(57)【要約】【課題】好適に中空針状体を製造することが出来る中空針状体製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の中空針状体製造方法は、非中空針状体が形成された基板上に中空針状体材料を充填し、該中空針状体材料を硬化することを特徴とする。本発明の構成によれば、非中空針状体が形成された基板上に中空針状体材料を充填されたとき、中空針状体材料は、中空針状体材料自体の表面張力により、非中空針状体の形状に応じて自己整合的に中空針状体の形状に留まる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部が空洞状である中空針状体を製造する方法であって、
基板に非中空針状体を形成する工程と、
前記非中空針状体が形成された基板上に中空針状体材料を充填する工程と、
前記中空針状体材料を硬化する工程と、
前記非中空針状体と前記中空針状体材料を剥離する工程と、
を備えたことを特徴とする中空針状体製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の中空針状体製造方法であって、
中空針状体材料を充填する工程にあって、非中空針状体の先端部まで中空針状体材料を充填しないこと
を特徴とする中空針状体製造方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の中空針状体の製造方法であって、
非中空針状体が形成された基板上に表面処理を施すこと
を特徴とする中空針状体製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の中空針状体製造方法であって、
基板に非中空針状体を形成する工程にあって、複数の非中空針が配列された非中空針状体を形成すること
を特徴とする中空針状体製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の中空針状体製造方法を用いて製造した中空針状体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中央部が空洞状である中空針状体を製造する方法に関するものである。
【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である経皮吸収法は、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が出来る方法として用いられているが、薬剤の種類によっては経皮吸収法で投与が困難な薬剤が存在する。これらの薬剤を効率よく体内に吸収させる方法として、ミクロンオーダーの微細な針状体を用いて皮膚を穿孔し、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、簡便に薬剤を皮下投薬することが可能となる（特許文献１参照）。
【０００３】
この際に用いる微細な針状体の形状は、皮膚を穿孔するための十分な細さと先端角、および皮下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、針状体の直径は数μｍから数百μｍ、針状体の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程度のものであることが望ましいとされている。
【０００４】
より具体的には、最外皮層である角質層を貫通することが求められる。角質層の厚さは人体の部位によっても若干異なるが、平均して２０μｍ程度である。また、角質層の下にはおよそ２００μｍから３５０μｍ程度の厚さの表皮が存在し、さらにその下層には毛細血管が張りめぐる真皮層が存在する。このため、角質層を貫通させ薬液を浸透させるためには少なくとも２０μｍ以上の針が必要となる。また、採血を目的とする針状体を製造する場合には、上記の皮膚の構成から少なくとも３５０μｍ以上の高さの針状体が必要となる。
【０００５】
また、針状体の形態として、用途によっては、中央部が空洞状である中空針状体の形状が望ましい場合がある。（例えば、穿刺後に対象から体液を採取、穿刺後に対象に薬液を注入、などを目的とする場合など。）
【０００６】
上述した構造体を形成する方法の一例として、リソグラフィ加工およびエッチング加工を用いた針状体製造方法が挙げられる（特許文献２参照）。
【特許文献１】米国特許第６，１８３，４３４号明細書
【特許文献２】特開２００２−３６９８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の中空針状体の製造方法は構造体を形成するために多くの工程と時間を費やさなければならず、量産性に乏しい。
また、特に、複数の針が配列された中空針状体を形成する場合、各針毎に、精度良く中心位置に中空部を形成することは困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、好適に中空針状体を製造することが出来る中空針状体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】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、中央部が空洞状である中空針状体を製造する方法であって、基板に非中空針状体を形成する工程と、前記非中空針状体が形成された基板上に中空針状体材料を充填する工程と、前記中空針状体材料を硬化する工程と、前記非中空針状体と前記中空針状体材料を剥離する工程と、を備えたことを特徴とする中空針状体製造方法である。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の中空針状体製造方法であって、中空針状体材料を充填する工程にあって、非中空針状体の先端部まで中空針状体材料を充填しないことを特徴とする中空針状体製造方法である。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかに記載の中空針状体の製造方法であって、非中空針状体が形成された基板上に表面処理を施すことを特徴とする中空針状体製造方法である。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれかに記載の中空針状体製造方法であって、基板に非中空針状体を形成する工程にあって、複数の非中空針が配列された非中空針状体を形成することを特徴とする中空針状体製造方法である。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれかに記載の中空針状体製造方法を用いて製造した中空針状体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の中空針状体製造方法は、非中空針状体が形成された基板上に中空針状体材料を充填し、該中空針状体材料を硬化することを特徴とする。
本発明の構成によれば、非中空針状体が形成された基板上に中空針状体材料を充填されたとき、中空針状体材料は、中空針状体材料自体の表面張力により、非中空針状体の形状に応じて自己整合的に中空針状体の形状に留まる。
よって、好適に中空針状体を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、具体的に図１を用いながら、本発明の中空針状体製造方法について説明を行う。
【００１６】
＜基板に非中空針状体を形成する工程＞
まず、基板１０に、非中空針状体１１を形成する（図１（ａ））。
【００１７】
非中空針状体の形成方法は、用途／寸法などに応じて、適宜公知の微細加工技術などを用いて形成してよい。例えば、微細加工技術として、リソグラフィ方法、エッチング方法、微細機械加工法（レーザ加工、マシニング加工、研削加工など）などを用いても良い。
また、形成する非中空針状体の数や領域に関しては特に制限されず、基板上に１本配置しても良いし、アレイ状またはランダムに複数本配置しても良い。
【００１８】
基板は、非中空針状体を形成するのに用いる微細加工技術に適した加工特性を備えていればそれで足るものであり、特に限定されるものではない。例えば、シリコン基板、石英基板、サファイア基板などを用いても良い。
【００１９】
また、複数の非中空針が配列された非中空針状体を形成することが好ましい。本発明の中空針状体製造方法は、中空針状体材料自体の表面張力により、非中空針状体の形状に応じて自己整合的に中空針状体の形状に留まる。よって、針が複数本林立していても、各針の中央部に必ず中空部が形成されるため、複数の針が配列された中空針状体を形成するとき、本発明の製造方法は特に好適に作用する。
【００２０】
＜基板上に中空針状体材料を充填する工程＞
次に、非中空針状体１１上に中空針状体材料１２を充填する（図１（ｂ））。
【００２１】
中空針状体材料は、液状から外的刺激によって硬化する材料を用いれば良い。例えば、融点以上に加熱され溶融した材料、熱硬化性材料、光硬化性材料などを用いて良い。
【００２２】
中空針状体材料の充填方法は特には限定されず、適宜公知の充填方法／塗布方法などを中空針状体材料の選択に応じて用いれば良い。
【００２３】
また、充填より以前に、非中空針状体が形成された基板上に表面処理を施すことが好ましい。表面処理を施すことにより基板の表面エネルギーを制御することが出来、中空針状体材料の充填に際して、表面張力を大きくすることが出来る。これにより、中空針状体の先端部が鋭利な形状で、中空針状体材料が留まる。このため、先端部がより鋭利な中空針状体を製造することが出来る。
表面処理の方法は特に限定されないが、例えば、プラズマ処理などを用いても良い。
なお、中空針状体材料が親水性を示す場合は表面処理は親水化処理が好ましく、中空針状体材料が親油性を示す場合は表面処理は親油化処理が好ましい。
【００２４】
また、中空針状体材料を充填する工程にあって、非中空針状体の先端部まで中空針状体材料充填しないことが好ましい。
非中空針状体の先端部より下部までの充填にとどめることにより、非中空針状体の先端部形状によらず、中空針状体の先端部が鋭利にし、貫通孔を備えた中空針状体を好適に製造することが出来る。また、このとき、非中空針状体は側面部が斜面を備えていればそれで足るものであり、先端部の形状は特に限定されないため、非中空針状体の形成工程において労力を軽減できる。
【００２５】
また、中空針状体材料を充填する工程にあって、非中空針状体の先端部まで中空針状体材料充填してもよい。この場合、非貫通孔の中空部を備えた中空針状体を形成できる。
【００２６】
＜中空針状体材料を硬化する工程＞
次に、中空針状体材料を硬化する。中空針状体材料の硬化方法は、選択した材料の性質に適した方法で処理する。例えば、熱硬化性材料であれば加熱による硬化を行う。
【００２７】
＜基板から中空針状体を剥離する工程＞
次に、非中空針状体基板から中空針状体１３を剥離する（図１（ｃ））。
【００２８】
剥離方法は、選択した基板／中空針状体に応じて適宜好適な方法を行って良い。例えば、物理的な剥離力による剥離、選択性エッチングを用いた基板の除去、などを用いても良い。
【００２９】
以上より、本発明の針状体の製造方法を実施することが出来る。なお、本発明の針状体の製造方法は上記実施の形態に限定されず、各工程において類推することのできる他の公知の方法をも含むものとする。
【実施例】
【００３０】
まず、基板として、厚さ１ｍｍのＳｉ基板を用意した。
【００３１】
次に、研削部に傾斜角のついたテーパーダイシングブレードを用い、Ｓｉ基板を碁盤目状に研削加工を行い、四角錐状の非中空針状体をアレイ状に１００本形成した。この時、非中空針状体の形状は高さ７００μｍ、先端角１０度であった。
【００３２】
次に、非中空針状体が形成されたＳｉ基板上に、シリコーン樹脂を充填した。シリコーン樹脂は基板から２５０μｍの高さまで充填した。
【００３３】
次に、シリコーン樹脂を充填後に１５０℃に過熱し硬化を促進させた。
【００３４】
次に、硬化したシリコーン樹脂をＳｉ基板から剥離した。
【００３５】
以上の工程により基板厚み２５０μｍ、非中空針状体高さ３５０μｍ、中空部内径１７μｍのシリコーン樹脂からなる中空針状体を形成することができた（図２）。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の針状体の製造方法は、医療のみならず、微細な針状体を必要とする様々な分野に適用可能である。例えば、半導体デバイス、光学素子、配線回路、記録デバイス（ハードディスクやＤＶＤなど）、医療検査用チップ（ＤＮＡ分析用途など）、ディスプレイパネル、マイクロ流路、マイクロリアクタ、ＭＥＭＳデバイス、検査機器のプローブ先端部、電界放出素子、創薬、化粧品などの製造工程において好適に利用することが期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の中空針状体製造方法の概略断面工程図である。
【図２】本発明の中空針状体の一例を示す上部斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０・・・基板
１１・・・非中空針状体
１２・・・中空針状体材料
１３・・・中空針状体
【図１】
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【図２】
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