(57)【要約】【課題】可動側金型と固定側金型を使って針状内部に貫通孔がある微細針チップを形成する時に、可動側金型に形成されたピン部材を固定側金型内に送入する際や可動側金型と固定側金型に分割ピン部材を等接させるに際に、可動側金型と固定側金型の微妙な位置ズレが生じたことによるピン部材の破損や固定側金型内にキズが発生し、微細針チップの微細針の先端にバリが発生することを防ぐことを目的とする。【解決手段】熱可塑樹脂製の内部に液体を保持できるリザーバー部14が存在する基板12上に略円錐形突起、或いは、略角錐形突起の細管13が林立する構造を有し、且つ、微細針13が基板12と錐形突起内部を貫通する構造を有する微細針チップを成形する金型において、可動側金型の略円錐形状、或いは、略角錐形状の穴内に細管を形成するためのピン部材16が直立する可動側金型2と固定側金型1である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持できるリザーバー部を有する基板の面上に先端側が細い錐形の針状体を突設すると共に上記針状体に該針状体から上記リザーバー部にわたり貫通して上記リザーバー部に連通する内孔を有した微細針チップを熱可塑樹脂で射出成形する金型において、
可動側金型と固定側金型を有し、
上記針状体を形成するキャビティを備えた可動側金型と、
上記可動側金型に対峙する固定側金型と、
上記内孔を形成する中子部材と、
を具備し、
上記内孔を形成する中子部材は、上記キャビティ内に上記可動側金型の可動方向に直立して配置され、上記可動側金型に固定したことを特徴とする熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型。
【請求項２】
上記固定側金型に上記可動側金型が当接したときに固定側金型のキャビティ表面の位置よりも固定側金型側に上記中子部材の先端が到達する逃げ構造を上記固定側金型に設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型。
【請求項３】
上記固定側金型に上記可動側金型が当接したときに固定側金型のキャビティ表面の位置よりも固定側金型側に上記中子部材の先端が到達して収まる逃げ穴を上記固定側金型に設け、上記逃げ穴の穴径が上記中子部材の先端径より大きく、且つ上記中子部材の先端径と上記逃げ穴の穴径の差が１０μｍ以内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型。
【請求項４】
上記可動側金型に上記微細針チップの基板を成形する窪みを形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型。
【請求項５】
上記固定側金型に上記針状体の内孔に連通するリザーバー部を上記基板内に形成するための突起を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型。
【請求項６】
上記可動側金型には上記針状体を形成するためのキャビティのみが形成され、上記固定側金型に上記基板の部分を形成するキャビティを配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型。
【請求項７】
上記固定側金型に上記基板の部分を形成するキャビティと上記リザーバー部を形成するためのキャビティを配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型。
【請求項８】
可動側金型とその可動側金型に対峙する固定側金型は、上記基板の面上から突き出す針状体の突き出し長さが１５０μｍ〜２，０００μｍの長さになるように構成したものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つの請求項に記載の熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型。
【請求項９】
液体を保持できるリザーバー部を有する基板の面上に先端側が細い錐形の針状体を突設すると共に上記針状体に該針状体から上記リザーバー部にわたり貫通して上記リザーバー部に連通する内孔を有した微細針チップを熱可塑樹脂で射出成形する方法であって、
上記針状体を形成するキャビティを備えた可動側金型と、上記可動側金型に対峙する固定側金型とを備えた金型を用い、上記キャビティ内に上記可動側金型の可動方向に直立して配置して上記可動側金型に固定した中子部材により射出成形時に上記内孔を形成するようにしたことを特徴とする熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、流体を注入及び吸引するための熱可塑樹脂製微細針チップを射出成形するための金型及びその金型を用いて熱可塑樹脂製微細針チップを射出成形する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤を被験者の身体に経皮的に注入する投薬器具として、被験者に痛みを与えない、数μｍから数百μｍオーダーの微細針を設けたチップの利用が試みられている。この微細針チップは、多数の微細針を基板に林立させたものである。微細針は、所望のテーパ角度を有した尖った形状をなしており、針状部分の表面に薬物を塗布したり、生体内溶解性材料からなる微細針自体に薬物を混ぜ込んだり、或いは、微細針チップの針状内部に貫通した薬物注入孔を設けて微細針を皮膚に先端から刺し込むことで薬物を身体内に吸収させるようにしている。特に、微細針に注入孔を設けた微細針チップは、薬物を定量的に体内へ投与することが可能であり、近年、注目されている。
【０００３】
発明者は、この種の微細針チップは、微細な微細針の構造を忠実に繰り返し成形することが必要であり、これを成形するプロセスとして、射出成形法（特許文献１〜４）を採用することが可能であるかを検討した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３２３０１５号公報
【特許文献２】特開２００１−５４９２１号公報
【特許文献３】特開２００３−２６０３７２号公報
【特許文献４】ＷＯ  ２０１０／１１７６０２  Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
微細針チップを射出成形法によって成形する場合、内部に貫通孔が設けられた略円錐管状や略角錐管状の微細針チップを形成する際に寸法精度の管理が特に重要である。
【０００６】
微細針における針状体内部に貫通した孔を設けた微細針チップを射出成形法によって成形する場合、例えば、図７に示すように、貫通孔を形成する中子としてのピン部材３１を固定側金型３２に設け、このピン部材３１を可動側金型３３の微細針キャビティ３４内に挿入するとともにピン部材３１の先端を微細針キャビティ３４の底面に突き当てるようにする。固定側金型３２と可動側金型３３を当接させる際、図８に示すように、微細針の貫通孔の先端付近にバリが生じないようにするため、ピン部材３１の先端を可動側金型３３におけるキャビティ３４の内底面に密に当接するようにしなければならない。
【０００７】
そして、図８に示すように、固定側金型３２と可動側金型３３を当接させることで密閉した微細針成形用キャビティ（空隙）を形成し、このキャビティ内に溶融した樹脂を射出するようにする。
【０００８】
また、ピン部材３１を固定側金型３２側部分と可動側金型３３側部分とに分割し、固定側金型３２と可動側金型３３を当接させた際に両中子部材のそれぞれの突き出し先端同士を当接させる構造としてもよい。
【０００９】
ところが、前述した可動側金型と固定側金型を使って針状内部に貫通孔がある微細針チップを形成する場合、可動側金型に形成されたピン部材を固定側金型内に挿入する際や、可動側金型と固定側金型に分割ピン部材を当接させる際において、可動側金型と固定側金型の微妙な位置ズレが生じることがあり、これによりピン部材の破損や固定側金型内にキズが発生する虞があった。
【００１０】
前述したピン部材の破損や固定側金型内にキズが発生すると、変形した微細針を成形することになり、また、微細針の先端にバリを発生させる要因にもなる。このため、破損した金型は、微細加工により再び作製し直さなければならず、コスト面でも問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ピン部材の先端が破損し難い金型を提供し、また、この金型を使ってバリを発生させ難い微細針チップを射出成形する方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、液体を保持できるリザーバー部を有する基板の面上に先端側が細い錐形の針状体を突設すると共に上記針状体に該針状体から上記リザーバー部にわたり貫通して上記リザーバー部に連通する内孔を有した微細針チップを熱可塑樹脂で射出成形する金型において、可動側金型と固定側金型を有し、上記針状体を形成するキャビティを備えた可動側金型と、上記可動側金型に対峙する固定側金型と、上記内孔を形成する中子部材と、を具備し、上記内孔を形成する中子部材は、上記キャビティ内に上記可動側金型の可動方向に直立して配置され、上記可動側金型に固定したことを特徴とする熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形用金型である。
【００１３】
上記固定側金型に上記可動側金型が当接したときに固定側金型のキャビティ表面の位置よりも固定側金型側に上記中子部材の先端が到達する逃げ構造を上記固定側金型に設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記固定側金型に上記可動側金型が当接したときに固定側金型のキャビティ表面の位置よりも固定側金型側に上記中子部材の先端が到達して収まる逃げ穴を上記固定側金型に設け、上記逃げ穴の穴径が上記中子部材の先端径より大きく、且つ上記中子部材の先端径と上記逃げ穴の穴径の差が１０μｍ以内であることを特徴とする。
【００１５】
上記可動側金型に上記微細針チップの基板を成形する窪みを形成したことを特徴とする。
【００１６】
上記固定側金型に上記針状体の内孔に連通するリザーバー部を上記基板内に形成するための突起を形成したことを特徴とする。
【００１７】
上記可動側金型には上記針状体を形成するためのキャビティのみが形成され、上記固定側金型に上記基板の部分を形成するキャビティを配設したことを特徴とする。
【００１８】
上記固定側金型に上記基板の部分を形成するキャビティと上記リザーバー部を形成するためのキャビティを配設したことを特徴とする。
【００１９】
上記記載の林立する熱可塑樹脂製微細針を形成するための穴が形成された可動側金型と対峙する固定側金型において、微細針チップの基板と基板内に細管と連結するリザーバーを形成するための凹凸が形成された固定側金型であることを特徴とする。
【００２０】
可動側金型とその可動側金型に対峙する固定側金型は、上記基板の面上から突き出す針状体の突き出し長さが１５０μｍ〜２，０００μｍの長さになるように構成したものであることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、液体を保持できるリザーバー部を有する基板の面上に先端側が細い錐形の針状体を突設すると共に上記針状体に該針状体から上記リザーバー部にわたり貫通して上記リザーバー部に連通する内孔を有した微細針チップを熱可塑樹脂で射出成形する方法であって、上記針状体を形成するキャビティを備えた可動側金型と、上記可動側金型に対峙する固定側金型とを備えた金型を用い、上記キャビティ内に上記可動側金型の可動方向に直立して配置して上記可動側金型に固定した中子部材により射出成形時に上記内孔を形成するようにしたことを特徴とする熱可塑樹脂製微細針チップ射出成形方法である。
【００２２】
本発明の金型の作製においては、微細な加工が可能なＮＣマシーニング装置、レーザー加工装置、ワイヤー放電装置などを用いて直接金属を加工してもよい。また、金型のマザーを上記加工機で加工し、樹脂やセラミックスなどで作製し、上記型マザーより金属金型に複製してもよい。
【００２３】
上述した微細針チップは、熱可塑性樹脂が主な構成物であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン及びこれらの混合物などが挙げられる。
【００２４】
上記記述の可動側金型と固定側金型で構成される成形金型による成形工程は、可動側金型と固定側金型を当接し、両金型によって形成された微細針チップの形状の空隙を型とし、溶融状態まで熱せられた熱可塑樹脂を上記両金型によって形成された空隙に注入する。この空隙に注入された熱可塑樹脂と金型を一定時間で冷却し、凝固させ、可動側金型と固定側金型を開放し、熱可塑樹脂製微細針チップを金型から取り外す。
【００２５】
上記成形工程において、例えば、金型を加温、金型間にできた空隙を減圧、或いは、加温と減圧を同時に行うなどの手段を加えることも可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、可動側金型内に中子部材を設けたことにより可動側金型と固定側金型を接合する際、互いの接触による、中子部材へのストレスを排除できる。両金型の接合を繰り返しても、貫通した孔の先端となる微細針の先端部において、金属疲労による傷、変形、破損等が発生しない金型を提供できるようになる。したがって、本発明によれば、リザーバー部が内部に存在する基板上に微細針が突き出し、微細針の内孔がその微細針から基板まで貫通する構造の微細針チップを、中子部材が破損し難く、バリの発生を少なくして微細針チップを成形することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の樹脂成形品金型（開放状態）の断面図である。
【図２】本発明の樹脂成形品金型（接合状態）の断面図である。
【図３】本発明の樹脂成形品可動側金型を接合面から見上げて見た下面図である。
【図４】本発明の樹脂成形品固定側金型を接合面から見た上面図である。
【図５】本発明の樹脂成形品（微細チップ）の例の断面図である。
【図６】本発明の樹脂成形品（微細チップ）の例の部分図である。
【図７】従来の樹脂成形品金型（開放状態）の断面図である。
【図８】従来の樹脂成形品金型（接合状態）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に示す実施形態及び実施例を参照して本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態及び実施例に限定されない。
【００２９】
図１、図２は、本発明の金型の一例の構造を示した断面図である。図１は、金型の開放状態を示しており、図２は、金型を接合した状態を示している。
【００３０】
図１、図２において、符号１、２は、微細針を作製する射出成形用金型を構成する対の金型としての固定側金型１と可動（移動）側金型２である。
【００３１】
射出成形用金型で射出成形する樹脂成形品は、図５で示す形態の微細針チップ１１である。この例の微細針チップ１１は、基板１２と、この基板１２上の少なくとも一方の面に直立した状態で一体に形成した複数の針状体としての微細針１３を備える。基板１２の他方の面には熱可塑樹脂製チップ内に液体を保持するためのリザーバー部１４が形成され、このリザーバー部１４から微細針１３の内孔（針孔）１５に液体を供給できる。
【００３２】
図５で示すように、微細針１３は、リザーバー部１４が存在する基板１２上に林立する略円錐形突起或いは略角錐形突起を形成する先細りの細管からなる針状体であって、この微細針１３の内孔１５は、錐形突起部分から基板１２にわたり貫通し、リザーバー部１４に通じている。
【００３３】
微細針チップ１１は、基板１２の、微細針１３を形成した面に対して反対側面にリザーバー部１４が形成され、これが薬剤供給装置（図示せず）と接続される。そして、微細針チップ１１の微細針１３を被験者の皮膚に穿刺後、微細針１３の内孔１５を通じて薬液が経皮内に患者の体内に注入投与される。微細針チップ１１の微細針１３の部分は、図６（Ａ）で示すように微細針１３とその内孔１５が同軸に配置されている。
【００３４】
次に、この微細針チップ１１を射出成形する金型の構成について説明する。図１、図２に示すように、固定側金型１には、可動側金型２から突き出るピン部材１６の先端部が上記固定側金型１に干渉しないように設けた逃げ穴１７が設けられ、逃げ穴１７はピン部材１６に対応してピン部材１６の本数分だけ存在する。この固定側金型１に設けられた逃げ穴１７の径はピン部材１６の先端部の径より大きい。ここでは、先端部の径と穴１７の径の差が１０μｍ以内になるように加工されている。穴１７の深さは固定側金型１に可動側金型２が当接する状態つまり射出成形用金型が閉じた図２に示す状態でピン部材１６の先端がその穴１７の底に当たらないように設定されている。
【００３５】
可動側金型２には微細針チップ１１の微細針１３をそれぞれ形成する複数の微細針射出成形用キャビティ１８が形成されている。このキャビティ１８内には微細針チップ１１の内孔１５を形成するための中子部材としてのピン部材１６がそのキャビティ１７の中央に配設されている。ピン部材１６はいずれも微細針射出成形用キャビティ１８の内底から直立する状態で可動側金型２に固定される。
【００３６】
ここでの射出成形用キャビティ１８はその横断面形状が略円錐形状であり、キャビティ奥側が細い、テーパ状になっている。したがって、略円錐形状の微細針１３を形成することができる。
【００３７】
しかし、微細針射出成形用キャビティ１８は錐形状であれば、任意の角錐形状のものであってもよい。また、楕円や部分的に溝などを設けた形状のものでもよい。更には、対称形状でも非対称形状であってもよい。ピン部材１６はその全長にわたり等しい径で横断面形状が円形のものであるが、楕円や部分的に溝などを設けた形状でもよい。ピン部材１６の横断面形状は対称形状でも非対称形状でもよい。
【００３８】
図３は、可動側金型２を、固定側金型１と可動側金型２との当接面に垂直な向きで上から見た状態を示しており、図４は、可動側金型２を、固定側金型１と可動側金型２の当接面に垂直な向きで下から見た状態を示している。キャビティ１８及びピン部材１６の各組は縦横等間隔で配置され、これに対応して逃げ穴１７もピン部材１６と同様に縦横等間隔で配置されている。また、固定側金型１と可動側金型２は外形が四角形になっている。この金型の外形はこれに限らず、任意である。
【００３９】
上記可動側金型２には上記微細針チップ１１の基板１２の部分を成形する窪み２１が形成されている。
【００４０】
上記固定側金型１には上記微細針１３の内孔１５に連通するリザーバー部１４を上記基板１２内領域に形成するための突起２２を形成している。
【００４１】
また、本発明としては、上記可動側金型２には上記微細針１３を形成するためのキャビティのみを形成し、上記固定側金型１には上記基板１２の部分のみを形成するキャビティを配設するようにしてもよい。また、上記固定側金型１に上記基板１２の部分を形成するキャビティと上記リザーバー部１４を形成するためのキャビティを配設するように構成してもよい。
【００４２】
また、可動側金型２とその可動側金型２に対峙する固定側金型１は、上記基板１２の面上から突き出す微細針１３の突き出し長さが１５０μｍ〜２，０００μｍの長さになるように構成するとよい。
【００４３】
そして、本発明にあっては、図１乃至図４に記載の固定側金型１と可動側金型２とを接合した状態で、溶融した熱可塑性樹脂を導入することにより微細針チップ１１が射出成形される。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、トリメチレンカーボネート、ポリヒドロキシブチレート、セルロース、キトサン、でんぷん等を挙げることができる。
【００４４】
上述した微細針チップ１１では、微細針１３とその内孔１５が同軸に配置した構造であるが、本発明はこれに限らない。図６（Ｂ）〜（Ｄ）で示すように構成したものでもよい。同図６（Ｂ）で示すものは、微細針１３とその内孔１５が偏心して配置されたものである。また、内孔１５の先端は、微細針１３の先端面において開口せず、微細針１３の先端部の側面部に開口する構成である。この形態の場合、後述する中子としてのピン部材１６は射出成形用キャビティ１８の中心に対して片側にずらして配置するようになる。
【００４５】
同図６（Ｃ）で示すものは、微細針１３の内孔１５を、先端部を残して途中まで形成し、微細針１３の先端部には先端と側面に開口するスリット状の溝孔２５を、内孔１５に連通するように形成したものである。この形態の場合のピン部材１６は途中まで形成した孔に相当する円形のピン部分と、スリット状の溝孔２５に相当する板状の部分からなる。
【００４６】
同図６（Ｄ）で示すものは、図６（Ｃ）で示すもののスリット状の溝孔２５に他のスリット状の溝孔２６を中心で交差するように配置し、２つのスリット状の溝孔２５，２６を互いに連通するように配置したものである。この形態の場合のピン部材１６は途中まで形成した孔に相当する円形のピン部分と、スリット状の溝孔に相当する交差する２つの板状の部分からなる。
【００４７】
以上の如く、本発明の微細針チップは、基板上の少なくとも一方の面に微細針を備える。微細針チップは、熱可塑樹脂製の内部に液体を保持できるリザーバー部が存在する基板上に略円錐形突起、或いは略角錐形突起が林立する構造を有し、且つ細管が基板と錐形突起内部を貫通する構造を備える。
【００４８】
本発明の微細針チップは、基板の錐形突起形成面と反対側の面が薬剤供給装置と接続される。微細針チップの突起が被験者の皮膚に穿刺後、細管を通じて薬液が経皮内に注入される。
【実施例】
【００４９】
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
（実施例）
固定側金型１と可動側金型２とを図２に示す状態になるように射出成形機に型締めする。この際、如何なる抵抗もなく固定側金型１と可動側金型２とを接合させることができた。
【００５１】
図２に示す状態での固定側金型１と可動側金型２との間に形成された空隙にランナーを経由して溶融した樹脂を注入した。上記空隙内の空気は、熱可塑樹脂の挿入圧力により金型の外部へと排出された。この際、金型にベント穴を形成して、より排出し易くすることも可能である（図式せず）。
【００５２】
固定側金型１と可動側金型２との間に形成された空隙に熱可塑樹脂を注入後、一定時間冷却後、可動側金型をスライドさせた。
【００５３】
可動側金型２に付着した樹脂成形品をエジェクタピンで突き出し、樹脂成形品を可動側金型２より取り出した。
【００５４】
取り出した微細針１３の先端にはバリ、傷や変形のないきれいな内孔の開口を持った微細針チップ１１が形成された。
【符号の説明】
【００５５】
１…固定側金型
２…可動側金型
１２…基板
１３…微細針
１４…リザーバー部
１５…内孔
１６…ピン部材
１７…逃げ穴
１８…射出成形用キャビティ１８
２５…溝孔
２６…溝孔
【図１】
2013166363.tif 000003
【図２】
2013166363.tif 000004
【図３】
2013166363.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013166363.tif 000007
【図６】
2013166363.tif 000008
【図７】
2013166363.tif 000009
【図８】
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