(57)【要約】【課題】乾燥時間短縮と、シート反り及びマイクロニードルなどの高アスペクト比構造体の変形防止とを両立することができる機能性シートの製造方法を提供する。【解決手段】針状凹部１２を有するスタンパ１０に、原料液２０を注型した後、乾球温度及び相対湿度が調整された空気を吹き付けることにより、原料液２０を乾燥固化する。このとき、恒率乾燥期間における原料液２０の温度ＴＰがゲル化温度Ｔgelより高い温度になるように、原料液２０に吹き付ける空気の乾球温度及び相対湿度が調整される。これにより、乾燥速度を極端に小さくすることなく、シート反りの発生及びこれに起因するマイクロニードルの変形を防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有するモールドにポリマー溶解液を注型する注型工程と、
前記凹部の反転形状である凸部を有する機能性シートが形成されるように、前記ポリマー溶解液を乾燥固化する乾燥固化工程と、
前記機能性シートを前記モールドから剥離する剥離工程とを含む機能性シートの製造方法であって、
前記乾燥固化工程では、恒率乾燥期間において、前記ポリマー溶解液の温度ＴＰが、前記ポリマー溶解液のゲル化温度Ｔgelより高い温度に調節されることを特徴とする機能性シートの製造方法。
【請求項２】
前記乾燥固化工程では、恒率乾燥期間において、前記ポリマー溶解液の温度ＴＰと前記ポリマー溶解液のゲル化温度Ｔgelとの間で、Ｔgel＋３０℃＞ＴＰ＞Ｔgelの関係が成立するように前記ポリマー溶解液の温度ＴＰが調節されることを特徴とする請求項１に記載の機能性シートの製造方法。
【請求項３】
前記乾燥固化工程では、前記ポリマー溶解液の周囲の環境相対湿度が、４０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下に調節されることを特徴とする請求項１又は２に記載の機能性シートの製造方法。
【請求項４】
前記乾燥固化工程では、０．１ｍ/ｓｅｃ以上、１ｍ/ｓｅｃ以下の風速で、前記ポリマー溶解液に向けて送風することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能性シートの製造方法。
【請求項５】
前記ポリマー溶解液は、ゼラチン、アガロース、ペクチン、ジェランガム、カラギナン、キサンタンガム、アルギン酸、でんぷん、セルロース、トリアセチルセルロース及びデキストリンのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の機能性シートの製造方法。
【請求項６】
前記凸部の形状は、幅が０．１〜２００μｍ、高さが０．３〜３０００μｍの錐形状であり、前記凸部の先端の曲率半径は２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の機能性シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凸部が表面に形成された機能性シートの製造方法に関し、例えば高アスペクト比凸部（微細周期構造体）がアレイ状に配列された機能性シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロニードルなどの高アスペクト比の構造体（微細周期構造体）をアレイ状に配列した機能性シートは、様々な分野で応用されている。
【０００３】
例えば、医療技術分野では、薬剤を含む高アスペクト比構造の機能性シートを用いることで、患者の皮膚表面又は皮膚角質層を介して、薬剤を患者に効率的に投与する経皮吸収システムが注目を集めている。このような経皮吸収システム用の機能性シートは、一般に、経皮吸収シートと称される。経皮吸収シートの製造方法として様々な方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１及び２は、針状凹部を有するモールド（スタンパ）を用いて、薬剤を含む溶融状態の糖類材料を射出成形することにより、マイクロニードルを有する経皮吸収シートを製造する方法を開示している。
【０００５】
また、特許文献３は、溶融状態の糖類材料にピン先端を浸漬した後、当該ピンを引き上げることで、糖類材料を延伸することにより、マイクロニードルを有する経皮吸収シートを製造する方法を開示している。
【０００６】
しかし、特許文献１及び２の方法では、溶融材料の粘度が高いため、モールドの針状凹部の最深部まで溶融材料を充填することが難しい。
【０００７】
特許文献３の方法では、溶融材料を延伸する際に、マイクロニードル先端部が曲がってしまう場合があり、マイクロニードルを高精度かつ均一に成形することが難しい。また、溶融状態で延伸可能な材料は限られており、経皮吸収シートの材料を自由に選択することはできない。さらに、シート成形毎にピンを洗浄する必要があるため、経皮吸収シートを効率的に製造することは難しい。
【０００８】
そこで、針状凹部を有するモールドを用いて、薬剤及びポリマー材料を含むポリマー溶解液をキャスト成形することにより、マイクロニードルを有する経皮吸収シートを製造する方法が提案されている。この方法では、モールドにポリマー溶解液を注型した後、ポリマー溶解液を乾燥固化することで、マイクロニードルを有する経皮吸収シートを製造する。
【０００９】
しかし、キャスト成形により経皮吸収シートを製造する場合は、ポリマー溶解液を乾燥固化する際に、マイクロニードルの先端部を含むシート全体から水分を除去するために膨大な時間を要する。また、乾燥収縮によりシート反り及びシート反りによる応力に起因するマイクロニードルの変形が発生してしまう場合がある。
【００１０】
そこで、以下に示す特許文献４及び５に開示されている方法を利用して、乾燥時間を短縮したり、シート反り及びマイクロニードルの変形を防止したりすることが考えられる。
【００１１】
特許文献４は、コラーゲン溶解液を高温・真空中で乾燥固化して、短時間でコラーゲン皮膜を形成する方法を開示している。この方法を経皮吸収シートの製造に適用すれば、ポリマー溶解液から気相への水分拡散が促進され、ポリマー溶解液を短時間で乾燥固化することができる。
【００１２】
特許文献５は、でんぷん又はキトサンの溶解液を、２０℃で２４時間かけて乾燥固化する方法を開示している。この方法を経皮吸収シートの製造に適用すれば、乾燥収縮によるシート反り及びマイクロニードルの変形を防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−２３８３４７号公報
【特許文献２】特開２００６−５１３６１号公報
【特許文献３】特開２００６−３４５９８３号公報
【特許文献４】特開平５−１８４６６２号公報
【特許文献５】特開２００７−２８４５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献４の方法では、真空中での乾燥固化は、ポリマー溶解液の内部での気泡発生を伴うため、微細なマイクロニードルの形成が気泡により阻害される場合がある。また、ポリマー溶解液の乾燥速度が過剰になり、シート反り及びマイクロニードルの変形が発生しやすくなる。
【００１４】
また、特許文献５の方法では、ポリマー溶解液を低温で乾燥固化するため、シート全体から水分を除去するには多大な時間を要する。
【００１５】
このように、特許文献４及び５の方法を利用しても、乾燥時間短縮と、シート反り及びマイクロニードルの変形の防止とを両立することは難しい。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、乾燥時間短縮と、シート反り及びマイクロニードルなどの高アスペクト比構造体の変形防止とを両立することができる機能性シートの製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、凹部を有するモールドにポリマー溶解液を注型する注型工程と、前記凹部の反転形状である凸部を有する機能性シートが形成されるように、前記ポリマー溶解液を乾燥固化する乾燥固化工程と、前記機能性シートを前記モールドから剥離する剥離工程とを含む機能性シートの製造方法であって、前記乾燥固化工程では、恒率乾燥期間において、前記ポリマー溶解液の温度ＴＰが、前記ポリマー溶解液のゲル化温度Ｔgelより高い温度に調節されることを特徴とする機能性シートの製造方法に関する。
【００１８】
請求項１に係る製造方法によれば、恒率乾燥期間において、ポリマー溶解液のゲル化を防止してポリマー溶解液を液状に維持することができる。これにより、乾燥速度を極端に小さくすることなく、シート反りの発生及びこれに起因するマイクロニードルの変形を防止することが可能である。すなわち、乾燥時間短縮と、シート反り及びマイクロニードルの変形の防止とを両立することが可能である。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、前記乾燥固化工程では、恒率乾燥期間において、前記ポリマー溶解液の温度ＴＰと前記ポリマー溶解液のゲル化温度Ｔgelとの間で、Ｔgel＋３０℃＞ＴＰ＞Ｔgelの関係が成立するように前記ポリマー溶解液の温度ＴＰが調節されることを特徴とする請求項１に記載の機能性シートの製造方法に関する。
【００２０】
請求項２に係る製造方法によれば、乾燥時間短縮と、シート反り及びマイクロニードルの変形の防止とを両立することができるとともに、材料（シート原材料やシートに添加される薬剤）の熱劣化を防止することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、前記乾燥固化工程では、前記ポリマー溶解液の周囲の環境相対湿度が、４０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下に調節されることを特徴とする請求項１又は２に記載の機能性シートの製造方法に関する。
【００２２】
請求項３に係る製造方法によれば、乾燥速度が過剰になることを防ぎ、適度な水分の拡散状態を維持することで、シート反り及びこれに起因するマイクロニードルの変形を低減することができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、前記乾燥固化工程では、０．１ｍ/ｓｅｃ以上、１ｍ/ｓｅｃ以下の風速で、前記ポリマー溶解液に向けて送風することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能性シートの製造方法に関する。
【００２４】
請求項４に係る製造方法によれば、乾燥速度が過剰になることを防ぎ、適度な水分の拡散状態を維持することで、シート反り及びこれに起因するマイクロニードルの変形を低減することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、前記ポリマー溶解液は、ゼラチン、アガロース、ペクチン、ジェランガム、カラギナン、キサンタンガム、アルギン酸、でんぷん、セルロース、トリアセチルセルロース及びデキストリンのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の機能性シートの製造方法に関する。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、前記凸部の形状は、幅が０．１〜２００μｍ、高さが０．３〜３０００μｍの錐形状であり、前記凸部の先端の曲率半径は２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の機能性シートの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、恒率乾燥期間におけるポリマー溶解液のゲル化を防止することにより、乾燥時間短縮と、シート反り及びマイクロニードルの変形の防止とを両立することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。以下では、医療分野において皮膚を介し薬剤を投入するのに使用されるマイクロニードルシートを例として説明するが、針等の高アスペクト比構造体を有する他の機能性シートに対しても本願発明を適用することが可能である。
【００２９】
図１は、マイクロニードルシート２２の一例を示す断面図である。このマイクロニードルシート２２は、ほぼ均一な膜厚を有するシート部２６と、当該シート部２６と一体的な構造を有する多数のニードル部２４とを有する。
【００３０】
ニードル部２４は、円錐や角錐などの錐形状や、円柱や角柱などの柱形状を有する。ニードル部２４は、シート部２６から突出するようにして設けられており、シート部２６からの高さＨ及び基底部の幅（径）Ｄの比によって表されるアスペクト比Ａ（Ａ＝Ｈ／Ｄ）が非常に大きい。
【００３１】
皮膚表面から所望深さ（例えば数１００μｍの深さ）までニードル部２４を刺し入れて薬剤の浸透性を高めるためには、先端が尖っており、径が充分に小さく、強度が大きな曲がり難いニードル部２４が望ましい。その一方で、細過ぎるニードル部２４を用いた場合には、ニードル部２４の先端や根元で折れ曲がってしまうことがあり、太過ぎるニードル部２４を用いた場合には、ニードル部２４を所望の深さまで皮膚に刺し入れることが難しい。そのため、ニードル部２４の先端を充分に尖らせる一方で、シート部２６との接合部であるニードル部２４の基底部の径を大きくすることにより、ニードル部２４を折れ難くすることができる。
【００３２】
このような事情から、ニードル部２４の基底部の幅（径）Ｄは、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下（特に２００μｍ以下）であることが好ましく、１０μｍ以上４００μｍ以下であることがより好ましい。特にニードル部２４が円錐形状を有する場合には、基底部の直径が０．１μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。
【００３３】
またニードル部２４の高さＨは、０．３μｍ以上３０００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上１２００μｍ以下であることがより好ましい。さらに、刺さり易さの指標となる穿刺力を左右するニードル部２４の先端部の曲率半径Ｒは、２００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３４】
そしてニードル部２４のアスペクト比Ａ（Ａ＝Ｈ／Ｄ）は、１以上であることが好ましく、２．５以上であることがより好ましい。
【００３５】
またシート部２６は、患者皮膚の形状に合わせて変形可能な柔軟性を確保する観点からは薄いほうが好ましく、具体的には２００μｍ以下の膜厚であることが好ましく、１００μｍ以下の膜厚であることがより好ましい。
【００３６】
なお、上述のような微細形状を有するニードル部２４は「マイクロニードル」と称されることもあり、シート上に配列された複数のニードル部２４は「マイクロニードルアレイ」と称されることがある。
【００３７】
次に、マイクロニードルシート２２の製造方法について説明する。
【００３８】
図２は、マイクロニードルシート２２の製造方法の一例を示す図である。本実施形態では、スタンパ（モールド）１０を用いたキャスト成形によってマイクロニードルシート２２が製造される。
【００３９】
まず、図２（ａ）に示すように、複数の針状凹部１２を有する剥離性に優れたスタンパ１０を準備し、スタンパ１０上において針状凹部１２を取り囲むように枠体１８を載置する。このスタンパ１０の針状凹部１２は、例えば０．１〜１０００μｍの径を有する窪んだ領域であり、平坦面１６から最深部１４に向かって徐々に幅が狭くなる。枠体１８は、スタンパ１０とは別体の弾性を有する部材によって構成され、スタンパ１０との密着性に優れている。
【００４０】
なお、スタンパ１０は任意の方法で作製可能である。例えば、多数の円錐、角錐、角柱などの凸形状アレイを有する型（金型）から、当該凸型アレイの反転形状を持つ針状凹部１２を有するスタンパ１０を作製することができる。この凸形状アレイを有する型は、例えば、金属（Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＭｇＯ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、α−酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム、ステンレス（スタバックス材）、或いはこれらの合金等）や超硬材料の原版を、ダイヤモンドバイトや研削加工用砥石によって切削・研削加工することで作製可能である。また、シリコン（Ｓｉ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、或いは感光性樹脂などを用いた半導体微細加工技術に基づく三次元立体加工によって、凸形状アレイを有する型を作製する方法もある。また、当該型からスタンパ１０を作製する方法として、例えば所定の樹脂を型上に塗布した後に固化する方法や、型に基づく電鋳を利用する方法が挙げられる。スタンパ１０の作製に用いられる樹脂は用途に応じて適宜選定可能であり、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂（例えばシルガード１８４（東レ・ダウコーニング株式会社製）や１３１０ＳＴ（藤倉応用化工株式会社製）などのシリコーン樹脂）、ＵＶ硬化樹脂、プラスチック樹脂（例えばポリスチレンやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート））をスタンパ１０の作製に使用することが可能である。
【００４１】
なお、気体透過性の高い材料により構成されるスタンパ１０は、針状凹部１２内に残存する空気をスタンパ１０を介して外部に排出することができる点で好ましい。また、シリコーンゴムに代表される撥水性の高い材料によってスタンパ１０の表面が構成されている場合には、スタンパ１０に対して特別な表面処理を施さなくてもマイクロニードルシート２２をスタンパ１０から適切に剥離することが可能である。また、シリコーンゴム系の素材は、繰り返し加圧される転写に対して耐久性が高く、他のポリマーに対する剥離性も比較的良好であるため、スタンパ１０の材料として好ましい。
【００４２】
このようなスタンパ１０および枠体１８を準備する一方で、マイクロニードルシート２２の素材となる原料液の調製が行われる。この原料液の調製は任意の方法で行われ、例えば粉体の原料ポリマー（高分子材料）を溶媒に溶かすことで作られるポリマー溶解液を原料液として用いたり、熱溶融した液状の原材料を原料液として用いたりすることができる。また、薬剤投与用のマイクロニードルシート２２を製造する場合には、調製した原料液に所望の薬剤を添加してもよい。
【００４３】
原料液の構成成分は、マイクロニードルシート２２の用途に合わせて適宜選定される。例えば、用途が経皮吸収シートのマイクロニードルシート２２を製造する場合は、ポリマー溶解液に溶かす原料ポリマーとして、生体適合性を有する材料（生体適合材料）を使用することが好ましい。具体的には、ゼラチン、アガロース、ペクチン、ジェランガム、カラギナン、キサンタンガム、アルギン酸、でんぷん、セルロース、トリアセチルセルロース、デキストリンなどの水溶性のポリマーや、アクリルやポリスチレンなどのポリマーを使用することができる。またポリマー溶解液の溶媒は原料ポリマーとの相性等に基づいて適宜選定され、例えば水、アルコール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）などを溶媒として使用することが可能である。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示すように、調製された原料液２０がスタンパ１０に注型される（注型工程）。そして、枠体１８上にプレス具１９が配置され、枠体１８および当該枠体１８によって囲まれる領域がプレス具１９によって押圧される。これにより、スタンパ１０と枠体１８とによって画成される領域内の原料液２０が加圧され、針状凹部１２の最深部１４まで原料液２０が満たされる。また、スタンパ１０が空気透過性に優れた材料により構成されている場合には、プレス具１９による加圧によって、針状凹部１２内に僅かに残存する空気（気泡）１５をスタンパ１０内に押し出して除去することができるため、より適切に原料液２０を針状凹部１２に充填することができる。
【００４５】
なおスタンパ１０への原料液２０の注型は、原料液２０をスタンパ１０上に均一に付与することができる任意の手法で行うことができる。例えば、原料液２０をスタンパ１０上に滴下して、原料液２０自体の流動性を利用してもよいし、スタンパ１０を回転させた状態でスピン塗布を行ってもよいし、バーコータによって原料液２０をスタンパ１０上に塗布してもよい。
【００４６】
その後、プレス具１９が取り除かれ、乾球温度及び相対湿度が調整された空気を所定の速度で送風することにより、スタンパ１０上の原料液２０の乾燥固化が行われる（乾燥固化工程）。これにより、図２（ｃ）に示すように、針状凹部１２の反転形状を有するニードル部２４と、平坦面１６及び枠体１８に囲まれるシート部２６とを備えるマイクロニードルシート２２が、スタンパ１０上に形成される。具体的な乾燥条件については後述するが、本実施形態では、恒率乾燥期間において原料液２０がゲル化しないように、原料液２０に吹き付けられる空気の乾球温度及び相対湿度が調節される。これにより、乾燥固化時におけるマイクロニードルシート２２の反り及びこの反りに起因するニードル部２４の変形を効果的に防ぐことができ、マイクロニードルシート２２（特に微細形状を有するニードル部２４）を精度良く成形することができる。また、例えば原料液２０が熱可塑性天然高分子を含む場合には、原料液２０を冷却しながら乾燥する。
【００４７】
そして、枠体１８がスタンパ１０上から取り除かれ、スタンパ１０からマイクロニードルシート２２が剥離されることによって、図２（ｄ）に示すマイクロニードルシート２２が得られる（剥離工程）。
【００４８】
なお、スタンパ１０上において乾燥固化したマイクロニードルシート２２は、通常は、スタンパ１０だけではなく枠体１８に対しても固着する。したがって、マイクロニードルシート２２のうち特に枠体１８近傍の端部（図２（ｃ）の「Ｂ」参照）を剥離する際には強い力が必要になるが、剥離時の力が強くなるほどマイクロニードルシート２２の破断の懸念が増す。そのため本実施形態では、マイクロニードルシート２２の剥離に先立って枠体１８がスタンパ１０上から取り除かれる。これにより、マイクロニードルシート２２、枠体１８、およびスタンパ１０の各々を比較的小さな力で分離することが可能であり、スタンパ１０からマイクロニードルシート２２を剥離する際の初期剥離力を低減して、剥離時のマイクロニードルシート２２の破断を防ぐことができる。
【００４９】
また本実施形態の剥離工程では、マイクロニードルシート２２（特に微細形状のニードル部２４の先端部）に不要な力が作用しないように、マイクロニードルシート２２を鉛直方向（図２（ｃ）の矢印Ａを参照）に剥離する。具体的には、複数のパッドをマイクロニードルシート２２に対し減圧吸着させて、当該パッドを鉛直方向に引き上げることで、マイクロニードルシート２２全体にほぼ均一な吸着力を作用させることが可能である。このようなパッドによる吸着剥離を行う場合には、マイクロニードルシート２２の表面の凹凸形状に沿ってパッドが密着するように、例えば直径３ｃｍ程度のシリコーンゴム製のパッドを用いることができる。なお、撥水性の高い素材に代表される剥離性に優れた材料（例えばシリコーンゴム）によってスタンパ１０の表面が構成されている場合には、スタンパ１０に対して特別な表面処理を施さなくてもマイクロニードルシート２２をスタンパ１０から適切に剥離することが可能である。
【００５０】
次に、本実施形態におけるスタンパ１０上の原料液２０の乾燥条件について説明する。乾燥条件の具体的な説明に入る前に、まず、乾燥条件がシート成形性に与える影響について、図３及び４を用いて説明する。
【００５１】
図３は高温・低湿・高風量の条件下で乾燥固化したマイクロニードルシートを示す図である。ここで、「高温・低湿・高風量の条件」とは、比較的高温・低湿の空気を、原料液２０に向けて高速で送風する場合を意味する。高温・低湿・高風量の条件下では、急激な乾燥収縮により、マイクロニードルシート２２の端部（図３の「Ｂ」参照）が、スタンパ１０から剥離して、鉛直方向（図３の矢印「Ａ」参照）に反ってしまう。さらに、このシート端部の反りに起因して、シート剥離時に、シート端部近傍のニードル部２４が応力により変形してしまう場合もある。
【００５２】
一方、図４は低温・高湿・低風量の条件下で乾燥固化したマイクロニードルシートを示す図である。ここで、「低温・高湿・低風量の条件」とは、比較的低温・高湿の空気を、原料液２０に向けて低速で送風する場合を指す。低温・高湿・低風量の条件下では、乾燥速度が十分に遅く、急激な乾燥収縮が起こらないため、シート端部（図４の「Ｂ」参照）の反りは発生しない。しかし、この乾燥条件下では、ニードル部２４の先端（図４の「Ｃ」参照）まで十分に乾燥することが難しく、ニードル部２４の強度不足による先端不良が発生する場合がある。
【００５３】
以上説明したように、乾燥条件は、マイクロニードルシート２２の品質を大きく左右する。
【００５４】
そこで、本実施形態では、マイクロニードルシート２２の反りを効果的に低減する目的で、恒率乾燥期間において原料液２０がゲル化しないように、原料液２０に吹き付けられる空気の乾球温度及び相対湿度が調整される。具体的には、恒率乾燥期間における原料液２０の温度ＴＰと、原料液２０のゲル化温度Ｔgelとの間に、ＴＰ＞Ｔgelの関係が成立するように、原料液２０に吹き付けられる空気の乾球温度及び相対湿度が調整される。
【００５５】
このとき、材料（原料液２０及び原料液２０に添加される薬剤）の熱劣化を防止する観点から、恒率乾燥期間における原料液２０の温度ＴＰと、原料液２０のゲル化温度Ｔgelとの間にＴgel＋３０℃＞ＴＰ＞Ｔgelの関係が成立するように、空気の乾球温度及び相対湿度が調節されることが好ましい。
【００５６】
さらに、急激な乾燥収縮によるシート反りを低減する観点から、原料液２０に吹き付ける空気の相対湿度及び風速を高湿・低速に調節することが好ましい。空気の相対湿度及び風速を高湿・低速に調節することにより、原料液２０と空気との界面（シート部２６と空気との界面）における水分の拡散速度（乾燥速度）が過剰になることを防ぐことができる。これにより、適度な水分の拡散状態を維持し、図３に示すシート端部の反りや、シート反りに起因するニードル部２４の変形を低減することができる。
【００５７】
以上説明した本実施形態の乾燥固化方法で原料液２０を乾燥固化するには、乾燥条件を高温・高湿・低風量に設定すればよい。ここで、「高温・高湿・低風量」の乾燥条件とは、比較的高温・高湿の空気を原料液２０に向けて低速で送風することを指す。例えば、原料液２０として、ゼラチン濃度２０ｗｔ％のゼラチン水溶液（Ｔgel≒３５℃）を用いる場合は、恒率乾燥期間における原料液２０の温度が３５〜６５℃となるように、乾球温度が３９〜８０℃、相対湿度が４０〜８０％ＲＨの空気を、０．１〜１ｍ/ｓｅｃの速度で原料液２０に向けて送風してもよい。
【００５８】
本実施形態において、原料液２０に吹き付ける空気の乾球温度及び相対湿度を調節することで恒率乾燥期間における原料液２０のゲル化を積極的に防止するのは、原料液２０中の水分の大半が恒率乾燥期間において蒸発するからである。この点について、図５を用いて説明する。なお、以下では、説明の便宜のため、原料液２０の溶媒が水である場合を例として説明するが、原料液２０の溶媒が水以外の液体である場合にも同様の説明が当てはまる。
【００５９】
図５は、乾燥固化工程における原料液の含水率及び温度の経時変化を示すグラフである。原料液２０の乾燥開始とともに、原料液温度２００（＝ＴＰ）は上昇し始め、含水率２１０は徐々に減少し始める（図５の０≦ｔ＜ｔ１）。その後、乾燥進行に伴って、含水率２１０の減少速度は一定になる（ｔ１≦ｔ≦ｔ２）。このｔ１≦ｔ≦ｔ２の期間は、一般に恒率乾燥期間と呼ばれる。恒率乾燥期間では、周囲の空気から原料液２０に単位時間当たりに供給される熱量と、単位時間当たりに水の蒸発に費やされる熱量とが釣り合っており、このときの原料液温度２００は湿球温度ＴＷとほぼ等しい温度で一定になる。その後も乾燥し続けると、含水率２１０の減少速度は徐々に小さくなるとともに、原料液温度２００は再び上昇し始める（ｔ＞ｔ２）。このｔ＞ｔ２の期間は、一般に減率乾燥期間と呼ばれる。
【００６０】
図５に示すように、恒率乾燥期間（ｔ１≦ｔ≦ｔ２）で原料液２０の水分の大半が除去され、減率乾燥期間（ｔ＞ｔ２）での水分蒸発量は少ない。このため、恒率乾燥期間では、減率乾燥期間に比べて、乾燥収縮の程度が大きいと考えられる。したがって、本実施形態のように、乾燥収縮が起こりやすい恒率乾燥期間で、原料液２０をゲル化させずに液状のまま維持することにより、マイクロニードルシート２２の反り及びこれに起因するニードル部２４の変形を効果的に低減することができる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、恒率乾燥期間における原料液２０の温度ＴＰを、原料液２０のゲル化温度Ｔgelより高い温度に調節することで、乾燥収縮が起こりやすい恒率乾燥期間において、原料液２０のゲル化を防止することができる。これにより、乾燥速度を極端に小さくすることなく、マイクロニードルシート２２の反り及びこれに起因するニードル部２４の変形を防止することができる。すなわち、乾燥時間短縮と、マイクロニードルシート２２の反り及びこれに起因するニードル部２４の変形の防止とを両立することが可能になる。
【００６２】
また、恒率乾燥期間における原料液２０の温度ＴＰとゲル化温度Ｔgelとの間でＴgel＋３０℃＞ＴＰ＞Ｔgelの関係が成立するように、乾燥固化を進めることにより、乾燥時間短縮と、マイクロニードルシート２２の反り及びマイクロニードル２４の変形の防止とを両立するとともに、材料（シート原材料やシートに添加される薬剤）の熱劣化を防止することができる。
【００６３】
また、原料液２０の周囲の環境相対湿度を、４０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下に調節することにより、乾燥速度が過剰になることを防ぎ、適度な水分の拡散状態を維持することで、マイクロニードルシート２２の反り及びマイクロニードル２４の変形を防止できる。
【００６４】
また、０．１ｍ/ｓｅｃ以上、１ｍ/ｓｅｃ以下の風速で、原料液２０に向けて送風することにより、乾燥速度が過剰になることを防ぎ、適度な水分の拡散状態を維持することで、マイクロニードルシート２２の反り及びマイクロニードル２４の変形を防止できる。
【００６５】
以上、本発明の一例について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【００６６】
例えば、上記実施形態ではプレス具１９によって枠体１８を加圧する態様が示されているが、マルトースなどの粘度の高い素材を原料液２０として用いる場合にはスタンパ１０上の原料液２０を直接プレス（加圧）して針状凹部１２内の残存空気を除去することもできる。また、スタンパ１０上の原料液２０が液状を保っている状態で周辺環境を減圧することにより、針状凹部１２に内の残存空気を外部に排出することも可能である（減圧注入）。
【００６７】
また、上記実施形態ではスタンパ１０と枠体１８とが別体で設けられている例について説明したが、スタンパ１０および枠体１８が一体的に単一部材で構成されていてもよい。この場合、スタンパ１０上に原料液２０を注型した際に、スタンパ１０と枠体１８との間から原料液２０が洩れ出すことがない。
【実施例】
【００６８】
上述の実施形態に係る方法により、以下の条件でマイクロニードルシートを作製して、乾燥条件の評価を行った。
【００６９】
[マイクロニードルシートの作製]
＜スタンパの作製＞
まず、ダイヤモンドバイトを用いて銅板を切削加工することで、底辺長が１６０μｍ、高さが４００μｍの四角錐形状を、ピッチ４６０μｍで形成して、原版を作製した。この原版を用いて、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、信越シリコーン型取り用ＲＴＶゴム）の転写品を作製し、スタンパを得た。スタンパ表面には、深さが４００μｍ、幅が１６０μｍである四角錐状の凹部が形成された。
【００７０】
＜原料液の調製＞
ゼラチン（新田ゼラチン株式会社製、新田ゼラチン７３２）を５０℃の温水に溶解し、ゼラチン濃度が２０重量％の水溶液を調製した。調整した原料液のゲル化温度を測定したところ、約３５℃であった。
【００７１】
＜原料液の注型＞
シリコーンシート（信越ファインテック株式会社製、シンエツシリコシートＢＡグレード）の中央部分に開口部を設けた。スタンパの四角錐孔パターン部がシリコーンシートの開口部から露出するように位置合わせした状態で、シリコーンシートをスタンパに積層・接着して、枠体とした。この後、ディスペンサを用いて、枠体（シリコーンシート）により囲まれたスタンパ上の領域に、ポリマー溶解液を滴下した。そして、プレス具を用いて、枠体及び当該枠体により囲まれる領域を０．５ＭＰａで２分間押圧した。
【００７２】
＜原料液の乾燥固化＞
種々の乾燥条件で、スタンパ上の原料液を乾燥固化した。具体的には、スタンパ上の原料液に向けて、所定の乾球温度及び相対湿度に調整された空気を所定の速度で送風して、原料液を乾燥固化した。
【００７３】
＜剥離工程＞
スタンパに積層・接着した枠体（シリコーンシート）を取り外した後、マイクロニードルシートの裏面に粘着テープを貼りつけて、当該粘着テープごとスタンパから剥離した。
【００７４】
乾燥条件によって異なるが、マイクロニードルシートには、高さが約４００μｍ、底面長が約１６０μｍ、先端の曲率半径が約２μｍである四角錐状のマイクロニードルが形成されていた。
【００７５】
[乾燥条件の評価]
種々の乾燥条件で作製したマイクロニードルシートについて、成形性、乾燥時間及び材料劣化の有無の観点で評価を行った。なお、恒率乾燥期間における原料液温度（湿球温度）は、空気の乾球温度及び相対湿度に基づいて空気線図により算出した温度を用いた。
【００７６】
＜乾燥湿度と乾燥時間及び成形性との関係＞
図６は乾燥湿度と乾燥時間及び成形性との関係についての評価結果を示す図である。
【００７７】
図６に示すように、原料液に向けて送風する空気の乾燥湿度を４０〜８０％ＲＨに調整することにより、ニードル先端不良やシート反りを発生させずにマイクロニードルシートを作製することが可能であり、かつ、生産性も良好であることが確認された。
【００７８】
一方、乾燥湿度が４０％ＲＨよりも小さい場合（比較例１）には、ニードル先端の乾燥不足に起因するニードル先端不良が発生することが分かった。また、乾燥湿度が８０％ＲＨより大きい場合（比較例２）には、乾燥時間が非常に長くなってしまい（１週間程度）、生産性が低いことが分かった。
【００７９】
＜原料液温度と材料劣化及び成形性との関係＞
図７は原料液温度と材料劣化及び成形性との関係についての評価結果を示す図である。
【００８０】
図７に示すように、恒率乾燥期間における原料液温度ＴＰとゲル化温度Ｔgel（≒３５℃）との間でＴgel＋３０℃＞ＴＰ＞Ｔgelの関係がある場合（実施例３〜５）には、ニードル先端不良やシート反りを発生させずにマイクロニードルシートを作製可能であり、かつ、材料（シート原材料やシートに添加される薬剤）の熱劣化もないことが分かった。
【００８１】
一方、恒率乾燥期間における原料液温度ＴＰがゲル化温度Ｔgel（≒３５℃）よりも低い場合（比較例３及び４）には、ニードル先端不良が発生することが分かった。また、恒率乾燥期間における原料液温度ＴＰとゲル化温度Ｔgelとの間にＴgel＋３０℃≦ＴＰの関係がある場合（比較例５）には、材料（シート原材料やシートに添加される薬剤）が熱劣化してしまうことが分かった。
【００８２】
＜空気風速と成形性の関係＞
図８は空気風速と成形性との関係についての評価結果を示す図である。
【００８３】
図８に示すように、空気の送風速度を０．１〜１ｍ/ｓｅｃに調整することにより、ニードル先端不良やシート反りを発生させずにマイクロニードルシートを作製可能であることが分かった。
【００８４】
一方、空気の送風速度が１ｍ/ｓｅｃより大きい場合（比較例６）には、急激な乾燥収縮に起因するシート反りが発生した。これは、原料液に向けて空気が高速で送風されることから、原料液の液面が流されてしまったり、原料液の液面近傍でのみ乾燥が進んでしまったりすることにより、マイクロニードルシート厚み方向に乾燥むらが生じるためであると考えられる。また、空気の送風速度が０．１ｍ/ｓｅｃの場合（比較例７）には、ニードル先端の乾燥不足に起因するニードル先端不良が発生することが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態に係る製造方法により製造されるマイクロニードルシートの構造例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るマイクロニードルシートの製造方法を示す図である。
【図３】乾燥条件が高温・低湿・高風量の場合に得られるマイクロニードルシートを示す図である。
【図４】乾燥条件が低温・高湿・低風量の場合に得られるマイクロニードルシートを示す図である。
【図５】乾燥工程における原料液の含水率及び温度の経時変化を示す図である。
【図６】乾燥湿度と乾燥時間及び成形性との関係についての評価結果を示す図である。
【図７】原料液温度と材料劣化及び成形性との関係についての評価結果を示す図である。
【図８】空気風速と成形性との関係についての評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０…スタンパ、１２…針状凹部、１４…最深部、１５…空気、１６…平坦面、１８…枠体、１９…プレス具、２０…原料液、２２…マイクロニードルシート、２４…ニードル部、２６…シート部、２００…原料液温度、２１０…含水率
【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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