(57)【要約】      （修正有）【課題】皮膚への穿刺時および複製版への転写時等に先端部の破損が生じにくい針状体を簡単な方法で製造することを可能とする針状体の製造方法を提供する。【解決手段】基板１１上に、底面部の外形形状の一部または全部が円弧形状で、かつ周縁部から中央部へ連続的に厚みが増加するエッチングマスク１２を形成する工程と、前記エッチングマスク１２を用いてエッチング処理を施すことにより基板に針状の構造体１３を形成する工程と、前記構造体１３に上部斜面１４を形成する工程とを含むことを特徴とする針状体１５の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、底面部の外形形状の一部または全部が円弧形状で、かつ周縁部から中央部へ連続的に厚みが増加するエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いてエッチング処理を施すことにより基板に針状の構造体を形成する工程と、
前記構造体に上部斜面を形成する工程と
を含むことを特徴とする針状体の製造方法。
【請求項２】
さらに前記基板に未貫通穴を形成する工程を有し、前記基板の前記未貫通穴が形成された面と反対の面の上に、前記底面部の外形形状の一部または全部が円弧形状で、かつ周縁部から中央部へ連続的に厚みが増加するエッチングマスクを形成することを特徴とする請求項１に記載の針状体の製造方法。
【請求項３】
前記基板上にレジストをパターニングした後に、前記レジストをリフローすることにより、前記エッチングマスクを形成することを特徴とする請求項１または２記載の針状体の製造方法。
【請求項４】
前記エッチングは異方性のドライエッチングであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の針状体の製造方法。
【請求項５】
前記上部斜面を形成する工程は研削加工により行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の針状体の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の製造方法により製造された針状体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針状体の製造方法および針状体に関する。
【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として経皮吸収法が知られている。この方法では、皮膚や粘膜等の生体表面に液状あるいはゲル状の薬剤を塗布する。
【０００３】
この方法は、非侵襲的であり、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を可能にする。しかし、発汗や外部接触等によって塗布した薬剤が除去されやすい。また、投与期間が長期にわたる場合は皮膚障害が発生する等、安全性の面でも問題が生じることがある。さらに、対象薬剤の分子量が大きい場合や、水溶性薬剤であるなどの場合は、生体表面に塗布しても体内にはほとんど吸収されず、それらの薬剤の経皮的投与は困難であった。
【０００４】
そこで、これらの薬剤を効率よく体内に吸収させるために、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、簡便に薬剤を皮内投与することができる（例えば特許文献１、２参照）。
【０００５】
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、および皮内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る。このため、針状体の直径は数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であることが望ましいとされている。
【０００６】
針状体を構成する材料は、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要求される。このような材料として、医療用シリコーン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン等の生体適合性樹脂が有望視されている（特許文献３参照）。
【０００７】
しかし、これまでに提案されている針状体の多くは鋭く尖った先端形状を有しており、機械的強度の小さい材料で形成された針状体では皮膚への穿刺時および複製版への転写時等に先端部が容易に破損するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３４５９８３号公報
【特許文献２】特開２００６−３４１０８９号公報
【特許文献３】特開２００５−２１６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、皮膚への穿刺時および複製版への転写時等に先端部の破損が生じにくい針状体を簡単な方法で大量に製造することを可能とする針状体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の針状体の製造方法は、基板上に、底面部の外形形状の一部または全部が円弧形状で、かつ周縁部から中央部へ連続的に厚みが増加するエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクを用いてエッチング処理を施すことにより基板に針状の構造体を形成する工程と、前記構造体に上部斜面を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の針状体の製造方法は、さらに前記基板に未貫通穴を形成する工程を有し、前記基板の前記未貫通穴が形成された面と反対の面の上に、前記底面部の外形形状の一部または全部が円弧形状で、かつ周縁部から中央部へ連続的に厚みが増加するエッチングマスクを形成してもよい。
【００１２】
前記エッチングマスクは、基板上にレジストをパターニングした後に、当該レジストをリフローすることにより形成することができる。また、前記エッチングは異方性のドライエッチングであってもよい。また、前記上部斜面を形成する工程は研削加工により行ってもよい。
【００１３】
さらに、本発明は、上記の方法で製造された針状体も含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の針状体の製造方法によると、丸みを帯びた先端部を有する針状体を簡単な方法で大量に製造することが可能である。本発明の製造方法によって製造された針状体は先端部に丸みを帯びているため、皮膚への穿刺時および複製版への転写時等に先端部の破損が生じにくい。従って皮膚への穿刺性能や針状体の転写成型における歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の針状体の製造方法の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の針状体の製造方法の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の針状体の製造方法によって製造された針状体の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の針状体の製造方法によって製造された針状体の他の例を示す斜視図および平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の針状体の製造方法の一例について説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の針状体の製造方法の一例を示す断面図である。
【００１７】
まず、図１（ａ）に示す通り、基板１１上にエッチングマスク１２を形成する。ここで、基板１１を構成する材料はウェットエッチング、ドライエッチング等で加工可能なものであれば良く、例えばチタン、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属や、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の合成樹脂、シリコンなどが挙げられる。
【００１８】
また、エッチングマスク１２は、底面部の外形形状の一部または全部に円弧形状を含み、かつ周縁部から中央部へ連続的に厚みが増加するような形状になっている。図１（ａ）におけるエッチングマスク１２は、底面部が円形をなす（すなわち底面部の外形形状の全部に円弧形状を含む）。このような形状を有するエッチングマスク１２は、例えば基板１１上にレジストを円形状にパターニングした後に、当該レジストをリフローすることにより形成することができる。
【００１９】
次に、図１（ｂ）に示す通り、上記エッチングマスク１２を用いてエッチング処理を施すことにより、基板１１に針状の構造体１３を形成する。ここで、エッチングマスク１２は周縁部から中央部へ連続的に厚みが増加しているため、エッチングが進行するのに伴ってエッチングマスク１２は周縁部から徐々に除去される。その結果、基板１１をテーパー形状に加工することが可能となる。
【００２０】
なお、前記エッチングは異方性のドライエッチングであることが好ましく、例えば電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、磁気中性線放電（ＮＬＤ）、マイクロ波、ヘリコン波等の各種放電方式を用いたドライエッチングを行うことが望ましい。
【００２１】
また、前記エッチングマスク１２の寸法や高さを制御することにより、前記基板１１を針状に加工して得られる構造体１３の根元寸法や側壁角（鉛直方向に対して側壁がなす角度）を制御することができる。
【００２２】
次に、図１（ｃ）に示す通り、前記構造体１３に上部斜面１４を形成し、針状体１５を形成する。この上部斜面１４を形成する工程は研削加工により好適に行うことができる。例えば、研削工具としてダイシングブレードを用いてもよい。
【００２３】
ここで、前記上部斜面１４の向きは、その先端部が円弧形状をなす向きに対応させる。これにより、図３に示したように先端部が丸みを帯びた針状体１５が得られる。
【００２４】
なお、要求される針状体１５の先端角に応じて適宜前記上部斜面１４の傾斜角を調整する。
【００２５】
本発明の針状体の製造方法によって製造された針状体は先端部に丸みを帯びているため、皮膚への穿刺時および複製版への転写時等に先端部の破損が生じにくい。従って、皮膚への穿刺性能や針状体の転写成型における歩留まりを向上させることができる。
【００２６】
また、前記エッチングマスク１２を基板１１上に複数アレイ状に配置することにより、簡単な工程で大量の針状体を製造することが可能である。
【００２７】
次に、貫通穴を有する本発明の針状体の製造方法の一例について、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示す通り、基板２１に未貫通穴２２を形成する。ここで、前記未貫通穴２２を形成する工程は、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザー加工、機械加工等の各種の公知技術を用いることができる。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示す通り、前記未貫通穴２２が形成された面とは反対の面の基板２１上にエッチングマスク２３を形成する。
【００３０】
ここで、前記エッチングマスク２３は、底面部の外形形状の一部または全部に円弧形状を含み、かつ周縁部から中央部へ連続的に厚みが増加する形状となっている。また、前記エッチングマスク２３を形成する工程においては、前記エッチングマスク２３と先に形成された未貫通穴２２との位置合わせを行う。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示す通り、上記エッチングマスク２３を用いてエッチング処理を施すことにより、基板２１に針状の構造体２４を形成する。この際、前記構造体２４においては、先に形成された未貫通穴２２は図２（ｃ）のように貫通していても、あるいは未貫通のままでもどちらでも構わない。
【００３２】
次に、図２（ｄ）に示す通り、前記構造体２４に上部斜面２６を形成することにより、貫通穴２５を有する針状体２７が得られる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例により、本発明の針状体の製造方法について説明する。
【００３４】
（実施例１）
図１（ａ）〜（ｃ）を参照する。  
まず、厚さ７２５μｍの単結晶シリコンからなる基板１１上に、スピンナーにより厚さ２５μｍのフォトレジスト層を形成した後、露光および現像を行い直径３００μｍの円形ドットパターンを形成した（図示せず）。次に、上記レジストパターンを１５０℃でリフローすることにより、図１（ａ）に示す通り、高さ３５μｍの円弧状のエッチングマスク１２を形成した。
【００３５】
次に、図１（ｂ）に示す通り、前記基板１１を、上記エッチングマスク１２をマスクとしてフロロカーボン系の混合ガスプラズマによるドライエッチング処理を施すことによって基板１１を針状に加工した。ここで、得られた針状の構造体１３の根元寸法は２００μｍ、高さは５００μｍ、側壁角は１１°であった。
【００３６】
次に、図１（ｃ）に示す通り、前記構造体１３にダイシングブレードを用いた研削加工により、傾斜角３０°の上部斜面１４を形成した。これにより、図３に示したように、先端部が丸みを帯びた高さ３５０μｍの針状体１５が得られた。
【００３７】
（実施例２）
図２（ａ）〜（ｄ）を参照する。
【００３８】
まず、図２（ａ）に示す通り、厚さ７２５μｍの単結晶シリコンからなる基板２１に，フォトリソグラフィー、およびフロロカーボン系の混合ガスプラズマを用いたドライエッチング処理を施すことにより、直径３０μｍ、深さ５００μｍの未貫通穴２２を形成した。
【００３９】
次に、図２（ｂ）に示す通り、前記未貫通穴２２が形成された面と反対の面の基板２１上に，エッチングマスク２３を形成した。なお、エッチングマスク２３は前記未貫通穴２２に対して１０μｍずらした位置に形成した。
【００４０】
次に、図２（ｃ）に示す通り、上記エッチングマスク２３を用いてエッチング処理を施すことにより、基板２１に針状の構造体２４を形成した。
【００４１】
次に、図２（ｄ）に示す通り、前記構造体２４に上部斜面２６を形成することにより、先端部が丸みを帯び、かつ直径３０μｍの貫通穴２５を有する高さ３５０μｍの針状体２７が得られた。
【００４２】
なお、上記実施例では、底面部の外径形状の全部が円弧形状で、かつ周縁部が中央部へ連続的に厚みが増加するエッチングマスクを用いて、底面部が円形（底面部の外形形状が全部円弧形状）で、底部から上部に向うにつれて徐々に外径が小さくなる円錐状の側壁と、側壁の傾斜角より緩やかな傾斜角をもつ上部斜面とを有する針状体を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らない。
【００４３】
例えば、底面部の外径形状の一部が円弧形状で一部が切欠部となっており、かつ周縁部が中央部へ連続的に厚みが増加するエッチングマスクを用いて、図４（ａ），（ｂ）に示すような形状の針状体を形成してもよい。ここで、図４（ａ）は針状体４２の斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の平面図である。即ち、図４の針状体４２は、底面部から上部斜面にかけて切欠溝４１を形成した構成となっている。
【符号の説明】
【００４４】
１１，２１…基板、１２，２３…エッチングマスク、１３,２４…構造体、１４，２６…上部斜面、１５，２７，４２…針状体、２２…未貫通穴、２５…貫通穴、４１…切欠溝。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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