(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１材料のブロックからマイクロニードルを製造するために使用されるマスタモールドの製造方法において、
前記ブロックを第１の方向の第１のカッティングパスで横切ってワイヤカッティングして、前記第１のカッティングパスの後に前記ブロックの頂部を除去して１つ以上の平行なリッジからなる切断面を露出させ、前記ブロックを前記第１の方向とは異なる方向の１またはそれ以上のさらなるカッティングパスで横切ってワイヤカッティングして前記リッジから材料を除去して、表面から延びる複数のマスタモールドニードルを有するマスタモールドベース面よりなるマスタモールドを得ることよりなり、
前記マスタモールドニードルは、製造されるマイクロニードルに対応することを特徴とするマスタモールドの製造方法。
【請求項２】
前記各カッティングは、
前記マスタモールドのベース面をカッティングする複数のベースカッティング部分、
該ベースカッティング部分からマスタモールドニードルの尖端への複数の第１傾斜カッティング部分、および
前記マスタモールドニードルの尖端から前記ベースカッティング部分へカッティングする複数の第２傾斜カッティング部分よりなり、
それぞれのベースカッティング部分は、前記第１傾斜カッティング部分および第２傾斜カッティング部分により分離され、そして
前記第１傾斜カッティング部分および第２傾斜カッティング部分の少なくとも１対は、複数のマスタモールドニードルをカッティングすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記各カッティングのコンポジションは、同じであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記マスタモールドニードルは三角形ピラミッド状であり、そして
複数のマスタモールドニードルが突出するマスタモールドベース面は、３つの異なる方向へのカッティングにより得ることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
前記マスタモールドニードルは六角形であり、そして
複数のマスタモールドニードルが突出する前記マスタモールドベース面は、３つの異なる方向にカッティングされることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項６】
前記マスタモールドニードルは四角形のピラミッド状であり、そして
複数のマスタモールドニードルが突出するマスタモールドベース面は、２つの異なる方向へのカッティングにより得られることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項７】
前記２つのカッティングは、相互に直交であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記マスタモールドニードルは八角形であり、そして
複数のマスタモールドニードルが突出する前記マスタモールドベース面は、４つの異なる方向へのカッティングにより得られることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項９】
前記４つのカッティングは、相互に４５°であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記３つのカッティングは、相互に１２０°又は６０°であることを特徴とする請求項４乃至５に記載の方法。
【請求項１１】
更に前記マスタモールドのベース面および前記マスタモールドニードルを硬質コーティングでコーティングすることよりなる請求項１乃至１０の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
前記硬質コーティングは、ダイヤモンドカーボンコーティング、ダイヤモンドもどきカーボンコーティング、無電解Ｎｉコーティング、硬質クロムコーティング、窒化物コーティング、カーボンコーティングおよびホウ化物コーティングの１以上のコーティングよりなることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
更に薄い導電性層をリリース層としてマスタモールド面上に設けることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の方法。
【請求項１４】
前記リリース層は、アルミニウムコーティング、チタンコーティング、クロミウムコーティング、カーボンコーティングおよびダイヤモンドもどきカーボンコーティングの１以上のコーティングよりなることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れかの方法で製造され、マイクロニードルの製造に使用されるマスタモールド。
【請求項１６】
マイクロニードルの製造に使用される二次モールドの製造方法において、
第１材料のブロックからマイクロニードルを製造するために使用されるマスタモールドを、前記ブロックを第１の方向の第１のカッティングパスで横切ってワイヤカッティングして、前記第１のカッティングパスの後に前記ブロックの頂部を除去して１つ以上の平行なリッジからなる切断面を露出させ、前記ブロックを前記第１の方向とは異なる方向の１またはそれ以上のさらなるカッティングパスで横切ってワイヤカッティングして前記リッジから材料を除去して、表面から延びる複数のマスタモールドニードルを有するマスタモールドベース面よりなり、前記マスタモールドニードルが製造されるマイクロニードルに対応するマスタモールドを得ることにより、設け、
該マスタモールドの上に、前記二次モールドの形成中に前記二次モールドが前記マスタモールドのベース面と接触するようにして、前記二次モールドの第１面に複数のホールが形成され、前記ホールが前記マスタモールドニードルに対応すると共に前記第１面から反対側の前記二次モールドの第２面に延びるように、前記二次モールドを形成し、そして
前記二次モールドを前記マスタモールドから除くことよりなることを特徴とする二次モールドの製造方法。
【請求項１７】
前記マスタモールドは、請求項１乃至１４の何れかに記載の方法により製造されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記二次モールドの形成は、該二次モールドを前記マスタモールドに対してホットエンボス、放電加工、エレクトロフォーミング又はインジェクションモールドよりなることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記二次モールドの表面に電気的絶縁コーティングを更に施すことを特徴とする請求項１６乃至１８の何れかに記載の方法。
【請求項２０】
前記電気的絶縁コーティングは、前記二次モールドの側面および第２表面に施すことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記二次モールドの前記第２面は、前記二次モールドの内部へ延び、前記第２表面近傍のホールを遮る複数の溝を有することを特徴とする請求項１６乃至２０の何れかに記載の方法。
【請求項２２】
前記各溝の断面は、前記二次モールドの前記第２表面から前記二次モールド内の最深点へ延びる第１溝面を有し、この第１溝面は、前記溝が遮るホールの幅の少なくとも一部へ延びることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記溝は、前記ホールの幅の半分を超えて遮ることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記溝は、前記第２表面を、該第２表面の前記ホール又はその近傍において遮ることを特徴とする請求項２１乃至２３の何れかに記載の方法。
【請求項２５】
更に前記複数の溝を提供することよりなることを特徴とする請求項２１乃至２４の何れかに記載の方法。
【請求項２６】
前記マスタモールドベース面がキャビティの第１面を形成し、そして前記マスタモールドニードルが前記キャビティ内に該キャビティの第２、即ち反対面へ向けて延びることを特徴とする請求項１５に記載のマスタモールドよりなる二次モールド用のモールド。
【請求項２７】
前記キャビティの第２面は位置的に前記マスタモールドニードルに対応する複数の受け穴を備え、前記マスタモールドニードルを受容し、
前記受け穴の深さは、少なくとも前記マスタモールドニードルの高さと前記キャビティの前記第１および第２面間の幅の差であり、
前記キャビティの前記第２面における前記穴の寸法形状は、前記キャビティの前記第２面における前記マスタモールドニードルと同じ寸法形状であることを特徴とする請求項２６に記載のモールド。
【請求項２８】
前記キャビティの第１および第２面間のキャビティの幅は、前記マスタモールドベース面上の前記マスタモールドニードルの高さと略同じであることを特徴とする請求項２６に記載のモールド。
【請求項２９】
前記キャビティの前記第２面は、前記キャビティ内に延びる複数のリッジよりなることを特徴とする請求項２６乃至２８の何れかに記載のモールド。
【請求項３０】
前記二次モールドを二次モールドインジェクションモールドのキャビティ内にインジェクションモールドすることよりなることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項３１】
前記二次モールドの形成は、前記二次モールドインジェクションモールド内にポリマをインジェクションモールドすることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
請求項１６乃至２５および３０乃至３１の何れかに記載の方法により製造されることを特徴とする二次モールド。
【請求項３３】
請求項３２に記載の二次モールドを提供すること、
前記二次モールド第１面上および前記二次モールドの前記ホール内にマイクロニードル層を形成すること、および
該マイクロニードル層を前記二次モールドから除去することよりなることを特徴とするマイクロニードルの製造方法。
【請求項３４】
更に前記マイクロニードル層を、各々１以上のマイクロニードルを有する複数のマイクロニードル部分にスプリットすることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記マイクロニードル層の形成は、前記マイクロニードル層を前記二次モールドの表面にＰＶＤ、ＣＶＤ、熱蒸着、無電解めっき又はインジェクションモールドによることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記二次モールドの第１面は、前記マイクロニードルモールドキャビティの第１面を形成しおよび前記二次モールドのホールは、前記マイクロニードルモールドキャビティの第１面内に延びることを特徴とする請求項３２に記載の二次モールドよりなるマイクロニードルモールド。
【請求項３７】
前記マイクロニードル層の形成は、前記マイクロニードル層をマイクロニードル層インジェクションモールドの前記キャビティ内にインジェクションモールドすることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記インジェクションモールドは、請求項３７に記載のマイクロニードルモールドであることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記マイクロニードル層の形成は、前記マイクロニードル層インジェクションモールドのキャビティ内にポリマのインジェクションモールドよりなることを特徴とする請求項３７又は３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記マイクロニードル層は、金属により形成されることを特徴とする請求項３３乃至３５、３７および３８の何れかに記載の方法。
【請求項４１】
請求項３３乃至３５および３７乃至４０の何れかの方法により製造されることを特徴とする１以上のマイクロニードル。
【請求項４２】
固体であることを特徴とする請求項４１に記載の１以上のマイクロニードル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロニードル（microneedle：微小針状部材）に関し、特にアレイ（行列）状に形成された多数のマイクロニードルおよびマイクロニードルの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロニードルは、微小針状体であり、その典型的な寸法は、長さが１ミクロン乃至３ミクロンであり、その基部の直径が１０ｎｍ乃至１ｍｍであるが、これらの範囲は例えば長さが最大１０ｍｍ、基部が２ｍｍの幅であっても良い。マイクロニードルは、典型的にはトランスダーマルドラグデリバリ等のバイオメディカルデバイスに応用される。既存のマイクロニードル製造技術は、軟らかすぎ（ポリマ材料製）、硬すぎ（シリコン製）又は高価すぎ、或いは低信頼性である。トランスデーマルドラグデリバリ応用では、外皮（stratum corneum）の貫通が必須であり、マイクロニードルの最低限の強度および耐久性が必要である。マイクロニードルは、通常使い捨て商品であるので安価であることが要求される。
【０００３】
２００１年４月４日にベクトンディッキンソン＆カンパニ名で公開されたヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ−Ａ１−１，０８８，６４２号は、モールド（成型）によりソリッド（固体）マイクロニードルのアレイを製造する方法を説明している。凹面を有するシリコンのマスタモールドをモールドキャビティ内に配置する。プラスチック材料をこのモールドキャビティ内にポンプする。マスタモールド部材の多数の凹部内にマイクロニードルが形成される。
【０００４】
２００３年３月５日にライフスキャン・インコーポレイテッド名で公開されたヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ−Ａ１−１，２８７，８４７号は、プラスチックのインジェクションモールドによる中空マイクロニードルの製造方法を説明している。このモールドは、２つの部分からなる。上部分は、そのモールド面に複数の円錐形の凹部を有する。上部分および下部分の一方には、他方の部分のモールド面へ延びる突起を有し、ニードルルーメンを形成する。
【０００５】
２００２年１月１日付でアレン等に発行された米国特許第ＵＳ−Ｂ１−６，３３４，８５６号は、中空マイクロニードルのアレイの各種製造法を説明している。一例では、シリコンマイクロニードルアレイの先端にマスクを形成し、マイクロニードルアレイ上に二酸化シリコン又は金属層をコーティングし、そしてシリコンをエッチングして金属又は二酸化シリコンの中空マイクロニードルアレイを残す。多の例では、固体シリコンマイクロニードルのアレイ上にエポキシ層をキャストする。エポキシのレベル（高さ）をマイクロニードルの先端の下まで減少させる。シリコンアレイを除去し、エポキシの二次モールドを残す。Ｔｉ−Ｃｕ−Ｔｉのシード（種）層をエポキシ二次モールド上にスプラッタデポジションし、そしてＮｉ−Ｆｅをシード層上の電気めっきする。次に、エポキシ層を除去し、中空の金属マイクロニードルのアレイを残す。
【０００６】
２００２年４月３０日付でガルツシュタイン等に発行された米国特許第ＵＳ−Ｂ１−６，３７９，３２４号には、中空のマイクロニードルアレイの各種製造法が説明されている。１つの方法は、加熱によりマイクロピラー（微小柱体）上にポリマフィルムを自己モールドする。第２アプローチは、ポリマフィルムをマイクロピラー上に配置し、このフィルムを加熱し、凹みプレートを使用してマイクロピラー上に押し付ける。第３方法は、モールドの下部のプラスチックフィルムを加熱し、モールドの上部を下部上にモールドダウンする。モールドの上部は降ろされ、マイクロピラーの下部はプラスチックフィルムのプラスチックをマイクロリセス（凹部）内へ移す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来技術によると所望形状および寸法の固体又は中空の微小ニードルを有するマイクロニードルおよびそれを安価且つ量産規模で製造することが不可能又は困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１アスペクト（面）によると、第１材料のブロックからマイクロニードルの製造に使用するマスタモールドの製造方法が提供される。この方法は、第１の方向の第１のカッティングパスにおいてブロックを横切ってワイヤカッティングし、第１のカッティングパスの後にブロックの頂部を除去して１つ以上の平行なリッジからなる切断面を露出させ、ブロックを第１の方向とは異なる方向の１またはそれ以上のさらなるカッティングパスで横切ってワイヤカッティングしてリッジから材料を除去して、それから突出する複数のマスタモールドニードルを有するベース面を備えるマスタモールドを提供することよりなる。このマスタモールドニードルは、製造されるべきマイクロニードルに対応する。
【０００９】
本発明の第２アスペクトによると、第１アスペクトにより製造されたマスタモールドが提供される。
【００１０】
本発明の第３アスペクトによると、マイクロニードルの製造に使用される二次モールドの製造方法が提供される。この方法は、マスタモールドを提供すること、二次モールドを形成することおよびマスタモールドから二次モールドを除去することよりなる。マスタモールドは、第２アスペクトにより製造される。二次モールドはマスタモールド上に形成された複数のホールを有し、これらホールはマスタモールドニードルに対応する。これらホールは、二次モールドの第１面から二次モールドの形成中にマスタモールドのベース面と接触して二次モールドの対向する第２面へ向けて延びる。
【００１１】
本発明の第４アスペクトによると、二次モールド用のモールドが提供される。二次モールド用のモールドは、第２アスペクトにより製造されたマスタモールドよりなる。マスタモールドのベース面は、二次モールドのキャビティの第１面を形成する。マスタモールドニードルは、キャビティ内をキャビティの反対面である第２面へ向けて延びる。
【００１２】
本発明の第５アスペクトによると、マイクロニードルの製造に使用される二次モールドの製造方法が提供される。この方法は、第３アスペクトによる二次モールドを、第４アスペクトの二次モールド用のモールド内に二次モールドをインジェクションモールディングすることにより製造することよりなる。
【００１３】
本発明の第６アスペクトによると、第３又は第５アスペクトにより製造される二次モールドが提供される。
【００１４】
本発明の第７アスペクトによると、マイクロニードルの製造に使用される二次モールドが提供される。この二次モールドは、複数のスルーホールおよび複数の凹部（溝）よりなる。複数のスルーホールは、二次モールドを貫通して第１面から反対の第２面へ延びる。複数の凹部は、第２モールドの第２面へ延びる。この凹部は、第２面の近くでスルーホールをインターセプトする。
【００１５】
本発明の第８アスペクトによると、マイクロニードルの製造方法が提供される。この方法は、二次モールドを提供すること、マイクロニードル層を形成すること、および二次モールドからマイクロニードル層を除去することよりなる。二次モールドは第３又は第５アスペクトにより提供され、又は二次モールドは第６又は第７アスペクトに定義される。マイクロニードル層は、二次モールドの第１面且つ二次モールドのスルーホール内に形成される。
【００１６】
本発明の第９アスペクトによると、第６又は第７アスペクトにより、第１面にマイクロニードルモールドキャビティを形成し、マイクロニードルモールドキャビティの第１面にスルーホールが延びる二次モールドよりなるマイクロニードルモールドが提供される。
【００１７】
本発明の第１０アスペクトによると、第８アスペクトにより、第９アスペクトのマイクロニードルモールドを使用するマイクロニードル製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の第１１アスペクトによると、第８又は第１０アスペクトにより製造される１以上のマイクロニードルが提供される。
【発明の効果】
【００１９】
よって、本発明の各実施例は、プレートを１以上の方向にワイヤカッティングしてそれから突起するマスタモールドニードルのアレイを有するベースを提供するマスタモールドが提供可能である。マスタモールドニードルの寸法形状は、２以上の方向への上向きおよび下向きカットの角度を変えることにより容易に変更可能である。マスタモールドは、二次モールドプレートをマスタモールド上にホットエンボスすることにより二次モールドを作るのに使用される。これにより二次モールドにスルーホールを形成する。二次モールドは、金属層でめっきされ、マイクロニードルアレイを形成する。
【００２０】
従って、本発明のマイクロニードルおよびその製造方法によると、強力且つ柔軟性のある中空マイクロニードルアレイ又は固体ポリマニードルの如き固体ニードルを量産規模で製造可能にする。マイクロニードルを製造するモールドは、安価なポリマ材料を使用して製造可能であるので、モールドは安価且つ使い捨てできる。更に、例示する二次（マイクロニードル）モールドの製造方法は、マスタモールドの製造にワイヤカッティング方法を使用するので安価である。ワイヤカッティング方法の使用により、定型又は非定型、テーパ付き又はテーパなし、ストレート又は傾斜又は種々の面数の如く、マイクロニードルの種々の寸法形状を容易に得ることができる。斯かるマイクロニードルの鋭さは、二次モールドの背面に溝を使用して更にエンハンス可能である。これにより、皮膚を容易に貫通して対象に液体を送り込む鋭いマイクロニードルを容易に製造できる。斯かるマイクロニードルアレイは、従来のインジェクションニードル／注射器に代わる無痛インジェクションデバイスに使用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ここに説明されるマイクロニードルの製造方法は、典型的に次の３つの主要ステップを含んでいる。
（i）マスタモールドの作成
（ii）二次モールドの作成および
（iii）マイクロニードルの形成。
以下、これら各ステップについて詳細に説明する。
（i）マスタモールドの作成
【００２２】
本発明の第１実施例によるマスタモールド１０は、図１に示されている。このマスタモールド１０は、略平行六面体のベース１２を有し、その１面からマスタモールドニードル１４のアレイが延びて（突出して）いる。簡単ために図中には単一のマスタモールドニードルアレイのみが示されているが、製造には斯かるアレイが多数アレイ状にマスタモールド、二次モールドおよびマイクロニードルが形成されるプロダクト（製品）上に形成されるのが普通である。
【００２３】
この実施例によるマスタモールド１０の作成は、精密機械加工による。ブロック状の材料、この例では平行六面体の機械加工鋼板（例えば、ＡＩＳＡ  Ａ２又はその他の鋼合金）を先ず硬化させる。仕上げの後で、その一面を高精度ワイヤカッティング（又はその他の精密機械加工、例えばＣＮＴマシニング）によりカッティングする（図２、図３Ａおよび図３Ｂ参照）。
【００２４】
図２は、鏡面仕上げされ、図１に示すマスタモールドにカッティングされる面を有する平行六面体のツール（加工）スチールプレート１６の側面図であり、１つのワイヤカッティングパス中にワイヤがとるパス（通路）を示す。図３Ａおよび図３Ｂは、カッティングプロセスの異なる時点における図２のプレートの図である。図３Ａは、Ｘ方向への１回のパスの後の同じツールスチールプレート１６の斜視図である。図３Ｂは、Ｘ方向への１回のパスの後で、Ｙ方向へ半分のパスの後の同じツールスチールプレート１６の斜視図である。
【００２５】
ワイヤカッティングの最初のパスは、Ｘ方向に行われる。図２は、ワイヤカッティングライン１８を示す。このワイヤカッティングライン１８は、プレート１６のベースカッティング部１８ａにおいて、第１モールドニードルラインまでベースレベルに水平方向へ延び、ここで、ワイヤカッティングライン１８は第１傾斜カッティング部１８ｂに沿って上方カッティング角度αで上方へ向かう。この上向きカッティング角度αは、マスタモールドニードルが延びる（突出する）第１側面のベース１２に対する角度である。プレート１６の上面において、ワイヤカッティングライン１８は、再度ベースレベルに向けて下向き延びる。ワイヤカッティングライン１８は、下向きカッティング角度βで、第２傾斜カッティング部１８ｃに沿って下向きに延びる。ベース１２の面に対するこの面のなす角度βは、マスタモールドニードルの第２面、即ち第１側面の反対側の側面が延びる角度である。この実施例で、上向きおよび下向きカッティング角度α、βは等しく、よってマスタモールドニードルの第１および第２側面は等角度である。第１パスにおいて、この上向きおよび下向きカッティング対、即ち第１および第２傾斜カッティング部１８ｂ、１８ｃは、２つのベースカッティング部１８ａ間にリッジ（尾根）２０を形成する。ワイヤカッティングライン１８は、再度ベースレベルに沿って次のマスタモールドニードル１４位置である次のベースカッティング部１８ａまで水平方向に続き、この位置でワイヤカッティングライン１８は、再度上向きになり、その後下向きになり、次のリッジ２０をカッティングする。これはＸ方向のマスタモールドニードルと同じリッジ２０が形成されるまで続けられる。
【００２６】
理想的には、上向きカッティングの頂上で、下向きのカッティングが直ちに開始する。しかし、如何に最新のワイヤカッティングマシンといえども常に精度の限界がある。よって、ワイヤが１つのリッジ２０の頂上に到達したとき、現実的には少し（典型的には１乃至２０ミクロン）水平方向へ移動し、その後下向きに移行する。よって、実用的には、形成されるリッジ２０およびその後に形成されるモールドニードル１４は、現時点では完全に鋭い尖端とはならず、小さな平坦な頂部を有する。しかし、図中では、簡単のため、小さな平坦頂部ではなく、完全に鋭角のリッジ２０およびモールドニードル１４として示す。
【００２７】
最初のカッティングパスの後、プレート１６の頂部を除き、図３Ａに示す如く、スチールプレート１６の一面に複数の平行なリッジを残す。次に、プレート１６（又はワイヤカッティングツール）は、Ｚ軸（プレート１６に直交する下向き方向）の周りに９０°回転する。そして、Ｙ方向の第２ワイヤカッティングパスを実行する。これは図２に示す第１パスと同じパスを追従するが、第１カッティングの方向に対して９０°の方向である点で相違する。上向きおよび下向きカッティングは、それぞれ第３および第４角度である。既に第１カッティングが行われているので、第２カッティングパスにより、第２リッジ列の代わりに、個別のマスタモールドニードル１４を形成する。図３Ｂは、第２ワイヤカッティングパスを半分のみ行ったプレート１６を示す。マスタモールドニードル１４の幾つが形成されると共に、プレートに沿って半分のみリッジ２０が延びている。第２ワイヤカッティングパスの最後に、プレートは図１のようになる。この実施例において、各マスタモールドニードルは、四角錐台形の同一形状となる。
【００２８】
図１乃至図３は、単一のマスタモールドニードルアレイを有するマスタモールドの製造プロセスを示す。大きなスチールプレートを使用すると、２つのワイヤカッティングパスにより数１０個又はそれ以上のマスタモールドニードルアレイが形成可能である。例えば、図４は、２つのワイヤカッティングパスにより製造された６４（即ち、８×８）このマスタモールドニードルアレイの斜視図である。１個のマスタモールドニードル１４を拡大して示している。
【００２９】
マスタモールドは、スチールである必要はないが、アルミニウム合金、亜鉛合金等の他の金属／合金で形成し得る。例えばダイヤモンドカーボンコーティング、ダイヤモンドもどきカーボンコーティング（ＤＬＣ）、無電解ニッケルコーティングハードクロームコーティング、窒化物コーティング、カーボンコーティング又はボライドコーティング等の１以上のカードコーティングマスタモールド表面およびマスタモールドニードルに被着させても良い。これは、マスタモールドの硬度を高め、マスタモールドの寿命を伸ばす。更に又はそれに代えて、例えばアルミニウムコーティング、チタニウムコーティング、クロミウムコーティングカーボンコーティング、ダイヤモンドもどきカーボンコーティングその他のコーティング等のリリース層コーティング層を加えて二次モールドの作成に使用するプレートのリリースを容易にしても良い。これらのコーティングの幾つかは、硬度を増加し且つリリース層としても機能する。
【００３０】
図５に示す如く、ステップを説明するフローチャートは、この実施例によるマスタモールドの製造に関する。ステップＳ１００において、材料のブロックを用意する。ステップＳ１０２において、このブロックを第１方向にカッティングし、複数のリッジを形成し、ステップＳ１０４において第２方向にカッティングしてリッジをマスタモールドニードルに変える。
【００３１】
（ii）二次モールドの作成
図６Ａおよび図６Ｂに、１例として４マイクロニードルアレイ用のマスタモールド１０を使用して、二次モールドを作成するエンボスプロセスを図示している。
【００３２】
図６Ａに示す如く、マスタモールド１０は、上向きの複数のマスタモールドニードル１４を有するホットプレス（図示せず）底面に水平方向に配置される。エンボスプレート２２がマスタモールド１０の上に配置される。この実施例におけるエンボスプレート２２は、熱可塑性合成樹脂材料（ポリカーボネート、ナイロンポリイミド、ＰＭＭＡ等）製であり、製造される最終的なマイクロニードルの高さと等しい厚さを有する。このプレートの厚さは、好ましくは５０乃至２０００ミクロンであるが、この範囲は更に大きくても良い。トッププレート２４がエンボスプレート２２の上に配置される。このトッププレート２４は、マスタモールド１０のマスタモールドニードルアレイとアライメント（位置合せ）されたスルーホール２６のアレイを有する。これらスルーホール２６は、円筒状であり、各スルーホールは、マスタモールドニードル１４の四角形断面を内包するよう十分な大きさであり、それが貫通可能にする。
【００３３】
エンボスプレート２２とトッププレート２４の合計厚さは、マスタモールドニードル１４の高さより大きい。マスタモールドニードル１４の高さは、最終的なマイクロニードルの高さより大きく、マイクロモールドニードル１４は、それらの全体が完全にエンボスプレート２２内に収まる。
【００３４】
トッププレート２４内のホール２６は、スルーホールである必要はない。ホール２６は、単にトッププレート２４の下側における凹部であって、エンボスプレート２２の上面から突出するマスタモールドニードル１４の先端部を収容すればよい。同様に、トッププレート２４のホール２６は、必ずしも円筒状である必要はなく、正方形、円錐台形、角錐台形又はその他の形状であり、エンボスプレート２２の上面の上に突出するマスタモールドニードル１４の先端部を収容すればよい。
【００３５】
トッププレート２４は、後の加熱温度に耐える適当な材料製であり、例えばマスタモールド１０が製造されるのと同じスチール製であってもよい。これに代わって、トッププレート２４は、アルミニウム、アルミニウム合金（その他の金属合金）又はエンボスプレート２２の材料の耐熱温度より高いその他の熱可塑性材料であってもよい。
【００３６】
マスタモールド１０は、エンボスプレート２２の軟化温度より僅かに高い第１温度（ポリカーボネートの場合には、１５０℃以上であって、１５０℃乃至２００℃の範囲である）に加熱される。この第１温度で、トッププレート２４を同じ温度のホットプレスの上側プレートにより押下され、図６Ｂに示す如く、（マスタモールド１０、エンボスプレート２２およびトッププレート２４の３層の）サンドイッチブロック２８を形成する。
【００３７】
温度をエンボスプレート２２の軟化温度以下の第２温度に下げる。この第２温度において、エンボスプレート２２は硬化する。次に、トッププレート２４を除去し、エンボスされたエンボスプレートを下のマスタモールド１０からリリース（引き離す）。これにより、エンボスプレート２２には、四角錐のスルーホールが内部に「プリント」される。エンボスされたエンボスプレート２２は、二次モールドを形成する。マスタモールド１０およびトップモールド２４は、更に二次モールドを製造するために再使用可能である。
【００３８】
図７Ａは、二次モールド３０の一部の断面図であり、四角錐ピラミッドのスルーホール３２を示す。図７Ｂは、斯かるスルーホール３２の１個の拡大斜視図である。尚、これらの図は、図６Ａおよび図６Ｂの向きに対して反転されている。
【００３９】
他の実施例では、エンボスプロセスの方向を反転可能である。マスタモールドニードルを下向きにしてマスタモールドを一番上に配置し、エンボスプレートをマスタモールドの下に、そしてトップ（今回はボトム）プレートを一番下に配置する。
【００４０】
更に代替プロセスとして、開口のない別のプレートをトッププレートの代わりに使用する。それは、エンボスプレート２２と同じ材料又は同等以下の軟化温度を有する材料製である。エンボスプレート２２と新たなトッププレートの間に分離フィルムを設け、ホットプレス（エンボス）プロセス中に両プレートが固着するのを防止する。この分離フィルムは、ＰＶＤ、ＣＶＤ、蒸着等により被着されたＴｉ、Ｃｒ又はＡｌ層、又は単に液状インジェクションモールドリリース剤フィルムでもよい。
【００４１】
図８は、この実施例による二次モールドの製造ステップを説明するフローチャートである。ステップＳ１１０において、マスタモールドを設ける。ステップＳ１１２において、二次モールドプレートをマスタプレートの上に配置する。ステップＳ１１４において、この二次モールドプレートは加熱され且つ押圧され、二次モールドプレートを介するスルーホールを形成する。ステップＳ１１６において、二次モールドはマスタモールドから除去される。
【００４２】
（iii）マイクロニードルの形成
正方形（ピラミッド状）角錐スルーホール３２を有し、ホットエンボスプロセス中にエンボスされるエンボスプレート２２は、二次モールド３０である。マイクロニードルアレイが、図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明した二次モールド３０を使用して製造される。
【００４３】
二次モールド３０は、図９Ａに示す如く、その上面３６に（Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ又はその他の導電性フィルムの如き）薄い導電性シード（種）フィルム３４をデポジットすることによりメタライズ（金属化）される。この目的のために、二次モールド３０の上面３６は、ピラミッド状角錐台スルーホール３２より大きい開口を有する面である（図６Ａおよび図６Ｂを参照して先に説明したように、二次モールド３０の形成中には底面である）。シードフィルム３４をデポジットするために使用される方法は、Ｎｉ又はその他の金属のＰＶＤ、ＣＶＤ熱蒸着、無電解めっき、（薄いＡｇコーティングのための）銀ミラー反応又はその他のプロセスでもよい。このデポジションは、上面３６の全体およびスルーホール３２の内面をカバーする。デポジション層３４は、典型的には略一定厚さを有し、その厚さは、典型的には１０ｎｍ乃至２−３ミクロン（又はそれ以上）の範囲である。
【００４４】
次に、Ｎｉ又はＮｉ／Ｆｅ合金或いはその他の金属／合金のエレクトロフォーミング（電気的形成）を行い、マイクロニードル層３８を得る。このマイクロニードル層３８は、図９Ｂに示す如く、二次モールド３０上の薄い金属シードフィルム３４の上およびスルーホール３２の内部である。めっきされた金属／合金の厚さは、好ましくは２０−１００ミクロンの範囲である（しかし、この範囲より広くてもよい）。エレクトロフォーミングに代わって、特にカーボン等の非金属層のデポジションには、他の技法、例えば、無電解めっき、蒸着等を採用してもよいが、これらは高価になり得る。
【００４５】
薄い金属シードフィルム付き又はなしのめっきされた金属／合金ストラクチャであるマイクロニードル層３８は、二次モールド３０からリリースされる。このリリースされたストラクチャは、図１０Ａに示す如く、希望するマイクロニードルアレイ製品４０であり、所望のマイクロニードル４２のアレイを有する。簡単のために、図１０Ａには単一のマイクロニードルアレイのみを示すが、実際の製造では、多くの斯かるアレイ（例えば、図４のマスタモールドを使用して、６４個（即ち８×８））を含むのが普通である。図１０Ｂは、１個のピラミッド台形のマイクロニードル４２を拡大して示す。このマイクロニードルは、中空として図示す。しかし、必要であれば固体であってもよく、また金属又は合金を十分な厚さにデポジットしてもよい。
【００４６】
リリースされた二次モールド３０は、リリース後に再使用することもでき、また廃棄してもよい。
【００４７】
図１１は、この実施例によるマイクロニードルの製造工程を示すフローチャートである。ステップＳ１２０において、二次モールドが設けられる。ステップＳ１２２において、薄い導電性シードフィルムが二次モールドの上およびスルーホールの内壁に形成される。ステップＳ１２４において、金属層が二次モールドの上およびスルーホールにエレクトロフォーミングされる。ステップＳ１２６において、マイクロニードル二次モールドからリリースされる。
【００４８】
代替ジェオメトリ
マイクロニードルアレイプロダクト（製品）４０の最終的なマイクロニードルの寸法およびジェオメトリは、マスタモールドを製造する際のワイヤカッティングルートを変更することにより調節可能である。図２に示すカッティングライン１８（Ｙ方向を表す）では、マスタモールドニードル１４（および最終マイクロニードル４２）の４つの側面は、同じ形状、底面に対して同じ傾斜角および正方形の断面である。カッティングルートの上向きおよび下向きカッティング角度αおよびβを変更することにより、マスタモールドニードルの形状は、調整可能である。異なるジェオメトリの斯かるマスタモールドは、上述したのと同じ方法で異なるジェオメトリの二次モールドの形成に使用可能である。また、異なるジェオメトリのこれらの二次モールドは、上述したのと同様方法でマイクロニードルアレイプロダクトの製造に使用可能である。
【００４９】
図１２は、図２と同様に鏡面仕上げされた表面を有する六面体ツールスチールプレート１６の側面図であり、マスタモールドにカッティングされ、第１変形例のマスタモールドニードル５０の１つのワイヤカッティングパス中にワイヤが取るパスを示している。
【００５０】
図１３Ａは、マスタモールドニードル５０の第１変形例の拡大図である。この場合に、Ｘ方向の上向きカッティング角度α＝９０°であり、一方、下向きカッティング角度β＜９０°であり、Ｙ方向の上向きおよび下向きカッティング角度は、第１実施例と変更されていない。
【００５１】
図１３Ｂは、第２変形例のマスタモールドニードル５２の拡大図であり、ＸおよびＹの両方向において、上向きカッティング角度α＝９０°であり、そして下向きカッティング角度β＜９０°である。
【００５２】
図１３Ｃは、第３変形例のマスタモールドニードル５４の拡大図であり、Ｘ方向における上向きカッティング角度α＞９０°、下向きカッティング角度β＜１８０°−上向きカッティング角度であり、一方、Ｙ方向における上向きおよび下向きカッティング角度は、第１実施例と不変である。
【００５３】
図１３Ｄは、第４変形例のマスタモールドニードル５６の拡大図であり、Ｘ方向における上向きカッティング角度α＞９０°、下向きカッティング角度β＝１８０°−上向きカッティング角度αであり、一方、Ｙ方向における上向きおよび下向きカッティング角度は共に９０°である。このマスタモールドニードル５６は、傾斜した六面体である。
【００５４】
斯かるバラエティは、皮膚内へ貫通するマイクロニードルの抵抗を、アプリケーションに応じて調節可能にする。
【００５５】
図１３Ｃおよび図１３Ｄに示す如く、１辺の角度が９０°以上である傾斜したマイクロニードルを有する傾斜マスタモールドニードルでは、マスタモールドがエンボスプレートを貫通して必要とする開口の形状を得るのに、二次モールドのプレス方向も同様に傾斜しなければならない。
【００５６】
図１３Ｄの変形例では、マスタモールドニードル５６の上は、単一点ではない。このことは、上向きカッティングにおいてカッティングプロセスがプレートの頂部に到達したとき、直ちに角度つけて下げることなく、先ずプレート１６の頂部に沿って少し前に移動することを意味する。また、これは、マスタモールドニードル２つの面がプレート１６の頂で合うとき、又は上向きおよび下向きカッティング角度αおよびβが極めて鋭角で、マスタモールドニードルの側面がプレート１６の面レベルの上で合うときにも生じる。
【００５７】
上述した実施例において、マスタモールドニードルおよび最終的に製造されるマイクロニードルは、正方形のベースから起立するクァドリラテラル断面を有する。ワイヤカッティングパスの数および／又は各カッティング間にプレート１６の角度を変更することにより、他の形状が製造される。
【００５８】
例えば、平行六面体のベースから起立するクァドリラテラル断面を有するマスタモールドニードルは、ただ２つのワイヤカッティングパスを使用することにより得られ、第１パスおよび第２パス間でプレートが回転される角度は、９０°以外、例えば６０°である。
【００５９】
三角形のベースから起立する三角形の断面を有するマスタモールドニードルは、３つのワイヤカッティングパスにより得られる。この三角形ベースは、第１パスおよび第２パス間および第２パスおよび第３パス間でプレートが回転される角度が１２０°であるとき、二等辺三角形である。斯かる通常のマスタモールドニードル６０を図１４Ａに示す。この場合に、上向きおよび下向きカッティング対の上向きカッティング角度αは各ニードルの１面を規定するが、上向きおよび下向きカッティング対の下向きカッティング角度βはそうではない。各カッティング対の下向きカッティング角度βは、この対の上向きカッティング角度により規定されないニードルの他の２面を連結する線を含む面を規定する。マスタモールドニードルの各面の角度（この実施例では、各パスの上向きカッティング角度である）およびマスタモールドニードルの高さが一度決定されると、下向き位置およびカッティング角度βは、数学的な計算により正確に決定可能である（非定型三角形は３つのカッティングにより形成されるが、非定型三角形であっても、形成されたマイクロニードルはベース面に均一に分布されない）。上向きカッティングの終わりおよび下向きカッティングの始まり間のワイヤパスの距離は、図１４Ａの線「ａｂ」により規定される。ワイヤが上向きカッティングを開始し、そしてその下向きカッティングを終了する位置間の距離は、線「ａ´ｂ´」により規定される。点「ａ」および「ａ´」は、それぞれ第１側面（上向きカッティングでカットされ、第１カッティング部分である）のトップラインおよびボトムラインの中点として規定される。点「ｂ」および「ｂ´」は、それぞれ他の隣接する２面を連結するラインのトップ（頂部）およびボトム（底部）として規定される。「ｈ」は、マスタモールドニードルの垂直高さである。
【００６０】
定型三角形断面のマスタモールドニードル６０を有するマスタモールドのワイヤカッティングプロセスの各種のアスペクトは、図１４Ｂ乃至図１４Ｉに示されている。
【００６１】
図１４Ｂは、図２および図１２に類似し、鏡面仕上げ面を有し、定型三角形（又は正三角形）断面のマスタモールドニードル６０の１つのワイヤカッティングパス中にワイヤが取るパスを示す、平行六面体ツールスチールプレート１６の側面図である。
【００６２】
図１４Ｃは、第１パスＰ１の後でのスチールプレート１６の平面図である。図１４Ｄは、図１４Ｃの同じツールスチールプレート１６の斜視図である。
【００６３】
図１４Ｅは、第２パスＰ２の後におけるスチールプレート１６の上平面図である。図１４Ｆは、図１４Ｅの同じツールスチールプレート１６の斜視図である。図１４Ｇは、第３パスＰ３の後のスチールプレート１６の上平面図である。図１４Ｈは、図１４Ｇの同じツールスチールプレート１６の斜視図である。図１４Ｉは、定型三角形マスタモールドニードル６０（の任意点における）を通る断面図であり、３つのパスＰ１、Ｐ２、Ｐ３間の関係およびそれらの角度を示す。
【００６４】
また、図１４Ａに示すこの定型三角形マスタモールドニードル６０は、各パス毎に６０°回転することにより得られる。この場合に、第１および第３パスの上向きカッティングは、各マスタモールドニードルの２面を規定し、第２パスの下向きカッティングは、各マスタモールドニードルの１面を規定し、第２カッティングパス中の上向きカッティング残りの２面を連結する線を含む面を規定する。これに代えて、各マスタモールドニードルの２面を規定するのは、第１および第３パスの下向きカッティングであり、第１および第３パスの上向きカッティングは、他の２面を連結する線を含む面を規定する。
【００６５】
三角形のベースから起立する三角形断面を有するマスタモールドニードルをカッティングするとき、何れかのパスの各上向きおよび下向きカッティング対のただ１つのカッティングは、マスタモールドニードルの何れかの外面を規定する。各対の他のカッティングは、そのカッティング対でカッティングされなかった２面を連結するエッジを含む面のカッティングに必要な角度であるか、又は浅くてもよい。これにより、下向きカッティングが、他のパスの何れかのカッティング中に露出されるであろう材料をカッティングしてしまうことを防止する。さもなければ、これは、ピラミッドの他の２辺を連結する面を規定する角度より急勾配であるカッティング数が幾つであるかに応じて、クァドリラテラル、五角形、六角形等の他のポリゴン（多角形）を形成することになる。
【００６６】
これら各種モールドニードルの断面を図１５Ａ乃至図１５Ｄに示す。図１５Ａは、（ダブルアローにより）非定型三角形断面を有するマスタモールドの３つのワイヤカッティングパスを示している。各ワイヤカッティングにおいて、ベースプレーン上でのワイヤの移動方向の延長は、このベースプレーン上、三角形の１つの高さの延長（カッティングされる辺の反対であり三角形の反対辺の１つの頂点からの垂線の延長）と平行である。図１５Ｂは、３つのワイヤカッティングで形成され、その１つは平行な２辺を作るモールドニードルの１対の平行辺を有する四辺形（梯子形）の断面を示す。図１５Ｃは、２対の平行辺を有し、３つのワイヤカッティングにより形成され、そのうちの２つが２対の平行辺を作るモールドニードルの五角形の断面を示す。図１５Ｄは、モールドニードルの非定型六角形の断面を示す。断面の各辺は、対向する辺と平行である。それは３つのワイヤカッティングにより形成され、各々１対の平行辺を作る。
【００６７】
六角形断面を有するモールドニードルでは、もし上向きおよび下向きカッティングが、３つのカッティングにおいて同じ角度、即ちそれぞれ相互に１２０°（又は６０°）でなされたならば、正六角形のマスタモールドニードルが得られる。このプロセスを図１６Ａ乃至図１６Ｈに示す。
【００６８】
図１６Ａは、正六角形のマスタモールドニードル６２の拡大図である。図１６Ｂは、第１パスＰ１の後におけるスチールプレート１６の上平面図である。図１６Ｃは、図１６Ｂの同じツールスチールプレート１６の斜視図であり、最終的なマイクロニードルの面１および１´となる面が露出されている。図１６Ｄは、第２パスＰ２の後におけるスチールプレート１６の上平面図である。図１６Ｅは、図１６Ｄ内の部分的に形成された（菱形の）マスタモールドニードルの拡大図であり、最終的なマイクロニードルの面１、１´、２および２´となる面が露出されている。図１６Ｆは、第３パスＰ３の後におけるスチールプレートの上平面図である。図１６Ｇは、図１６Ｆ内の完全に形成され、最終的な面１、１´、２、２´、３および３´を有するマスタモールドニードル６２の拡大図である。図１６Ｈは、（任意点において）正六角形のマスタモールドニードル６２をとおる断面図であり、３つのパスＰ１、Ｐ２、Ｐ３間の関係を示す。
【００６９】
同様に、それぞれ４５°の角度間隔を有する４つのカッティングパスを使用して正八角形の断面を有するマスタモールドニードルが得られる。このカッティングプロセスを図１７Ａ乃至図１７Ｊに示す。
【００７０】
図１７Ａは、正八角形のマスタモールドニードル６４の拡大図である。図１７Ｂは、第１パスＰ１の後におけるスチールプレート１６の上平面図である。図１７Ｃは、図１７Ｂの同じツールスチールプレート１６の斜視図であり、最終的なマイクロニードルの面１および１´となる面が露出されている。図１７Ｄは、第２パスＰ２の後におけるスチールプレート１６の上平面図である。図１７Ｅは、図１７Ｄ内の部分的に形成された（菱形の）マスタモールドニードルの拡大図であり、最終的なマイクロニードルの面１、１´、２および２´となる面が露出されている。図１７Ｆは、第３パスＰ３の後におけるスチールプレート１６の上平面図である。図１７Ｇは、図１７Ｆ内の部分的に形成された（非定型六角形の）マスタモールドニードルの拡大図であり、最終的なマイクロニードルの面１、１´、２、２´、３および３´となる面が露出されている。図１７Ｈは、第４パスＰ４の後におけるスチールプレート１６の上平面図である。図１７Ｉは、図１７Ｈ内の完全に形成された（八角形の）マスタモールドニードル６４の拡大図であり、最終面１、１´、２、２´、３、３´、４および４´を有する。図１７Ｊは、（任意点における）正八角形マスタモールドニードル６４を通る断面図であり、４つのパスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４間の関係を示す。
【００７１】
また、より多くの側辺を有する正多角形の断面を有するモールドニードルアレイを形成することが可能である。プレート全体を横切る最小ワイヤカッティング数で何辺数が形成されるか決定するのは、数学（ジェオメトリ）の問題である。
【００７２】
マスタモールドの設計、特にマスタモールドニードルの設計は、数学的計算による所望マイクロニードルの設計から決定される。
【００７３】
また、正方形断面を有するマスタモールドニードルと同様に、三角形マスタモールドニードルの側面の傾斜は、上向きおよび下向きカッティング角度α、βを調節することにより調節可能である。上向きカッティング角度α＝９０°のとき、マスタモールドニードルの各側面がボトムプレートに対して垂直になる。下向きカッティング角度β＝９０°のとき、対応する２側面間の交差ラインは、底面に垂直となる。角度を変更することにより種々の変形もまた可能である。同じことは、他の形状のマスタモールドニードルにも適用される。
【００７４】
二次モールドの他の製造方法
二次モールドの代替製造方法の１つは、放電加工（ＥＤＭ）による。マスタモールドを上述の如く製造し、このマスタモールドニードルはＥＤＭ電極のアレイを形成する。電極アレイの形状および寸法は、所望マイクロニードルの形状寸法による。例えばステンレススチール、アルミニウム／アルミニウム合金又はニッケル／ニッケル合金製の金属／合金プレートをＥＤＭ電極アレイの下に配置する。ＥＤＭを実行して、電極アレイの形状および寸法に対応する開口をプレートに形成する。その後、開口を有するプレートに絶縁層をコーティングする。この絶縁層は、底面および全ての側面にコーティングされるが、一般には上面マスタモールドのベース面に接触する面）にはコーティングされない。このプレートは、上述したエンボスされたプレートと同様に、二次モールドとして使用可能である。マイクロニードルアレイは、上述の如くエレクトロフォーミングで製造される。このようにＥＤＭにより製造された二次モールドは、エレクトロフォーミングされたマイクロニードルアレイのリリース後に、再使用可能である。この金属製二次モールドの、エンボスにより製造されるポリマ製に対する利点の１つは、長寿命である。
【００７５】
この実施例による二次モールドの製造を説明するフローチャートを図１８に示している。ステップＳ１３０において、ＥＤＭ電極のアレイを形成するマスタモールドを用意する。ステップＳ１３２において、二次モールドプレートをマスタモールドの下に配置する。ステップＳ１３４において、ＥＤＭを実行し、二次モールドプレートにスルーホールを形成する。この二次モールドは、ステップＳ１３６においてマスタモールドから除かれる。
【００７６】
二次モールドを製造する他の方法として、それを例えばインジェクションモールドによりマスタモールド上にモールドする。マスタモールドは、インジェクションモールドキャビティの第１壁を形成し、マスタモールドニードルは、キャビティ内へ対向する第２壁に向けて延びる。二次モールドは、第１、即ちマスタモールド面および第２、即ち反対面間のキャビティ内にモールドされる。キャビティの第２壁は、典型的には次の２つのストラクチャの何れかである。第１ストラクチャでは、この壁は平坦である。この場合には、マスタモールドニードルの高さは最終的なニードルの高さに等しい。モールドキャビティの幅も、インジェクションモールド動作中に閉じられると、最終的なマイクロニードルの高さに等しい。マスタモールドニードルは、部分的又は実質的に全体的に第２壁まで延びてもよい。第２ストラクチャでは、複数の受容孔（又は凹部）が第２壁に形成されている。これらの受容孔は、第１、即ちマスタモールド壁の全てのマスタモールドニードルに対応する位置に配置されている。ニードルの高さは、最終的なニードルの高さよりも大きい。モールドキャビティの幅は、インジェクションモールド動作中に閉じると、最終的なマイクロニードルの高さに等しい。孔の深さは、マスタモールドニードルの高さとキャビティの幅間の差と等しいか僅かに大きい。各孔（凹部）の断面は、最終的なニードル高さ（即ち第２壁面）の高さにおいてマスタモールドニードルの断面を含む十分（な寸法形状）に調整される。
【００７７】
この二次モールドは、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ナイロン又はシリコンゴム等（これらに限定されない）のポリマ材料をインジェクションモールドして製造される。シリコンゴムを使用するときは、インジェクションプロセスは室温で行われ、そして固化は予めシリコンゴム液体（コールドキャスティングプロセス）に硬化剤を加えることにより行われる。
【００７８】
二次モールドを製造する別の代替方法は、（上述の如く製造された）マスタモールド上のＮｉ、Ｎｉ−Ｆｅ合金等（これらに限定されない）の適当な金属をエレクトロフォーミングにより行われる。エレクトロフォーミングの前に適当なリリース策が必要かもしれない。これは導電層（好ましくは約１００ｎｍ乃至約１０００ｎｍ）をデポジットする形態となり、これはマスタモールド、即ちマスタモールド表面に大きい接着力を有しない。このマスタモールドへの低接着力は、薄い導電層がマスタモールドに対して強力な固着を形成しないからである。この導電層は、例えばアルミニウム、チタンまたはクロムにより形成されえる。めっきされた金属／合金の厚さは、最終的なマイクロニードルの高さより大きいかもしれない。リリースの後で、エレクトロフォーミングされたピースの後側（エレクトロフォーミング中にマスタモールドニードルと接触しない側）は、最終的なニードルの高さと等しく研削／ミリング加工される。次に、電気的絶縁層を後面および全ての側面に形成するが、通常表面（マスタモールドのベース面と接触する面）および孔壁には形成されない。このエレクトロフォーミングされたピースは、マイクロニードルの製造用の二次モールドとして永久的に使用可能である。
【００７９】
製造される二次モールドの変形を図１９Ａおよび図１９Ｂに示す。図１９Ａは、変形二次モールド７０の部分断面図であり、変形された三角ピラミッド台形状のスルーホール７２を示している。図１９Ｂは、斯かる１個のスルーホール７２の拡大斜視図である。
【００８０】
図１９Ａに示す如く、Ｖ状溝７４が変形二次モールド７２の底面に形成されている。この目的のため、変形二次モールド７０の底面は、スルーホール７２へのより小さい開口を有する面である。Ｖ状溝７４は、スルーホール７２の線に平行に走っている。各スルーホール７２は、Ｖ状溝７４の少なくとも１つの面又はエッジで会う。通常、変形二次モールド７２の各Ｖ状溝７４および底面間の２つの交差線の１つは、スルーホール７２への各小さな開口のエッジの１つとスルーホール７２の１つの線とアライメントすると共に会う。各Ｖ状溝７４は、スルーホール７２内へ上方へ延び、そのエッジはアライメントすると共に会う。図１９Ａの実施例では、Ｖ状溝７４の先端は、同じ線で各スルーホール７２の内面に会う。このＶが会う内面は、Ｖ状溝７４が底面で会うエッジからスルーホール７２の他側上である。
【００８１】
溝７４の目的は、二次モールド７０から製造されるマイクロニードルの鋭さを増すためである。それは、マイクロニードルを形成するために使用されるスルーホール７２を横切って斜めにカットすることにより行い、マイクロニードルの端部は、カットの形状をとる。図１９Ｃは、三角形マイクロニードル８０の拡大図であり、図１９Ａの変形二次モールドから製造された鋭い先端８２を有する。
【００８２】
斯かる溝は、三角形と共に他の形状のマイクロニードルにも使用可能である。溝の断面はＶ状である必要はなく、例えば半円形、円弧状、円形、放物線等の他の形状であってもよい。各溝の断面は、二次モールドの第２面からこの二次モールド内の溝の最深点へ延びる第１溝面を有する。この第１溝面は、溝がインターセプトするスルーホールの幅を完全に横切って延び、マイクロニードルの先端を横切る単一のスロープを形成してもよい（図１９Ｃ参照）。通常、溝は各スルーホールの中間でインターセプトする（図１９Ｄおよび図１９Ｅ参照）。第１溝面は、溝がインターセプトするスルーホールを部分的に横切って延び、溝の第２面は、各ホールの残りとインターセプトして、マイクロニードルの異なる辺に２つの鋭い先端を形成する。
【００８３】
これらの溝は、二次モールド乃至形成されたプレート内にモールドするか、例えばカッティング、レーザ研磨又はミリングによりプレート内に加工又は腐食させることができ、或いはその他の適当な方法でプレート内に形成することもできる。上述の如く二次モールドがマスタモールド上にモールドすることにより形成される場合には、モールドの対向面のリッジは、モールドプロセス中に、溝から直接設けることもできる。二次モールドがＥＤＭ又はエレクトロフォーミングにより形成される場合には、好ましくは溝を最初に形成し、その後に絶縁層を設ける。この電気的絶縁層は、二次モールドの背面および全ての側面（溝の面も含む）に設けられる。絶縁層が設けられる前に溝が形成されていない場合には、溝面用に第２電気的絶縁層を設ける必要がある。
【００８４】
二次モールドの代替用途
先に、マイクロニードルアレイは、二次モールド上にエレクトロフォーミングにより形成されると説明した。１つの可能な代替として、図５Ａまたは図５Ｂを参照して説明した何れにかより製造された二次モールドは、他で説明した方法（例えば、ＥＤＭ又はエレクトロフォーミング）で製造されようと又はその他の方法で製造されようと、マスタモールドのモールドニードルに対応するスルーホールを有し、更にニードル先端の鋭利化溝を有し又は有しないモールドの１つの壁として使用可能である。金属として二次モールドの同じ面上に、例えばインジェクションモールドによるモールドが、図９Ａおよび図９Ｂの上に形成され、その後リリースすることによりマイクロニードルアレイが製造される。この方法は、例えばポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ナイロン等のポリマ材料の固体ニードルの製造に使用可能である。もし二次モールドに対向する面が二次モールドのスルーホールに対応する位置に突起を有し且つ二次モールドのスルーホールのトップと同じレベルでしかも狭い場合には、モールドされたマイクロニードルは中空となる。
【００８５】
以上、本発明によるマイクロニードルおよびマイクロニードルの製造方法の好適実施例を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施例によるマスタモールドの斜視図である。
【図２】図１のマスタモールドにカッティングするプレート側面図である。
【図３】ＡおよびＢ  図２のプレートのカッティングプロセス中の異なる時点における図である。
【図４】６４（８×８）モールドニードルアレイを有するマスタモールドの斜視図である。
【図５】１実施例によるマスタモールドの製造に関するフローチャートである。
【図６】ＡおよびＢ  本発明の実施例による二次モールドを製造するエンボスプロセスを示す図である。
【図７】Ａ  二次モールドの一部を通る断面図である。Ｂ  図７Ａの二次モールドにおける開口の拡大図である。
【図８】他の実施例による二次モールドの製造に関するフローチャートである。
【図９】ＡおよびＢ  マイクロニードルアレイの製造における図７Ａ二次モールドの使用を示す。
【図１０】Ａ  図７Ａの二次モールドを使用して製造されたマイクロニードルアレイ斜視図である。Ｂ  図１０Ａのアレイの１つのマイクロニードルの拡大図である。
【図１１】マイクロニードルの製造に関するフローチャートである。
【図１２】マスタモールドにカッティングされるプレートの側面図であり、１つのワイヤカッティングパス中にワイヤが取る代替パスを示す。
【図１３】Ａ乃至Ｄ  ４辺マスタモールドニードルの各種形状の拡大図である。
【図１４】Ａ乃至Ｉ  三角形ピラミッドマスタモールドニードルを製造するワイヤカッティングプロセスの各種アスペクトを示す。
【図１５】Ａ乃至Ｄ  ３つのワイヤカッティングパスによるモールドニードルのジェオメトリ変化（断面）を示す。
【図１６】Ａ乃至Ｈ  六角形ピラミッド状マスタモールドニードルを有するマスタモールドの製造に使用される３つのワイヤカッティングパスの種々のアスペクトを示す。
【図１７】Ａ乃至Ｊ  八角形ピラミッド状マスタモールドニードルの製造に使用される４つのワイヤカッティングパスの種々のアスペクトを示す。
【図１８】更なる実施例による代替二次モールドの製造に関するフローチャートである。
【図１９】Ａ  変形二次モールドの一部を通る断面である。Ｂ  図１９Ａの変形二次モールドにおける開口の拡大図である。Ｃ  図１８Ａの変形二次モールドから作られた三角形マイクロニードルの拡大図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  マスタモールド
１２  ベース
１４  マスタモールドニードル
１６  プレート
１８  ワイヤカッティングライン
２２  エンボスプレート
３０  二次モールド
３２  スルーホール
【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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