、開孔部３ｈが微細中空突起部３の先端からずれた位置に配されている。このように開孔部３ｈが微細中空突起部３の先端からずれた位置に配されていると、マイクロニードルアレイ１Ｍの微細中空突起部３を皮膚に穿刺する際に開孔部３ｈが潰れ難く、開孔部３ｈを通して皮膚の内部に剤を安定的に供給することができる。また、マイクロニードルアレイ１Ｍは、図３に示すように、各微細中空突起部３の内部に、基底部材２から開孔部３ｈに亘る空間が形成されている。各微細中空突起部３の内部の空間は、マイクロニードルアレイ１Ｍにおいては、微細中空突起部３の外形形状に対応した形状に形成されており、本実施態様では、円錐状の微細中空突起部３の外形形状に対応した円錐状に形成されている。尚、微細中空突起部３は、本実施態様においては、円錐状であるが、円錐状の形状以外に、角錐状等であってもよい。
【００１６】
マイクロニードルアレイ１Ｍは、微細中空突起部３の頂点と開孔部３ｈの中心とを通る縦断面を視た際（図３参照）に、開孔部３ｈを有する側の一壁部３ａを構成する下方側の下方壁部分３０ｂにおいて、頂点側の頂点側部位ＴＢにおける肉厚Ｔ１（頂点側部位ＴＢにおける内壁３１と外壁３２との間隔）が、頂点側部位ＴＢよりも基底部材２側の下方側部位ＢＰにおける肉厚Ｔ２（下方側部位ＢＰにおける内壁３１と外壁３２との間隔）よりも薄くなっている。好適に、本実施態様のマイクロニードルアレイ１Ｍでは、図３に示すように、下方壁部分３０ｂの内壁３１及び外壁３２が、それぞれ、直線状に形成されており、下方壁部分３０ｂの肉厚（内壁３１と外壁３２との間隔）が、基底部材２側の根本から先端に向かって、漸次減少している。このように、下方壁部分３０ｂにおいて、頂点側部位ＴＢの肉厚Ｔ１が下方側部位ＢＰの肉厚Ｔ２よりも薄ければ、マイクロニードルアレイ１Ｍの微細中空突起部３を皮膚に穿刺する際に皮膚への抵抗を抑制し、内壁３１が直線状に形成されているので、開孔部３ｈを通して皮膚の内部に剤を更に安定的に供給することができる。
【００１７】
マイクロニードルアレイ１Ｍの各微細中空突起部３は、その突出高さＨ１が、その先端を最も浅いところでは角層まで、深くは真皮まで刺入するため、好ましくは０．０１ｍｍ以上、更に好ましくは０．０２ｍｍ以上であり、そして、好ましくは１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは５ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．０２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００１８】
マイクロニードルアレイ１Ｍの各微細中空突起部３の先端径Ｌ（先端における外壁３２、３２どうしの間隔）は、その直径が、好ましくは１μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上であり、そして、好ましくは５００μｍ以下であり、更に好ましくは３００μｍ以下であり、具体的には、好ましくは１μｍ以上５００μｍ以下であり、更に好ましくは５μｍ以上３００μｍ以下である。微細中空突起具１の先端径Ｌは、微細中空突起部３の先端における最も広い位置での長さである。当該範囲であると、マイクロニードルアレイ１Ｍを皮膚に刺し入れた際の痛みが殆どない。前記先端径Ｌは、以下のようにして測定する。
【００１９】
〔マイクロニードルアレイ１Ｍの微細中空突起部３先端径の測定〕
微細中空突起部３の先端部を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）もしくはマイクロスコープを用いて、図３（ａ）に示すように所定倍率拡大した状態で観察する。
次に、図３（ａ）に示すように、外壁３２を形成する両側辺１ａ，１ｂの内の一側辺１ａにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬａを延ばし、他側辺１ｂにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬｂを延ばす。次に、先端側にて、一側辺１ａが仮想直線ＩＬａから離れる箇所を第１先端点１ａ１として求め、他側辺１ｂが仮想直線ＩＬｂから離れる箇所を第２先端 点１ｂ１として求める。このようにして求めた第１先端点１ａ１と第２先端点１ｂ１とを結ぶ直線の長さＬを、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）又はマイクロスコープを用いて測定し、測定した該直線の長さを、微細中空突起部３の先端径とする。
【００２０】
微細中空突起具１は、図３に示すように、各微細中空突起部３の先端からずれた位置に配された開孔部３ｈと、各微細中空突起部３に対応する基底部材２の下面に位置する基底側開孔部２ｈとを有している。
【００２１】
開孔部３ｈは、その開孔面積Ｓ１が、好しくは０．７μｍ2以上、更に好ましくは２０μｍ2以上であり、そして、好ましくは２０００００μｍ2以下であり、更に好ましくは７００００μｍ2以下であり、具体的には、好ましくは０．７μｍ2以上２０００００μｍ2以下であり、更に好ましくは２０μｍ2以上７００００μｍ2以下である。
【００２２】
基底側開孔部２ｈは、その開孔面積Ｓ２が、好しくは０．００７ｍｍ2以上、更に好ましくは０．０３ｍｍ2以上であり、そして、好ましくは２０ｍｍ2以下であり、更に好ましくは７ｍｍ2以下であり、具体的には、好ましくは０．００７ｍｍ2以上２０ｍｍ2以下であり、更に好ましくは０．０３ｍｍ2以上７ｍｍ2以下である。
【００２３】
シート状の基底部材２の上面に配列された９個の微細中空突起部３は、縦方向（Ｙ方向）の中心間距離が均一で、横方向（Ｘ方向）の中心間距離が均一であることが好ましく、縦方向（Ｙ方向）の中心間距離と横方向（Ｘ方向）の中心間距離とが同じ距離であることが好ましい。好適には、微細中空突起部３の縦方向（Ｙ方向）の中心間距離が、好ましくは０．０１ｍｍ以上、更に好ましくは０．０５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは５ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。また、微細中空突起部３の横方向（Ｘ方向）の中心間距離が、好ましくは０．０１ｍｍ以上、更に好ましくは０．０５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは５ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００２４】
次に、本発明の微細中空突起具の製造方法を、前述した微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法を例にとり図４〜図６を参照して説明する。図４には、本実施態様の製造方法の実施に用いる一実施態様の製造装置１００の全体構成が示されている。尚、上述したように、マイクロニードルアレイ１Ｍの各微細中空突起部３は非常に小さなものであるが、説明の便宜上、図４においてはマイクロニードルアレイ１Ｍの各微細中空突起部３が非常に大きく描かれている。
【００２５】
図４に示す本実施態様の製造装置１００は、基材シート２Ａに貫通する開孔部３ｈを形成する開孔部形成部９、基材シート２Ａに微細中空突起部３を形成する突起部形成部１０、冷却部２０、後述する凸型部１１を抜き出すリリース部３０を備えている。
以下の説明では、基材シート２Ａを搬送する方向（基材シート２Ａの縦方向）をＹ方向、搬送する方向と直交する方向及び搬送される基材シート２Ａの横方向をＸ方向、搬送される基材シート２Ａの厚み方向をＺ方向として説明する。
【００２６】
基材シート２Ａは、製造するマイクロニードルアレイ１Ｍの有する基底部材２となるシートであり、熱可塑性樹脂を含んでいる。基材シート２Ａとしては、熱可塑性樹脂を主体とする、即ち５０質量％以上含むものであることが好ましく、熱可塑性樹脂を９０質量％以上含むものであることが更に好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリ脂肪酸エステル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート類、ポリ塩化ビニル、ナイロン樹脂、アクリル樹脂等又はこれらの組み合わせが挙げられ、生分解性の観点から、ポリ脂肪酸エステルが好ましく用いられる。ポリ脂肪酸エステルとしては、具体的に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。尚、基材シート２Ａは、熱可塑性樹脂以外に、ヒアルロン酸、コラーゲン、でんぷん、セルロース等を含んだ混合物で形成されていても良い。基材シート２Ａの厚みは、製造するマイクロニードルアレイ１Ｍの有する基底部材２の厚みと同等である。
【００２７】
開孔部形成部９及び突起部形成部１０は、図４に示すように、加熱手段（不図示）を有した凸型部１１を備えている。凸型部１１は、製造するマイクロニードルアレイ１Ｍの微細中空突起部３の個数、配置、各微細中空突起部３の略外形形状に対応した凸型１１０を有しており、本実施態様の製造装置１００においては、９個の円錐状の微細中空突起部３に対応して、９個の円錐状の凸型１１０を有している。本明細書において凸型部１１とは基材シート２Ａに刺さる部分である凸型１１０を備えた部材のことであり、凸型部１１は、本実施態様の製造装置１００では、円盤状の土台部分の上に配された構造となっている。ただし、これに限られず凸型１１０のみからなる凸型部であっても良いし、複数の凸型１１０を台状支持体の上に配した凸型部１１であっても良い。
【００２８】
本実施態様の製造装置１００では、図４に示すように、凸型部１１に、９個の尖鋭な先端の円錐状の凸型１１０が、その先端を上方に向けて配置されており、凸型部１１が、少なくとも厚み方向（Ｚ方向）の上下に移動可能となっている。なお、本実施態様においては、凸型部１１が開孔部形成工程における開孔用凸型部と突起部形成工程における凸型部とを兼ねている。言い換えれば、開孔部形成工程における開孔用凸型部と突起部形成工程における凸型部は同じ凸型部１１である。したがって、本実施態様では、開孔用凸型部と突起部形成工程における凸型部は区別せずに凸型部１１と呼ぶ。本実施態様の製造装置１００では、凸型部１１は、電動アクチュエータ（不図示）によって、厚み方向（Ｚ方向）の上下に移動可能となっている。凸型部１１の動作（電動アクチュエータ）の制御は、本実施態様の製造装置１００に備えられた、制御手段（不図示）により制御されている。なお、凸型部１１の加熱手段（不図示）の作動は、基材シート２Ａに凸型部１１が当接する直前から、後述する冷却工程に至る直前まで行われることが好ましい。
凸型部１１の動作、凸型部１１の加熱手段（不図示）の作動等の凸型部１１の備える加熱手段（不図示）の加熱条件の制御は、本実施態様の製造装置１００に備えられた、制御手段（不図示）により制御されている。
【００２９】
本実施態様では、開孔部形成部９で用いる凸型部１１の加工条件と、突起部形成部１０で用いる凸型部１１の加工条件とが異なっており、製造装置１００では、開孔部形成部９及び突起部形成部１０で用いる凸型部１１は共通であるが、突起部形成部１０にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量が、開孔部形成部９にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量よりも大きくなっている。ここで、基材シート２Ａに与える熱量とは、基材シート２Ａに与える単位刺入高さ当たりの熱量のことを意味する。具体的に、突起部形成部１０にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量が、開孔部形成部９にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量よりも大きくなる条件としては、（条件ａ）基材シート２Ａへの凸型部１１の刺入速度に関し、突起部形成部１０の該刺入速度の方が開孔部形成部９の該刺入速度よりも遅いこと、（条件ｂ）凸型部１１の加熱手段（不図示）が超音波振動装置である場合に、突起部形成部１０の凸型部１１の超音波の周波数の方が開孔部形成部９の凸型部１１の超音波の周波数よりも高いこと、及び（条件ｃ）凸型部１１の加熱手段（不図示）が超音波振動装置である場合に、突起部形成部１０の凸型部１１の超音波の振幅の方が開孔部形成部９の凸型部１１の超音波の振幅よりも大きいこと、（条件ｄ）凸型部１１の加熱手段（不図示）が加熱ヒーターである場合に、突起部形成部１０の凸型部１１のヒーター温度の方が開孔部形成部９の凸型部１１のヒーター温度よりも高いこと、の少なくとも１つの条件を満たしていることを意味する。
【００３０】
尚、本発明の微細中空突起具の製造方法に用いる製造装置においては、凸型部１１の加熱手段（不図示）以外に加熱手段を設けていない。なお、本明細書で「凸型部１１の加熱手段以外に加熱手段を設けていない」とは、他の加熱手段を一切排除する場合を指すだけではなく、基材シート２Ａの軟化温度未満、好ましくはガラス転移温度未満に加熱する手段を備える場合も含む。具体的には、凸型部１１の加熱手段で加えられる基材シート２Ａの温度が該基材シート２Ａの軟化温度以上であれば、他に軟化温度未満の加熱が存在しても良い。また、凸型部１１の加熱手段で加えられる基材シート２Ａの温度がガラス転移温度以上軟化温度未満であれば、他にガラス転移温度未満の加熱が存在していても良い。但し、各凸型部１１Ａ，１１Ｂに設けられた加熱手段以外の、他の加熱手段を一切含まないことが好ましい。
本実施態様の製造装置１００においては、凸型部１１の加熱手段（不図示）は、超音波振動装置である。
【００３１】
凸型部１１の凸型１１０は、その外形形状が、マイクロニードルアレイ１Ｍの有する微細中空突起部３の外形形状よりも尖鋭な形状である。凸型部１１の凸型１１０は、その高さＨ２（図４参照）が、製造されるマイクロニードルアレイ１Ｍの高さＨ１に比べて高く形成されており、好ましくは０．０１ｍｍ以上、更に好ましくは０．０２ｍｍ以上であり、そして、好ましくは３０ｍｍ以下であり、更に好ましくは２０ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．０２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
凸型部１１の凸型１１０は、その先端径Ｄ１（図５参照）が、好ましくは０．００１ｍｍ以上、更に好ましくは０．００５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは１ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．５ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．００１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．００５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。凸型部１１の凸型１１０の先端径Ｄ１は、以下のようにして測定する。
凸型部１１の凸型１１０は、その根本径Ｄ２（図５参照）が、好ましくは０．１ｍｍ以上、更に好ましくは０．２ｍｍ以上であり、そして、好ましくは５ｍｍ以下であり、更に好ましくは３ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
凸型部１１の凸型１１０は、十分な強度が得られ易くなる観点から、その先端角度α（図５参照）が、好ましくは１度以上、更に好ましくは５度以上である。そして、先端角度αは、適度な角度を有する微細中空突起部３を得る観点から、好ましくは６０度以下であり、更に好ましくは４５度以下であり、具体的には、好ましくは1度以上６０度以下であり、更に好ましくは５度以上４５度以下である。凸型部１１の凸型１１０の先端角度αは、以下のようにして測定する。
【００３２】
〔凸型部１１の凸型１１０の先端径の測定〕
凸型部１１の凸型１１０の先端部を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）もしくはマイクロスコープを用いて所定倍率に拡大した状態で観察する。次に、図５に示すように、両側辺１１ａ，１１ｂの内の一側辺１１ａにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬｃを延ばし、他側辺１１ｂにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬｄを延ばす。そして、先端側にて、一側辺１１ａが仮想直線ＩＬｃから離れる箇所を第１先端点１１ａ１として求め、他側辺１１ｂが仮想直線ＩＬｄから離れる箇所を第２先端点１１ｂ１として求める。このようにして求めた第１先端点１１ａ１と第２先端点１１ｂ１とを結ぶ直線の長さＤ１を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定し、測定した該直線の長さを、凸型１１０の先端径とする。
【００３３】
〔凸型部１１の凸型１１０の先端角度αの測定〕
凸型部１１の凸型１１０の先端部を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）もしくはマイクロスコープを用いて所定倍率に拡大した状態で観察する。次に、図５に示すように、両側辺１１ａ，１１ｂの内の一側辺１１ａにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬｃを延ばし、他側辺１１ｂにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬｄを延ばす。そして、仮想直線ＩＬｃと仮想直線ＩＬｄとのなす角を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定し、測定した該なす角を、凸型部１１の凸型１１０の先端角度αとする。
【００３４】
凸型部１１は、折れ難い高強度の材質で形成されている。凸型部１１の材質としては、鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、銅合金、ベリリウム銅、ベリリウム銅合金等の金属、又はセラミック等が挙げられる。
【００３５】
開孔部形成部９は、本実施態様の製造装置１００では、図４に示すように、凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく際に基材シート２Ａを支持する支持部材１２を有している。本実施態様では、支持部材１２として、凸型部１１における凸型１１０を挿通可能な開口部１２ａを複数有する開口プレート１２Ｕを用いている。開口プレート１２Ｕは、基材シート２Ａの他面２Ｕ側に配されており、凸型部１１を一面２Ｄから刺し込んだ際に基材シート２Ａが撓みにくくする役目を担っている。したがって、開口プレート１２Ｕは、基材シート２Ａの凸型部１１が刺し込まれる領域以外の部分に配置されている。開口プレート１２Ｕは、開孔部形成部９、突起部形成部１０、冷却部２０、及びリリース部３０に至るまで配されている。開口プレート１２Ｕは、搬送方向（Ｙ方向）に平行に延在する板状部材から形成されている。開口プレート１２Ｕでは、開口部１２ａ以外の領域で基材シート２Ａを支持している。
【００３６】
開口プレート１２Ｕは、１個の開口部１２ａに対して凸型部１１における凸型１１０が複数個挿通できるように、凸型１１０の断面積よりも大きな開口面積で形成されていてもよいが、本実施態様の製造装置１００では、図４に示すように、１個の開口部１２ａに対して１個の凸型１１０が挿通されるように形成されている。
【００３７】
開口プレート１２Ｕは、基材シート２Ａに当接する方向と離間する方向に移動可能となっている。本実施態様の製造装置１００では、開口プレート１２Ｕは、電動アクチュエータ（不図示）によって、厚み方向（Ｚ方向）の上下に移動可能となっている。
開口プレート１２Ｕの動作の制御は、本実施態様の製造装置１００に備えられた、制御手段（不図示）により制御されている。
【００３８】
なお、図４に示す実施態様では、基材シート２Ａの他面２Ｕ側にのみ開口プレート１２Ｕを配置した形態を示したが、基材シート２Ａの一面２Ｄ側にも開口プレート１２Ｕを配置しても良い。そうすることによって、凸型部１１の刺し込み操作時及び抜出し操作時に、基材シート２Ａが安定する。開口プレート１２Ｕとしては、開口プレート１２Ｕと同様の形状で、開口部１２ａが一対一で対向する形態であることが好ましい。
【００３９】
開口プレート１２Ｕを形成する材質としては、凸型部１１の材質と同じ材質でもよく、合成樹脂等から形成されていてもよい。
【００４０】
上述した製造装置１００を用いる本実施態様は、開孔部３ｈを有する基材シート２Ａの一面２Ｄ側（下面側）から、加熱手段を備える凸型部１１を、その先端が該開孔部３ｈの中心３ｈｃからずれた位置となるようにして前記基材シート２Ａを当接させて、該基材シート２Ａにおける該凸型部１１との当接部分ＴＰを熱により軟化させながら、基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）に向かって凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆき、基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）から突出する微細中空突起部３を形成する突起部形成工程を備えている。また、本実施態様においては、突起部形成工程の前工程に、基材シート２Ａの一面２Ｄ（下面）から、凸型部１１を当接させて、基材シート２Ａにおける当接部分ＴＰを熱により軟化させながら凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆき、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈを形成する開孔部形成工程と、微細中空突起部３の内部に凸型部１１を刺した状態で微細中空突起部３を冷却する冷却工程と、冷却工程の後工程に、微細中空突起部３の内部から凸型部１１を抜いて内部が中空の微細中空突起部３を形成するリリース工程とを備えている。以下、具体的に図面を参照しながら説明する。
【００４１】
上述した製造装置１００を用いる本実施態様の製造方法においては、先ず、熱可塑性樹脂を含む基材シート２Ａの原反ロールから帯状の基材シート２Ａを繰り出し、Ｙ方向に搬送する。本実施形態の基材シート２Ａは開孔を有しない非開孔基材シートである。そして、基材シート２Ａが所定位置まで送られたところで、基材シート２Ａの搬送を止める。このように、本実施態様では、帯状の基材シート２Ａの搬送を間欠的に行うようになっている。
【００４２】
次いで、本実施態様では、図６（ａ）に示すように、Ｙ方向に搬送された帯状の基材シート２Ａの一面２Ｄ側（下面側）から凸型部１１を当接させて、基材シート２Ａにおける当接部分ＴＰを熱により軟化させながら、凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆき、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈを形成する（開孔部形成工程）。製造装置１００を用いる本実施態様の開孔部形成工程では、図４に示すように、原反ロールから繰り出されてＹ方向に搬送された帯状の基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）に配された開口プレート１２Ｕで、基材シート２Ａを支持する。そして、基材シート２Ａにおける開口プレート１２Ｕで支持されていない部分、即ち、基材シート２Ａにおける開口プレート１２Ｕの開口部１２ａに対応する一面２Ｄ（下面）に、電動アクチュエータ（不図示）によって凸型部１１を厚み方向（Ｚ方向）の上方に移動させ、凸型部１１の各凸型１１０の先端部を当接させる。このように、開孔部形成工程では、凸型部１１の各凸型１１０を当接させた基材シート２Ａの当接部分ＴＰに対応する他面２Ｕ（上面）が、突起部を形成する為の、凸型部１１に嵌合する凹部等を設けておらず、浮いた状態となっている。
【００４３】
本実施態様では、図６（ａ）に示すように、各当接部分ＴＰにおいて、超音波振動装置により凸型部１１の超音波振動を発現させ、当接部分ＴＰに摩擦による熱を発生させて当接部分ＴＰを軟化させる。そして、本実施態様の開孔部形成工程では、各当接部分ＴＰを軟化させながら、図６（ｂ）に示すように、基材シート２Ａの一面２Ｄ（下面）から他面２Ｕ（上面）に向かって凸型部１１を上昇させて基材シート２Ａに凸型１１０の先端部を刺してゆき、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈを形成する。
【００４４】
本実施態様の開孔部形成工程では、凸型部１１の超音波振動装置による超音波振動に関し、その振動周波数（以下、周波数という）は、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈの形成の観点から、好ましくは１０ｋＨｚ以上、更に好ましくは１５ｋＨｚ以上であり、そして、好ましくは５０ｋＨｚ以下であり、更に好ましくは４０ｋＨｚ以下であり、具体的には、好ましくは１０ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下であり、更に好ましくは１５ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下である。
また、凸型部１１の超音波振動装置による超音波振動に関し、その振幅は、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈの形成の観点から、好ましくは１μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上であり、そして、好ましくは６０μｍ以下であり、更に好ましくは５０μｍ以下であり、具体的には、好ましくは１μｍ以上６０μｍ以下であり、更に好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下である。本実施態様のように超音波振動装置を用いる場合には、開孔部形成工程では、凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅を上述した範囲で調整すればよい。
【００４５】
本実施態様の開孔部形成工程では、凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく刺入速度は、遅過ぎると樹脂を過剰に軟化させ開孔部３ｈの大きさが大きくなり過ぎ、速過ぎると軟化不足となり開孔部３ｈが形成されないので、開孔部３ｈを効率的に形成する観点から、好ましくは０．１ｍｍ／秒以上、更に好ましくは１ｍｍ／秒以上であり、そして、好ましくは１０００ｍｍ／秒以下であり、更に好ましくは８００ｍｍ／秒以下であり、具体的には、好ましくは０．１ｍｍ／秒以上１０００ｍｍ／秒以下であり、更に好ましくは１ｍｍ／秒以上８００ｍｍ／秒以下である。
【００４６】
本実施態様の開孔部形成工程では、基材シート２Ａに刺す凸型部１１の刺入高さは、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈの形成の観点から、好ましくは０．００１ｍｍ以上、更に好ましくは０．０１ｍｍ以上であり、そして、好ましくは１ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．５ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．００１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。ここで、「刺入高さ」とは、基材シート２Ａに凸型部１１の凸型１１０を刺し込んだ状態において、凸型部１１の凸型１１０の頂点と、基材シート２Ａの他面２Ｕとの間の距離を意味する。したがって、開孔部形成工程における刺入高さとは、開孔部形成工程で凸型１１０が最も深く刺し込まれて基材シート２Ａの他面２Ｕから凸型１１０が出てきた状態における、該他面２Ｕから垂直方向に測定した凸型１１０頂点までの距離のことである。
【００４７】
次いで、図６（ｃ）に示すように、凸型部１１の超音波振動装置による超音波振動を停止し、電動アクチュエータ（不図示）によって凸型部１１を厚み方向（Ｚ方向）の下方に移動させ、基材シート２Ａの一面２Ｄ側（下面側）から凸型部１１を抜き出す。
【００４８】
次いで、図６（ｄ）に示すように、開孔部３ｈを有する基材シート２Ａを、Ｙ方向に搬送し、該開孔部３ｈの中心３ｈｃと凸型部１１の凸型１１０の先端部の中心１１ｔとをずらす。ここで、開孔部３ｈの中心３ｈｃと凸型部１１の先端部の中心１１ｔとのずれ量Ｍ１は、先端からずれた位置に開孔部３ｈを有する微細中空突起部３を備えるマイクロニードルアレイ１Ｍを効率的に製造する観点から、凸型１１０の根本径Ｄ２（図５参照）の半分以内であることが好ましく、好適には、好ましくは０．００１ｍｍ以上、更に好ましくは０．００５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、更に好ましくは１．０ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．００１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．００５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【００４９】
次いで、本実施態様では、開孔部形成工程の後、図６（ｅ）及び図６（ｆ）に示すように、電動アクチュエータ（不図示）によって凸型部１１を厚み方向（Ｚ方向）の上方に移動させ、開孔部３ｈを有する基材シート２Ａの一面２Ｄ側（下面側）から、該開孔部３ｈの中心３ｈｃからずれ量Ｍ１だけずれた位置に凸型部１１を当接させて、該基材シート２Ａにおける当接部分ＴＰを熱により軟化させながら、基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）に向かって凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆき、基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）から突出する微細中空突起部３を形成する（突起部形成工程）。突起部形成工程においては、凸型部１１を基材シート２Ａに刺しながら開孔部３ｈを微細中空突起部３の先端からずれた位置に成形させるようになっている。
【００５０】
好適に、本実施態様の突起部形成工程では、図６（ｅ）及び図６（ｆ）に示すように、電動アクチュエータ（不図示）によって、凸型部１１を厚み方向（Ｚ方向）の上方に移動させ、開孔部３ｈを有する基材シート２Ａにおける開孔部３ｈの中心３ｈｃからずれた位置に凸型部１１を当接させる。そして、該基材シート２Ａにおける当接部分ＴＰを、超音波振動装置により凸型部１１の超音波振動を発現させ、当接部分ＴＰに摩擦による熱を発生させて軟化させながら凸型部１１の凸型１１０を基材シート２Ａに刺してゆき、開孔部３ｈを微細中空突起部３の先端からずれた位置に成形させ、基材シート２Ａの他面２Ｕから突出する微細中空突起部３を形成する。このようにして、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈを先端からずれた位置に有し、且つ基材シート２Ａの他面２Ｕ側から突出する微細中空突起部３が形成できる。尚、本実施態様の突起部形成工程では、図４に示すように、帯状の基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）に配された開口プレート１２Ｕにより、基材シート２Ａが支持されている。
【００５１】
本実施態様の突起部形成工程では、超音波振動装置による凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅が、それぞれ、開孔部形成工程における超音波振動の周波数及び振幅と同じである。尚、突起部形成工程で形成された微細中空突起部３の開孔部３ｈの開孔面積は、開孔部形成工程で形成された微細中空突起部前駆体３ｂの開孔部３ｈの開孔面積Ｓ１以上の面積であるが、開孔面積Ｓ１と同じ面積であることが好ましい。
【００５２】
本実施態様の突起部形成工程では、凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく刺入速度が、開孔部形成工程において凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく刺入速度よりも遅くなっている。本実施態様の突起部形成工程では、凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく刺入速度は、遅過ぎると樹脂を過剰に軟化させ開孔部３ｈの大きさが大きく変化し過ぎ、速過ぎると軟化不足となり微細中空突起部３の高さが不足し易いので、先端からずれた位置に開孔部３ｈを有する微細中空突起部３を効率的に形成する観点から、好ましくは０．１ｍｍ／秒以上、更に好ましくは１ｍｍ／秒以上であり、そして、好ましくは１０００ｍｍ／秒以下であり、更に好ましくは８００ｍｍ／秒以下であり、具体的には、好ましくは０．１ｍｍ／秒以上１０００ｍｍ／秒以下であり、更に好ましくは１ｍｍ／秒以上８００ｍｍ／秒以下である。
【００５３】
本実施態様では、凸型部１１の加熱手段（不図示）が超音波振動装置の場合であるが、突起部形成部１０の有する凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅と開孔部形成部９の有する凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅とが同じであり、前記（条件ｂ）及び前記（条件ｃ）を満たしていない。しかし、本実施態様では、基材シート２Ａへの凸型部１１の刺入速度に関し、突起部形成工程における刺入速度の方が、開孔部形成工程における刺入速度よりも遅くなっており、前記（条件ａ）を満たしている。その為、突起部形成工程にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量が、開孔部形成工程にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量よりも大きくなっている。このように、本実施態様では、開孔部形成工程で用いる凸型部１１の加工条件と、突起部形成工程で用いる凸型部１１の加工条件とが異なるので、先端からずれた位置に開孔部３ｈを有する微細中空突起部３が精度良く製造できる。
【００５４】
本実施態様の突起部形成工程では、加熱状態の凸型部１１の上昇を停止させ、微細中空突起部３の内部に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態のまま次工程の冷却工程を施すまでの時間である軟化時間は、長過ぎると、基材シート２Ａにおける各当接部分ＴＰが過剰に軟化してしまう。軟化不足を補う観点から、好ましくは０秒以上、更に好ましくは０．１秒以上であり、そして、好ましくは１０秒以下であり、更に好ましくは５秒以下であり、具体的には、好ましくは０秒以上１０秒以下であり、更に好ましくは０．１秒以上５秒以下である。
【００５５】
本実施態様の突起部形成工程では、基材シート２Ａに刺す凸型部１１の刺入高さは、開孔部３ｈを有する微細中空突起部３を効率的に形成する観点から、好ましくは０．０１ｍｍ以上、更に好ましくは０．０２ｍｍ以上であり、そして、好ましくは１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは５ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．０２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００５６】
次に、本実施態様の製造装置１００では、図４に示すように、突起部形成部１０の次に冷却部２０が設置されている。冷却部２０は、図４に示すように、冷風送風装置２１を備えている。本実施態様では、微細中空突起部形成工程の後、冷風送風装置２１を用いて、微細中空突起部３の内部に凸型部１１を刺した状態で微細中空突起部３を冷却する（冷却工程）。本実施態様の製造装置１００では、冷風送風装置２１には、冷風送風する送風口２２（図６（ｇ）参照）が基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）に配されており、送風口２２から冷風を吹き付けて微細中空突起部３を冷却するようになっている。尚、冷風送風装置は、搬送される帯状の基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）及び一面２Ｄ側（下面側）の全体を中空状に覆い、冷風送風装置の内部を帯状の基材シート２Ａが搬送方向（Ｙ方向）に搬送されるようにし、中空内に、例えば、冷風送風する送風口２２を設けるようにしてもよい。冷風送風装置２１の冷却温度、冷却時間の制御は、本実施態様の製造装置１００に備えられた、制御手段（不図示）により制御されている。
【００５７】
本実施態様の冷却工程では、凸型部１１の凸型１１０を微細中空突起部３の内部に刺し込んだ状態で、図６（ｇ）に示すように、基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）に配された送風口２２から冷風を吹き付けて、微細中空突起部３の内部に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態のまま冷却する。尚、冷却する際には、凸型部１１の超音波装置による超音波振動は、継続状態でも止められた状態でも良いが、微細中空突起部３の形状を過度な変形をさせず一定に保つ観点から、止められていることが好ましい。
【００５８】
吹き付ける冷風の温度は、開孔部３ｈを有する微細中空突起部３の形成の観点から、好ましくは−５０℃以上、更に好ましくは−４０℃以上であり、そして、好ましくは２６℃以下であり、更に好ましくは１０℃以下であり、具体的には、好ましくは−５０℃以上２６℃以下であり、更に好ましくは−４０℃以上１０℃以下である。
冷風を吹き付けて冷却する冷却時間は、成形性と加工時間の両立性の観点から、好ましくは０．０１秒以上、更に好ましくは０．５秒以上であり、そして、好ましくは６０秒以下であり、更に好ましくは３０秒以下であり、具体的には、好ましくは０．０１秒以上６０秒以下であり、更に好ましくは０．５秒以上３０秒以下である。
【００５９】
次に、本実施態様の製造装置１００では、図４に示すように、冷却部２０の次にリリース部３０が設置されている。本実施態様では、冷却工程の後に、微細中空突起部３の内部から凸型部１１を抜いて内部が中空の微細中空突起部３を形成する（リリース工程）。具体的に、本実施態様のリリース工程では、図６（ｈ）に示すように、基材シート２Ａの一面２Ｄ（下面）から凸型部１１を下降させて、各微細中空突起部３の内部に凸型部１１の凸型１１０を刺し込んだ状態から、凸型部１１の凸型１１０を抜いて、開孔部３ｈを有し且つ内部が中空の微細中空突起部３が配列されたマイクロニードルアレイ１Ｍとなる帯状の微細中空突起具の前駆体１Ａを形成する。
【００６０】
以上のように形成されたマイクロニードルアレイ１Ｍの前駆体１Ａは、その後、搬送方向（Ｙ方向）下流側に搬送され、カット工程にて、所定の範囲でカットされ、図１に示すような、シート状の基底部材２と複数の微細中空突起部３とを有する実施態様の微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍが製造できる。以上の工程を繰り返すことによって、基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）に微細中空突起具１を連続的に効率良く製造できる。
【００６１】
なお、上述したように製造されたマイクロニードルアレイ１Ｍは、その後の工程において更に所定の形状に形成されても良いし、凸型部１１を刺し込む工程の前に所望の形状に基材シート２Ａを予め調整しておいても良い。
【００６２】
以上説明したように、マイクロニードルアレイ１Ｍを製造する本実施態様の製造方法によれば、突起部形成工程において、微細中空突起部３の先端からずれた位置に開孔部３ｈを形成するので、開孔部３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍの形状を精度良く効率的に製造することができる。また、このように製造されたマイクロニードルアレイ１Ｍは、微細中空突起部３の先端からずれた位置に開孔部３ｈを有するので、皮膚に穿刺する際に開孔部３ｈが潰れ難く、皮膚の内部に剤を安定的に供給できる。
【００６３】
また、本実施態様の製造方法は、突起部形成工程の前工程に、突起部形成工程で共通に用いる凸型部１１を用いて開孔部３ｈを形成する開孔部形成工程を備えている。その為、一連の流れで、開孔部３ｈが形成でき、開孔部３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍが形成できる。このように、マイクロニードルアレイ１Ｍを更に効率的に製造することができる。
【００６４】
また、本実施態様の製造方法によれば、凸型部１１の加熱手段（不図示）として超音波振動装置を用いているので、冷風送風装置２１を必ず備える必要はなく、超音波振動装置の振動を切るだけで、冷却することもできる。この点で、超音波振動を加熱手段として用いると、装置の簡便化とともに、高速で、開孔部３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍを製造することができる。また、基材シート２Ａの凸型部１１と当接していない部分では、より熱が伝わり難く、また、超音波振動付与のオフによって冷却が効率的に行われるので、成形部分以外の変形が生じ難く、精度の良いマイクロニードルアレイ１Ｍを製造することができる。
【００６５】
また、上述したように、本実施態様においては、図６（ａ）に示すように、凸型部１１を当接させた基材シート２Ａの当接部分ＴＰにおいてのみ、超音波振動装置により凸型部１１Ｂを振動させ、当接部分ＴＰを軟化させるので、省エネルギーで、効率的に連続して開孔部３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍを製造することができる。
【００６６】
また、上述したように、本実施態様の製造装置１００は、制御手段（不図示）により、突起部形成部１０における、凸型部１１の動作、凸型部１１の加熱手段（不図示）の加熱条件、基材シート２Ａの当接部分ＴＰの軟化時間、凸型部１１の基材シート２Ａへの刺入速度が調整できるようになっている。また、制御手段（不図示）により、冷却部２０における、冷風送風装置２１の冷却温度、冷却時間が制御されている。その為、制御手段（不図示）により、例えば突起部形成工程における凸型部１１の刺入速度を制御すれば、製造されるマイクロニードルアレイ１Ｍの微細中空突起部３の肉厚Ｔ１をコントロールできる。また、突起部形成工程における凸型部１１の刺入高さを制御すれば、凸型部１１の基材シート２Ａへの刺入量が容易に変更でき、製造されるマイクロニードルアレイ１Ｍの微細中空突起部３の突出高さＨ１をコントロールできる。従って、突起部形成工程にける、凸型部１１の備える加熱手段の条件、凸型部１１の基材シート２Ａへの刺入高さ、基材シート２Ａの当接部分ＴＰの軟化時間、凸型部１１の基材シート２Ａへの刺入速度、冷却工程における冷却条件、及び凸型部１１の形状の少なくとも１つを制御すれば、マイクロニードルアレイ１Ｍを構成する微細中空突起部３の突出高さＨ１等を自由にコントロールすることができ、開孔部３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍの形状を自由にコントロールすることができる。
【００６７】
次に、本発明の微細中空突起具の製造方法を、第２実施形態の微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法に基づき、図７を参照して説明する。図７（ａ）〜（ｆ）は、図１に示す微細中空突起具の他の形態を製造する第２実施態様の製造方法を説明する図である。なお、本説明においては、上述した図６に示す実施態様の製造方法と異なる点をメインに説明する。
【００６８】
上述した実施態様の図６に示す製造方法では、基材シート２Ａの一面２Ｄから他面２Ｕに向けて凸型部１１を移動させる際の移動方向が、開孔部形成工程と突起部形成工程とで同じ方向（厚み方向（Ｚ方向）の上下方向）であった。つまり、図６に示す製造方法では、基材シート２Ａの一面２Ｄから他面２Ｕに向けて凸型部１１を移動させる際の、開孔部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度と、突起部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度とが同じであった。一方、第２実施形態の製造方法では、図７に示すように、開孔部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａの刺込角度θ１と、突起部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ２とが異なっている。なお、刺込角度θ１，θ２とは、開孔部形成工程で用いる凸型部１１の凸型１１０の先端部の中心１１ｔを通る２等分線と基材シート２Ａの一面２Ｄとのなす角をいう。以下、具体的に図面を参照しながら説明する。
【００６９】
上述した図６に示す実施態様の製造方法に用いられる製造装置１００では、凸型部１１は、厚み方向（Ｚ方向）の上下のみに移動可能であったが、第２実施形態の製造装置１００では、凸型部１１は、厚み方向（Ｚ方向）の上下に移動可能であることに加え、厚み方向（Ｚ方向）に対して所定角度が得られるように回動可能になっている。これにより、例えば、凸型部１１が厚み方向（Ｚ方向）の上方を向いている状態では、凸型部１１は、厚み方向（Ｚ方向）の上下方向に移動可能であり、凸型部１１を厚み方向（Ｚ方向）に対して所定角度回動させた状態においては、所定角度回動した状態で基材シート２Ａに対して傾斜して刺込可能になる。
第２実施形態の製造装置１００の凸型部１１は、電動アクチュエータ（不図示）により、前後方向に移動可能及び回動可能になっており、凸型部１１の動作（電動アクチュエータ）は、第２実施形態の製造装置１００に備えられた制御手段（不図示）により制御されている。
【００７０】
第２実施形態の製造方法では、開孔部形成工程は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、上述した図６に示す実施形態の製造方法と同じであり、上述した実施形態及び第２実施形態の製造方法における開孔部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ１は、９０度になっている（図７（ａ）参照）。
【００７１】
次に、突起部形成工程において、開孔部３ｈを有する基材シート２ＡをＹ方向に搬送した後、該開孔部３ｈの中心３ｈｃと凸型部１１の凸型１１０の先端部の中心１１ｔとをずらす。そして、図７（ｃ）に示すように、基材シート２Ａに対する凸型部１１の刺込角度θ２が開孔部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ１と異なるように、凸型部１１を回動させる。好適に、基材シート２Ａに対する凸型部１１の刺込角度θ２が刺込角度θ１よりも小さくなる（θ２＜θ１）ように、凸型部１１を回動させる。
【００７２】
次いで、第２実施形態の製造方法では、図７（ｄ）に示すように、凸型部１１を開孔部形成工程と異なる刺込角度θ２で移動させる。そして、開孔部形成工程で形成された開孔部３ｈの中心３ｈｃからずれた位置に凸型部１１の中心１１ｔが位置するように刺し込んでいく。本実施態様では、超音波振動装置により凸型部１１の超音波振動を発現させて、凸型部１１を開孔部３ｈの内壁３ｈｗに凸型部１１を当接させ、開孔部３ｈの内壁３ｈｗの当接部分ＴＰを熱により軟化させながらアクチュエータで上下方向に移動させ、基材シート２Ａの他面２Ｕ側（上面側）に向かって凸型部１１を刺してゆく。これにより、微細中空突起部３の先端からずれた位置に開孔部３ｈが成形され、基材シート２Ａの他面２Ｕ側から突出した微細中空突起部３が形成される。
【００７３】
次に、図７（ｅ）に示すように、微細中空突起部３の内部に凸型部１１を刺した状態で微細中空突起部３を冷却し（冷却工程）、冷却工程の後に、図７（ｆ）に示すように、微細中空突起部３の内部から凸型部１１を抜いて、マイクロニードルアレイ１Ｍの前駆体１Ａを形成する（リリース工程）。
なお、第２実施形態の製造方法により製造されるマイクロニードルアレイ１Ｍの前駆体１Ａの微細中空突起部３は、略円形状に形成された基底側開孔部２ｈの中心２ｈｃからずれた位置に、先端が位置した形状になっている（図７（ｆ）参照）。
【００７４】
以上説明したように、マイクロニードルアレイ１Ｍを製造する第２実施形態の製造方法によれば、開孔部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ１と、突起部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ２とを異ならせた場合においても、微細中空突起部３の先端からずれた位置に開孔部３ｈを形成可能になり、微細中空突起部３の先端からずれた位置に開孔部３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍの形状を精度良く効率的に製造することができる。
このように、開孔部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ１と、突起部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ２とを異ならせる、つまり、開孔部形成工程と突起部形成工程とで、凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度を相対的に異ならせることが可能となれば、開孔部３ｈの形状又は凸型部１１の形状の自由度が向上すると共に、加工性を向上させることができる。
【００７５】
なお、第２実施形態の製造方法では、開孔部形成工程で用いる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ１を９０度とし、突起部形成工程で用いられる凸型部１１の基材シート２Ａに対する刺込角度θ２を９０度よりも小さい角度の構成を用いて説明したが、刺込角度θ１と刺込角度θ２とが異なっていればよく、刺込角度θ２を、刺込角度θ１に対して相対的に角度をもたせた構成であればよい。
【００７６】
以上、本発明を、その好ましい本実施態様及び第２実施態様に基づき説明したが、本発明は前記実施態様に制限されるものではなく、適宜変更可能である。
【００７７】
例えば、上述した実施態様及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、突起部形成工程の前工程に、開孔部形成工程を備えているが、開孔部形成工程を備えていなくてもよい。このように開孔部形成工程を備えていない場合には、当初から開孔部３ｈが形成された基材シート２Ａを用いればよい。
【００７８】
また、上述した実施態様及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、開孔部形成工程と突起部形成工程とで同じ凸型部１１を用いて説明したが、開孔部形成工程で用いる開孔用凸型部と、突起部形成工程で用いる凸型部とが異なるものであってもよい。例えば、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、開孔部形成工程で用いる開孔用凸型部１１´の凸型１１０´先端角度が、突起部形成工程で用いる凸型部１１の先端角度よりも小さいものであってもよい。また、開孔部形成工程で用いる開孔用凸型部１１´の凸型１１０´先端角度が、突起部形成工程で用いる凸型部１１の先端角度よりも大きいものであってもよい。このように、開孔部形成工程で用いる開孔用凸型部１１´と、突起部形成工程で用いる凸型部１１とが非相似形のものであってもよい。
また、開孔部形成工程で用いられる開孔用凸型部１１´は、図８（ａ）に示すような円錐状に限らず、角錐状、円柱状及び角柱状等であってもよい。
更に、開孔部形成工程で用いる開孔用凸型部１１´は、図８（ａ）に示すような縦断面視して左右対称な円錐状であったが、縦断面視して左右非対称な形状であってもよい。
開孔部形成工程に用いる開孔用凸型部が、非相似形、角錐状、円柱状及び角柱状や縦断面視して左右非対称な形状の場合においても、超音波振動装置により開孔用凸型部１１´の超音波振動を発現させて当接部分ＴＰを摩擦による熱で軟化させることで、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈを形成することができる。
また、上述した第２実施形態の製造方法では、開孔部形成工程及び突起部形成工程に用いる共通の凸型部１１を回動させることで、突起部形成工程に用いる凸型部１１の刺込角度θ２を、開孔部形成工程に用いた凸型部１１の刺込角度θ１と異ならせる態様であったが、例えば、開孔部形成工程に用いられる開孔用凸型部１１´の刺込角度θ１と異なる刺込角度θ２に形成された別の凸型部１１を、突起部形成工程に用いる構成としてもよい。
このように、開孔部形成工程で用いる開孔用凸型部と、突起部形成工程で用いる凸型部とが別の凸型部１１であれば、開孔部形成工程及び突起部形成工程で用いる凸型部の形状の自由度が向上すると共に、加工性を向上させることができる。
【００７９】
また、上述した実施形態及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、加熱手段を備える凸型部１１を用いて開孔部３ｈを形成する開孔部形成工程を用いて説明したが、開孔部形成工程は、非接触式の熱加工手段を用いて、基材シート２Ａを貫通する開孔部３ｈを形成する構成であってもよい。例えば、図９に示すようなレーザー照射装置１３を用いて開孔部３ｈを形成する構成であってもよい。非接触式の熱加工手段としては、レーザー照射装置１３以外にも、例えば、ホットエアーを発射するホットエアー発射装置等であってもよい。非接触式の熱加工手段を用いた場合においても、好適に、開孔部形成工程での基材シート２Ａに開孔部３ｈを形成することができる。
非接触式の熱加工手段を用いることで、長期間使用しても、摩耗等による精度の低下がないため、開孔部３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍの形状を精度良く効率的に製造することができる。また、非接触式の熱加工手段を用いることで、開孔部３ｈの形状の自由度を向上させることができる。
【００８０】
また、上述した実施形態及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、凸型部１１の各凸型１１０のそれぞれに１個の開孔部３ｈを形成させた基材シート２Ａ（上述の実施形態では、開孔部形成工程で９個の開孔部３ｈが形成された基材シート２Ａ）、即ち、１個の開孔部３ｈを形成させた基材シート２Ａを用いて説明したが、例えば、図１０（ａ）に示すように、複数の開孔部３ｈ（図１０においては４個の開孔部３ｈ）が形成された基材シート２Ａを用い、図１０（ｂ）に示すように、各開孔部３ｈの中心からずれた位置に凸型部１１を当接させて、基材シート２Ａの他面２Ｕ側に向かって凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆき、先端からずれた位置に複数の開孔部３ｈを有する、図１０（ｃ）に示す微細中空突起部３を形成する構成であってもよい。
【００８１】
図１０（ｃ）に示すように、複数の開孔部３ｈが形成された基材シート２Ａは、開孔部形成工程において、開孔部形成工程に用いる凸型部１１を上下方向、Ｘ方向及びＹ方向に複数回移動させて、開孔部形成工程に用いる凸型部１１の各凸型１１０に、複数の開孔部３ｈを形成させる構成であってもよく、予め、複数の開孔部３ｈが形成された基材シート２Ａを用いる構成であってもよい。尚、基材シート２Ａに形成する複数の開孔部３ｈの数及び配置は、適宜、設定することができる。
このように、先端からずれた位置に複数の開孔部３ｈを有する微細中空突起部３を用いることで、剤を注入する際の微細中空突起部３の内部の液圧を低くすることが可能になり、開孔部閉塞のリスクを低減し、注液性を向上させることができる。なお、開孔部３ｈは、微細中空突起部３の先端部から、微細中空突起部３の高さＨ１の２％以上根本方向にずれた位置に配置することが好ましく、５％以上ずれていることが更に好ましく、１０％以上ずれていることが特に好ましい。また、開孔部３ｈの位置は、微細中空突起部３の根本部から、微細中空突起部３の高さＨ１の２％以上先端部方向にずれた位置に配置することが好ましく、５％以上ずれていることが更に好ましく、１０％以上ずれていることが特に好ましい。
【００８２】
また、上述した実施形態及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、開孔部形成工程に用いる凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅と、突起部形成工程に用いる凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅とが同じであり、前記（条件ｂ）及び前記（条件ｃ）を満たしていないが、基材シート２Ａへの凸型部１１の刺入速度に関し、突起部形成工程に用いる凸型部１１の刺入速度の方が開孔部形成工程に用いる凸型部の刺入速度よりも遅く、前記（条件ａ）を満たしており、結果として、突起部形成工程にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量が、開孔部形成工程にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量よりも大きくなっている。
即ち、上述した実施態様及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法は、開孔部形成工程で用いる凸型部の加工条件と、突起部形成工程で用いる凸型部の加工条件との違いとして、開孔部形成工程にて凸型部１１の備える加熱手段の条件と、突起部形成工程にて凸型部１１の備える加熱手段の条件とが同じであり、突起部形成工程にて凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく速度が、開孔部形成工程にて凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく速度よりも遅くしている。
しかし、マイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、開孔部形成工程にて凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく速度と突起部形成工程にて凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく速度とが同じであり、突起部形成工程にて凸型部１１の備える加熱手段の条件で基材シート２Ａに付与する熱量が、開孔部形成工程にて凸型部１１の備える加熱手段の条件で基材シート２Ａに付与する熱量に比べて大きい製造方法であってもよい。具体的には、前記（条件ａ）を満たしていないが、突起部形成工程で用いる凸型部１１の超音波振動の周波数又は振幅の方が、開孔部形成工程で用いる凸型部１１の超音波振動の周波数又は振幅よりも大きく、前記（条件ｂ）又は前記（条件ｃ）を満たし、結果として、突起部形成工程で用いる凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量が、開孔部形成工程で用いる凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量よりも大きくなっていてもよい。
【００８３】
また、上術した実施態様及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、凸型部１１の加熱手段として超音波振動装置を用いて説明したが、凸型部１１の加熱手段を加熱ヒーター装置としてもよい。
上述の凸型部１１の加熱手段を加熱ヒーター装置とする実施態様の製造方法においては、突起部形成工程で用いる凸型部１１のヒーター温度と、開孔部形成工程で用いる凸型部１１のヒーター温度とを同じ温度にした場合、前記（条件ｄ）を満たしていないが、突起部形成工程における凸型部１１の刺入速度の方を開孔部形成工程における凸型部１１の刺入速度よりも遅くすることで、前記（条件ａ）を満たし、結果として、突起部形成工程にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量が、開孔部形成工程にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量よりも大きくなっている。また、前記（条件ａ）を満たしていないが、突起部形成工程で用いる凸型部１１のヒーター温度の方が、開孔部形成工程で用いる凸型部１１のヒーター温度よりも高く、前記（条件ｄ）を満たし、結果として、突起部形成工程にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量が、開孔部形成工程にて凸型部１１から基材シート２Ａに与える熱量よりも大きくなっていてもよい。更に、前記（条件ａ）、前記（条件ｂ）、前記（条件ｃ）、及び前記（条件ｄ）の全ての条件を満たしていてもよい。
【００８４】
凸型部１１による基材シート２Ａの加熱温度は、基材シート２Ａのガラス転移温度以上溶融温度未満であることが好ましく、特に軟化温度以上溶融温度未満であることが好ましい。詳述すると前記加熱温度は、好ましくは３０℃以上、更に好ましくは４０℃以上であり、そして、好ましくは３００℃以下であり、更に好ましくは２５０℃以下であり、具体的には、好ましくは３０℃以上３００℃以下であり、更に好ましくは４０℃以上２５０℃以下である。なお、基材シート２Ａを、超音波振動装置を用いて加熱する場合においては、凸型１１０と接触した基材シート２Ａの部分の温度範囲として適用される。一方、加熱ヒーター装置を用いる場合には、凸型部１１の加熱温度を上述した範囲で調整すればよい。
ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定方法は、以下の方法によって測定され、軟化温度の測定方法は、ＪＩＳ  Ｋ−７１９６「熱可塑性プラスチックフィルム及びシートの熱機械分析による軟化温度試験方法」に従って行う。
尚、前記「基材シート２Ａのガラス転移温度（Ｔｇ）」は、基材シート２Ａの構成樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を意味し、該構成樹脂が複数種存在する場合においてそれら複数種のガラス転移温度（Ｔｇ）が互いに異なる場合、前記加熱手段による基材シート２Ａの加熱温度は、少なくともそれら複数のガラス転移温度（Ｔｇ）のうち最も低いガラス転移温度（Ｔｇ）以上であることが好ましく、それら複数のガラス転移温度（Ｔｇ）のうち最も高いガラス転移温度（Ｔｇ）以上であることがさらに好ましい。
また、前記「基材シート２Ａの軟化温度」についてもガラス転移温度（Ｔｇ）と同様であり、即ち、基材シート２Ａの構成樹脂が複数種存在する場合においてそれら複数種の軟化温度が互いに異なる場合、前記加熱手段による基材シート２Ａの加熱温度は、少なくともそれら複数の軟化温度のうち最も低い軟化温度以上であることが好ましく、それら複数の軟化温度のうち最も高い軟化温度以上であることがさらに好ましい。
また、基材シート２Ａが融点の異なる２種以上の樹脂を含んで構成されている場合、前記加熱手段による基材シート２Ａの加熱温度は、それら複数の融点のうち最も低い融点未満であることが好ましい。
【００８５】
〔ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定方法〕
ＤＳＣ測定器を使用して熱量の測定を行い、ガラス転移温度を求める。具体的に、測定器はPerkin Elmer社製の示差走査熱量測定装置（Diamond DSC）を使用する。基材シートから試験片１０ｍｇを採取する。測定条件は２０℃を５分間等温した後に、２０℃から３２０℃まで、５℃／分の速度で昇温させ、横軸温度、縦軸熱量のＤＳＣ曲線を得る。そして、このＤＳＣ曲線からガラス転移温度Ｔｇを求める。
【００８６】
また、上述した本実施態様及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、シート状の基底部材２の上面に、９個の円錐台状の微細中空突起部３を配列したマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法を用いて説明したが、１個の微細中空突起部３を有するマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法に用いてもよい。
【００８７】
また、上述した実施態様のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、電動アクチュエータ（不図示）によって厚み方向（Ｚ方向）の上下に凸型部１１が移動可能な構成を用いて説明したが、凸型部１１の厚み方向（Ｚ方向）の上下への移動は無限軌道を描くボックスモーション式の凸型部１１を用いる構成であってもよい。
【００８８】
また、上述した実施態様及び第２実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法においては、凸型部１１が基材シート２Ａの一面２Ｄから他面２Ｕに向かって刺入しているが、基材シート２Ａに対する凸型部１１や開口プレート１２Ｕの位置関係、刺入方向はこれに限定されず、凸型部１１の刺入方向を、基材シート２Ａの他面２Ｕから一面２Ｄに向かう方向としてもよく、開孔部形成工程で用いる凸型部の刺入方向と、突起部形成工程で用いる凸型部の刺入方向とを異ならせる構成であってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１  微細中空突起具
２  基底部材
２Ａ  基材シート
２Ｄ  一面
２Ｕ  他面
３  微細中空突起部
３ｈ  開孔部
３ｈｃ    中心
１０  突起部形成部
１１、１１´  凸型部
１１０、１１０´  凸型
１３  レーザー照射装置
ＴＰ  当接部分
θ１、θ２  刺込角度
【図１】
0006717638.tif 000002
【図２】
0006717638.tif 000003
【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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