(57)【要約】【課題】薬剤の担持量を増やすことができる針形状体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】針形状体の製造方法は、基板の一方の面に突起部を備える針形状体原版を作製する工程と、前記針形状体原版の前記突起部にサンドブラスト処理を行う工程と、前記サンドブラスト処理が行われた前記針形状体原版の前記突起部に対応した凹部を備える凹版を作製する工程と、前記凹版に針形状体形成材料を供給し、針形状体を作製する工程と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面に突起部を備える針形状体原版を作製する工程と、
前記針形状体原版の前記突起部にサンドブラスト処理を行う工程と、
前記サンドブラスト処理が行われた前記針形状体原版の前記突起部に対応した凹部を備える凹版を作製する工程と、
前記凹版に針形状体形成材料を供給し、針形状体を作製する工程と、
を備えることを特徴とする針形状体の製造方法。
【請求項２】
前記針形状体原版は、シリコン、エンジニアリングプラスチック、または金属で構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の針形状体の製造方法。
【請求項３】
前記サンドブラスト処理を行う工程は、前記針形状体原版の前記突起部に対して一定方向に前記サンドブラスト処理を行い、前記突起部の１以上の領域に凹凸をつけることを含む、ことを特徴とする請求項１記載の針形状体の製造方法。
【請求項４】
前記サンドブラスト処理を行う工程は、穴明きのマスクを用いて前記針形状体原版の前記突起部の先端部に前記サンドブラスト処理を行うことを含む、ことを特徴とする請求項１記載の針形状体の製造方法。
【請求項５】
前記凹版は、金属または樹脂で構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の針形状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤の担持量を増やすことができる針形状体（マイクロニードル）を製造方法に関する。また、本発明は、無痛で皮下に挿入するとともに効率良く医薬物を投与できる医薬運搬用器具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤を人体に投与する方法としては、経口投与、注射器による皮膚真皮層または静脈への穿刺、皮膚表面への軟膏剤の塗布による局部真皮層への投与、皮膚表面への貼付け方法による局部真皮層への投与、などの方法が挙げられる。
【０００３】
この中で、貼付けまたはアプリケーターを用いて穿刺する方法によって体内に薬剤を投与する器具として、近年マイクロニードルの開発が進められてきた。穿刺によって針形状体の一部が折れて体内に残留しても悪影響しないように、生体内で溶解しても無害なものが選択されている。この材料としてマルトース、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、デキストリンなどが選択可能で、これをスタンパーに載せて加熱し、形状を転写する方法が取られている。
【０００４】
これらの材料を用いた塗布型のマイクロニードルを作製する場合、薬剤の担持量を増やす方法が考案されている。先行の特許文献１には、マイクロニードルの薬剤の担持量を増やすために、接着剤的な薬剤への添加剤として、糖類ならびにその誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース、ソルビトール、トレハロース中から１つ以上選択され添加した薬剤を用いる方法が開示されている。糖類ならびにその誘導体は、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒアルロン酸、トレハロース、ラクトース、ソルビトール、プルラン、デキストリンの中から選択される。これらの添加剤を混ぜると薬剤の硬度が低下するため穿刺性が低下する。これを防止するため、薬剤の硬さを付与する添加剤として、カルボキシプロピルセルロースナトリウム、ヒアルロン酸、ゼラチン、コラーゲン、デキストリンの中から１つ以上選択し添加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３４８８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記に開示の特許文献１の技術では、薬剤に添加剤を加えることなくマイクロニードルの薬剤の担持量を増やすことができない。  
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、薬剤の担持量を増やすことができる針形状体の製造方法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】
【０００７】
上記課題を解決するための手段として、一態様となる針形状体の製造方法は、基板の一方の面に突起部を備える針形状体原版を作製する工程と、前記針形状体原版の前記突起部にサンドブラスト処理を行う工程と、前記サンドブラスト処理が行われた前記針形状体原版の前記突起部に対応した凹部を備える凹版を作製する工程と、前記凹版に針形状体形成材料を供給し、針形状体を作製する工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る針形状体の製造方法は、針表面に凹凸を付けることによって針の表面積を増やし、薬剤の担持量を増やすことができる針形状体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る針形状体の製造方法に関する概略工程図。
【図２】本実施形態に係るサンドブラスト処理を説明するための図であって、針形状体原版の真上方向からサンドブラスト処理を行って表面を荒らしたことを示す図。
【図３】変形例となるサンドブラスト処理を説明するための図であって、針形状体原版の左上方向からサンドブラスト処理を行って表面を荒らしたことを示す図。
【図４】別の変形例となるサンドブラスト処理を説明するための図であって、針形状体原版の突起部にマスクをかけて突起部の先端部のみにサンドブラスト処理を行って表面を荒らしたことを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同様または類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図は種々の実施形態及びその理解を促すための模式図である。各図に示す構造体の形状や寸法、比などは実際の構造体と異なることがあるが、適宜、設計変更することができる。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る針形状体４の製造方法を説明するための図である。本実施形態は、薬剤（薬液）の担持量を増やすために針の表面積を増やした針形状体４の製造方法である。図１の（Ａ）は、後述の第１工程を説明するための図である。図１の（Ｂ）は、後述の第２工程を説明するための図である。図１の（Ｃ）は、後述の第３工程を説明するための図である。図１の（Ｄ）は、後述の第４工程を説明するための図である。
【００１２】
はじめに、図１の（Ａ）を参照して第１工程を説明する。  
針形状体４の製造方法は、支持基板１１の一方の面に突起部１２を備える針形状体原版１を作製する第１工程を有している。  
第１工程は、針形状体原版１の材料で構成されている板を用いて、針形状体原版１を作製する。
【００１３】
針形状体原版１の材料は、例えば、シリコン、エンジニアリングプラスチック、または金属である。エンジニアリングプラスチックは、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材などである。金属は、めっき銅、または真鍮などである。  
第１工程は、例えば、ダイシング装置による切削加工またはプレーナー方式の研削盤による研削加工などによって行われる。  
一例として、第１工程は、シリコンウエハーをダイシング装置で加工して所定形状の突起部１２を作り、切削面を等方エッチングして針形状体原版１を作製する。
【００１４】
次に、第１工程によって作製される針形状体原版１の構成を説明する。  
針形状体原版１は、支持基板１１及び１以上の突起部１２を有している。  
支持基板１１は、第１面１１１、及び、第１面１１１とは反対側の第２面１１２を有する平板形状で構成されている。  
第１面１１１は、突起部１２が形成されている面である。なお、第１面１１１は、支持基板１１と突起部１２の境界面を含む仮想平面である。  
第２面１１２は、突起部１２が形成されていない面である。  
突起部１２は、第１面１１１上に形成されている。突起部１２は、第１面１１１と直交する方向に延在する。突起部１２は、例えば、錐体形状、柱形状、錐台形状などの針形状で構成されている。突起部１２の高さは、製造される針形状体４の突起部が皮膚を穿孔することが可能であるが真皮層の神経細胞に到達しないように設定されている。
【００１５】
次に、図１の（Ｂ）を参照して第２工程を説明する。  
針形状体４の製造方法は、針形状体原版１の突起部１２にサンドブラスト処理を行う第２工程を有している。  
第２工程は、サンドブラスト処理に粉状の微細な研磨剤を用いる。サンドブラスト処理については後述する。第２工程は、針形状体原版１を加工して針形状体原版２を作製する。
【００１６】
次に、第２工程で作製される針形状体原版２の構成を説明する。  
針形状体原版２は、支持基板２１及び１以上の突起部２２を有している。  
支持基板２１は、針形状体原版１の支持基板１１に相当する。  
支持基板２１は、第１面２１１、及び、第１面２１１とは反対側の第２面２１２を有している。  
第１面２１１は、サンドブラスト処理が施されているので、微細な凹凸が形成されている。  
第２面２１２は、針形状体原版１の第２面１１２と同様の面である。  
突起部２２は、針形状体原版１の突起部１２に相当する。突起部１２の表面には、サンドブラスト処理が施されているので、微細な凹凸が形成されている。
【００１７】
次に、図１の（Ｃ）を参照して第３工程を説明する。  
針形状体４の製造方法は、サンドブラスト処理が行われた針形状体原版２の突起部２２に対応した凹部３１を備える凹版３を作製する第３工程を有している。  
第３工程は、例えば、射出成形または電鋳などによって、凹版３の材料によって針形状体原版２を型取りする。
【００１８】
凹版３の材料は、例えば、樹脂または金属などである。樹脂は、例えば、シリコーン樹脂である。金属材料は、例えば、銅、ニッケル、Ｎｉ―Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ―Ｗ合金などである。  
凹版３は、突起部２２の形状を転写した凹部３１を有している。凹版３は、ファーザーということもある。
【００１９】
次に、図１の（Ｄ）を参照して第４工程を説明する。  
針形状体４の製造方法は、凹版３に針形状体形成材料を供給し、針形状体４を作製する第４工程を有している。第４工程は、例えば、圧縮成形または射出成形などによって針形状体４を作製する。針形状体形成材料は、例えば、熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂は、例えば、マルトース、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＧＡ（ポリグリコール酸）、デキストリンなどである。
【００２０】
一例として、針形状体４は、シリコーン樹脂で作製された凹版３を用いて、圧縮成形によって作製される。別の例として、針形状体４は、電鋳によって作製された凹版３を用いて、射出成形によって作製される。  
第４工程によって作製される針形状体４は、１以上の突起部４１を有している。突起部４１の形状は、針形状体原版２の突起部２２の形状に相当する。
【００２１】
次に、上述の第２工程におけるサンドブラスト処理を説明する。  
図２は、サンドブラスト処理８を説明するための図である。図２の左図は、針形状体原版１を示している。図２の右図は、第２工程後の針形状体原版２を示している。
【００２２】
サンドブラスト処理８は、針形状体原版１の突起部１２の真上方向から微細な研磨剤をブラストする。つまり、サンドブラスト処理８は、針形状体原版１の突起部１２側に対して行われる。また、針形状体原版１に対してサンドブラスト処理８を行う方向は、突起部１２が延在する方向と平行になるに方向である。なお、突起部１２が延在する方向は、針形状体原版１の第１面１１１と直交する方向に相当する。
【００２３】
第１面２１１における突起部１２が形成されていない全領域及び突起部１２の全面は、サンドブラスト処理８によって荒らされる。これにより、第１面２１１における突起部１２が形成されていない全領域及び突起部１２の全面は、微細な凹凸が形成される。
【００２４】
次に、本実施形態に係る針形状体４の製造方法の効果を説明する。  
本実施形態に係る製造方法は、表面に凹凸が形成された突起部４１を有する針形状体４を製造することができる。突起部４１の表面積は、凹凸が形成されていない場合と比較して、大きくなっている。突起部４１による薬剤の担持量は、突起部４１の表面積の大きさによる。そのため、本実施形態に係る製造方法は、薬剤に添加物を加えることなく突起部４１の表面に薬剤を多量に担持することができる針形状体４を容易に製造することができる。
【００２５】
次に、本実施形態の第２工程におけるサンドブラスト処理８のいくつかの変形例を説明する。  
第１の変形例を説明する。  
第１の変形例となる第２工程は、針形状体原版１の突起部１２に対して一定方向にサンドブラスト処理８を行い、突起部１２の１以上の領域に凹凸をつけることを含む。  
図３は、第１の変形例となるサンドブラスト処理８を説明するための図である。図３の左図は、針形状体原版１を示している。図３の右図は、第２工程後の針形状体原版５を示している。
【００２６】
サンドブラスト処理８は、針形状体原版１の突起部１２の延在する方向に対して傾きをつけて微細な研磨剤をブラストする。なお、サンドブラスト処理８は、２以上の異なる方向から針形状体原版１の突起部１２に対して行われてもよい。そのため、針形状体原版１の突起部１２には、サンドブラスト処理８が施されている１以上の領域とサンドブラスト処理８が施されていない１以上の領域とが存在する。第１面１１１も同様である。
【００２７】
第２工程で作製される針形状体原版５の構成を説明する。  
針形状体原版５は、支持基板５１及び１以上の突起部５２を有している。  
支持基板５１は、針形状体原版１の支持基板１１に相当する。  
支持基板５１は、第１面５１１、及び、第１面５１１とは反対側の第２面５１２を有している。  
第１面５１１には、サンドブラスト処理８によって微細な凹凸が形成されている１以上の領域と、サンドブラスト処理が施されていない平坦な１以上の領域が存在する。  
第２面５１２は、針形状体原版１の第２面１１２と同様の面である。  
突起部５２は、針形状体原版１の突起部１２に相当する。突起部５２の表面には、サンドブラスト処理８によって微細な凹凸が形成されている１以上の領域と、微細な凹凸が形成されていない１以上の領域が存在する。
【００２８】
第１の変形例に係る製造方法は、サンドブラスト処理の方向を傾斜させることにより、突起部５２の１以上の特定領域にのみ微細な凹凸を形成することができる。そのため、第１の変形例に係る製造方法は、針形状体４の突起部４１の表面に微細な凹凸をつける面積を制御することができる。突起部４１による薬剤の担持量は突起部４１の表面積の大きさによるので、第１の変形例に係る製造方法は、突起部４１による薬剤の担持量を容易に制御することができる。
【００２９】
第２の変形例を説明する。  
第２の変形例となる第２工程は、穴明きのマスクを用いて針形状体原版１の突起部１２の先端部にサンドブラスト処理８を行うことを含む。  
図４は、第２の変形例となるサンドブラスト処理８を説明するための図である。図４の左図は、針形状体原版１を示している。図４の右図は、第２工程後の針形状体原版６を示している。
【００３０】
マスク７は、針形状体原版１の第１面１１１上に載せられる。マスク７は、針形状体原版１の突起部１２の一部である先端部のみを露出可能な形状の穴を有している。そのため、突起部１２の先端部はマスク７から露出するが、突起部１２の基端部側はマスク７で覆われる。  
マスク７は、例えば、ＳＵＳで構成されている。
【００３１】
サンドブラスト処理８は、マスク７がのせられた針形状体原版１の突起部１２側に対して行われる。また、針形状体原版１に対してサンドブラスト処理８を行う方向は、突起部１２が延在する方向と平行になる方向に沿って行われる。  
突起部１２のうちマスク７から露出している領域には、サンドブラスト処理８が施されるが、マスク７で覆われている領域には、サンドブラスト処理８が施されない。
【００３２】
第２工程で作製される針形状体原版６の構成を説明する。  
針形状体原版６は、支持基板６１及び１以上の突起部６２を有している。  
支持基板６１は、針形状体原版１の支持基板１１に相当する。  
支持基板６１は、第１面６１１、及び、第１面６１１とは反対側の第２面６１２を有している。  
第１面６１１は、針形状体原版１の第１面１１１と同様の面である。これは、マスク７の作用により、第１面６１１にはサンドブラスト処理が施されないからである。  
第２面６１２は、針形状体原版１の第２面１１２と同様の面である。  
突起部６２は、針形状体原版１の突起部１２に相当する。突起部６２の先端部には、サンドブラスト処理８によって微細な凹凸が形成されている。他方、突起部６２の基端部側には、微細な凹凸は形成されていない。
【００３３】
第２の変形例に係る製造方法は、マスク７を使用することにより、突起部６２の先端部にのみ微細な凹凸を形成することができる。そのため、第２の変形例に係る製造方法は、針形状体４の突起部４１の表面に微細な凹凸をつける面積を制御することができる。突起部４１による薬剤の担持量は突起部４１の表面積の大きさによるので、第２の変形例に係る製造方法は、突起部４１による薬剤の担持量を容易に制御することができる。  
なお、第２の変形例となるサンドブラスト処理８は、第１の変形例となるサンドブラスト処理８を組み合わせて行われてもよい。
【００３４】
次に、本実施形態の実施例を説明する。  
実施例１は、図２に示すサンドブラスト処理を行った例である。実施例２は、図３に示すサンドブラスト処理を行った例である。実施例３は、図４に示すサンドブラスト処理を行った例である。
【００３５】
＜実施例１＞  
まず、針形状体原版１の作製方法として、シリコンウエハーをダイシング装置によって切削し、エッチングによって針形状体原版１を作製した。それを直径２〜５μmの微紛のＳｉＣ粒子を突起部１２の真上方向から  １〜２分間ブラストを行い、針形状体原版２を作製した。
【００３６】
次に、針形状体原版２に離型処理を行い、シリコーン樹脂として信越シリコーン製の樹脂を用いて、所定の治具、または射出成形によって凹版３を作製した。  
次に、凹版３の上に樹脂として例えばＰＬＡ（ポリ乳酸）を所定量のせ、２２０℃に１分間加熱させ溶解させた上からパンチで押し付け、そのまま下から冷却空気をかけ、約３０℃程度まで冷却させた。パンチを上げ、専用治具で剥離し目的とする針形状体４を作製した。
【００３７】
＜実施例２＞
針形状体原版１の作製方法として、厚み約３ｍｍ、４０ｍｍ角の真鍮板をプレーナー方式の研削盤に取り付け、ダイヤモンドバイトで所定の深さに研削し，針形状体原版１を作製した。次に、突起部１２の延在する方向に対して４５°の傾きをつけて、突起部１２において互いに接しない２つの領域にサンドブラストがかかるようにして針形状体原版５を作製した。
【００３８】
次に、このように作製した針形状体原版５を用い、離型処理を行い、シリコーン樹脂として信越シリコーン製の樹脂を用いて、所定の治具、または射出成形によって凹版３を作製した。  
次に、このようにして作製した凹版３の上に樹脂として例えばＰＧＡ（ポリグリコール酸）を所定量のせ、３００℃で５分間加熱させて溶解させて上からパンチで押しつけ、そのまま下から冷却空気をかけ、約３０℃程度まで冷却させた。パンチを上げ、専用治具で剥離し目的とする針形状体４を作製した。
【００３９】
＜実施例３＞
針形状体原版１の作製方法として、厚み約３ｍｍ、４０ｍｍ角のエンジニアリングプラスチック、例えばＰＥＥＫ材をダイシング装置に取り付け、ブレードを用いて所定の深さに研削し、針形状体原版１を作製した。次に、ＳＵＳ製のマスク７を針形状体原版１の上に乗せ、突起部１２の延在する方向と平行になる方向からサンドブラストをかけるようにして針形状体原版６を作製した。
【００４０】
次に、この針形状体原版６の突起部１２が有る第１面６１１にＮｉ蒸着でシード層を付与し、専用治具にセットして電鋳によって凹版３を作製した。電鋳後、凹版３の側面と裏面を砥石研磨し、所定の大きさの凹版３を作製した。  
次に、これを金型ブロックにセットし、射出成形機、例えば住友重機械工業製のＳＥ１８ＤＵ（１８ｔ機）、またはソディクＬＤ１０ｍ８（１０ｔ機）に搭載し、ＰＬＡを用いて射出成形し針形状体４を作製した。
【００４１】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより、種々の発明が抽出され得る。  
例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、針表面積を増やしたことで薬剤の担持量を増やすことが可能になり、医療用マイクロニードルとしての利用価値を高める可能性がある。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・針形状体原版
２・・・針形状体原版
３・・・凹版
４・・・針形状体
５・・・針形状体原版
６・・・針形状体原版
７・・・マスク
８・・・サンドブラスト処理
１１・・・支持基板
１２、２２、５２、６２・・・突起部
３１・・・凹部
４１・・・突起部
１１１、２１１、５１１、６１１・・・第１面
１１２、２１２、５１２、６１２・・・第２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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