(57)【要約】  無痛で皮膚下に挿通可能とするとともに、効率よく医薬物投与または血液吸引抽出を行うことができる医薬物運搬用器具の提供。基部と、基部の裏面より表面へ貫通する貫通孔路と、基部に整列して設けられた複数の微細な略錘状の凸部と、前記凸部に設けられ、凸部基部側と凸部先端部との間の流体をガイドする流体ガイド溝とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、基部の裏面より表面へ貫通する貫通孔路と、基部に整列して設けられた複数の微細な略錘状の凸部と、前記凸部に設けられ、凸部基部側と凸部先端部との間の流体をガイドする流体ガイド溝とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具。
【請求項２】
前記凸部に設けられた流体ガイド溝の端部と、前記貫通孔路の端部とが、５００μｍ以下の間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の医薬物運搬用器具。
【請求項３】
前記流体ガイド溝が前記貫通孔路の一部と重なる位置に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の医薬物運搬用器具。
【請求項４】
前記凸部及び前記基部がシリコン素材により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。
【請求項５】
前記凸部及び前記基部が熱可塑性ポリマ素材により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。
【請求項６】
前記凸部及び前記基部がポリ乳酸素材により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の医薬物運搬用器具。
【請求項７】
凸部を形成するための細孔を有する型と基材とを対向して配置し、前記型と前記基材の少なくともいずれか一方を加熱したうえで基材に圧力を加えて前記型の形状を前記基材に転写させる工程と、冷却して前記基材を離型する工程と、基材の任意の位置にレーザ光を照射して基材の裏面より表面へ貫通する貫通孔路を作製する工程とを有することを特徴とする請求項１〜３及び請求項５〜６のいずれかに記載の医薬物運搬用器具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体への医薬物の投与、または生体からの血液の吸引抽出等の医薬物運搬システムに使用する医薬物運搬用器具に係わり、特に無痛で皮膚下に挿通可能とするとともに、効果的な医薬物供与を広範囲に渡って行うことができる医薬物運搬用器具とその製造方法に関する。
本願は、２００５年１月１４日に出願された特願２００５−７３２６号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薬物の過剰投与および副作用を抑制せしめて、より安全に、効果的に医薬物を投与するために、「必要最小限の薬物を、必要な場所に、必要なときに供給する」ことを命題としたドラッグデリバリーシステム（Ｄｒｕｇ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＤＤＳ）の研究が活発に行われている。そして、このＤＤＳには、（１）医薬物を一定期間にわたって一定速度で放出する、いわゆる「医薬物の徐放化」、（２）医薬物を目的とする患部に選択的に輸送する、いわゆる「ターゲッティング」の大きな２つの目標命題を有している。【０００３】
ところで、これらの目標命題を達成して実用化するには、医薬物の改良だけでは困難であり、薬物を担持、搬送する運搬用器具類の開発が不可欠である。
例えば、経皮吸収治療システム(Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ  Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＴＴＳ）と総称される、皮膚から医薬物を投与し、体内の一部もしくは全身に前記医薬物の作用発現を実現させる技術がある。従来、このＴＴＳに適用できる医薬物はニトログリセリン、硝酸イソソルビド、クロニジン等に代表される皮膚透過性の高いものに限られていた。しかしながら近年、前記皮膚透過性の高い医薬物をより効果的に体内に吸収させたり、皮膚透過性が低い医薬物をＴＴＳに適用させる要求が高まっており、これらを実現するための医薬物運搬器具が提案されている。
非特許文献１には、基部となるＳｉの表面をＳＦ６とＯ２の混合ガスによるドライエッチングプロセスにて加工し、高さ１００μｍ程度のアレイ状針状体（非特許文献１では、マイクロニードルと記載されている）を形成して得られる医薬物運搬用器具が開示されている。この非特許文献１には、このアレイ状針状体を用いて皮膚を穿刺し、針状体より医薬物を運搬し人体に輸送することが開示されている（非特許文献１参照）。【０００４】
また、特許文献１〜３には、アレイ状針状体（特許文献１では、微小針と記載されている）の製造方法が開示されている。さらに特許文献１には前記針状体の中心に基部の裏面より表面へ貫通穴を形成し、中空状針状体（特許文献１では、中空微小針と記載されている）とする技術が開示されている。（特許文献１〜３参照）。
また、特許文献4〜５には、アレイ状針状体（特許文献４には、マイクロニードルと記載されている）の外面に医薬物を運搬するためのガイド溝（特許文献４には、チャネルと記載されている）を形成する技術が開示されている。さらに、特許文献４においては、医薬物を運搬するために前記流体ガイド溝と連結した管路構造を設ける構造が開示されている（非特許文献４〜５参照）。
【非特許文献１】D.V. McAllister et al., "MICROFABRICATEDMICRONEEDLES: A NOVEL APPRAOCHTO TRANSDERMAL DRUG DELIVERY", Proceed. Int'l. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater., 25(1998) Controlled Release Society, Inc.
【特許文献１】国際公開第９９／６４５８０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第００／０５１６６号パンフレット
【特許文献３】特許第３６９６５１３号
【特許文献４】国際公開第２００３／０２０３５９号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２００３／０５９４３１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１に開示されているアレイ状針状体は、実際に医薬物を運搬する構造が明らかにされていない。【０００６】
また、特許文献１〜３に開示されているアレイ状中空針状体では、貫通孔路を通して医薬物や血液を運搬する手段を開示しているが、本技術では開口径が小さい（特許文献３では、直径１５μｍ）ものに限られている。通常の医薬物や血液は非常に粘度が高いため、このように開口径が小さな貫通孔では流動しないという問題がある。開口径を大きくする（例えば、直径５０μｍ）ことは本技術でも容易に行えるが、本技術の場合、針状体先端径も大きくなることを意味し、皮膚を穿刺する効率が低下してしまう問題がある。実際に特許文献１では、アレイ状中空針状体を用いた場合の医薬物運搬効率が、貫通孔路を形成していないアレイ状針状体のそれよりも劣ることを開示している。【０００７】
一方、特許文献４〜５に開示されている流体ガイド溝を備えたアレイ状針状体は、皮膚の穿刺性を損なうことなく医薬物を運搬することを可能にしている技術であると考えられる。しかしながら、特許文献４に開示されているように基部平面に沿って形成されている管路構造により医薬物を運搬する場合、選択的にアレイ状針状体先端へ医薬物を運搬できない問題がある。【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、医薬物を一定期間にわたって一定速度に調節して放出する「医薬物の徐放化」と、医薬物を目的とする患部に選択的に輸送する「医薬物のターゲッティング」とを可能にし、特に無痛で皮膚下に挿通可能とするとともに、効率よく医薬物投与または血液吸引抽出を行うことができる医薬物運搬用器具とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、基部と、基部の裏面より表面へ貫通する貫通孔路と、基部に整列して設けられた微細な略錘状の凸部と、前記凸部に設けられ、凸部基部側と凸部先端部との間の流体をガイドする流体ガイド溝とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具を提供する。【００１０】
本発明の医薬物運搬用器具において、前記凸部に設けられた流体ガイド溝の端部と、前記貫通孔路の端部とは、５００μｍ以下の間隔で配置されていることが好ましい。【００１１】
本発明の医薬物運搬用器具において、前記流体ガイド溝は前記貫通孔路の一部と重なる位置に設けられたことが好ましい。【００１２】
本発明の医薬物運搬用器具において、前記凸部及び前記基部はシリコン素材により構成されていることが好ましい。【００１３】
本発明の医薬物運搬用器具において、前記凸部及び前記基部は熱可塑性ポリマ素材で構成しても良く、前記熱可塑性ポリマ素材のなかでも、ポリ乳酸素材であることが好ましい。【００１４】
本発明における熱可塑性ポリマ素材の医薬物運搬用器具の製造方法において、凸部を形成するための細孔を有する型と基材とを対向して配置し、前記型と前記基材の少なくともいずれか一方を加熱したうえで基材に圧力を加えて前記型の形状を前記基材に転写させる工程と、冷却して前記基材を離型する工程と、前記基材の任意の位置にレーザ光を照射して基材の裏面より表面へ貫通する貫通孔路を作製する工程とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の医薬物運搬用器具は、基部に、基部の裏面より表面へ貫通する貫遍孔路と、凸部に、凸部基部側と凸部先端部との間の流体をガイドする流体ガイド溝とを設けた構成としたので、この貫通孔路と流体ガイド溝を通して、基部裏面より医薬物等の流体を生体に輸送する、もしくは血液等の流体を生体から吸引して基部裏面より取り出す効率を向上させることができる。
また、流体ガイド溝の端部と貫通孔路の端部とを５００μｍ以下の間隔で配置することによって、あるいは流体ガイド溝を貫通孔路の一部と重なる位置に設けたことによって、この貫通孔路と流体ガイド溝を通して、基部裏面より医薬物等の流体を生体に輸送する、もしくは血液等の流体を生体から吸引抽出して基部裏面より取り出す効率をさらに向上させることができる。
また、凸部及び基部をシリコン素材とすることにより、製造が容易となり歩留まりも向上する。
また、凸部及び基部を熱可塑性ポリマ素材とすることにより、より製造が容易となる。
また、凸部及び基部をポリ乳酸素材とすることにより、人体に対して安全な器具となる。
また、凸部及び基部を熱可塑性ポリマ素材で構成する場合、凸部を形成するための細孔を有する型と基材とを対向して配置し、該型と基材の少なくともいずれか一方を加熱したうえで基材に圧力を加えて型の形状を基材に転写させる工程と、冷却して基材を離型する工程と、前記基材の任意の位置にレーザ光を照射して基材の裏面より表面へ貫通する貫通孔路を作製する工程を含んで製造することにより、より製造が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係るアレイ状無痛針の平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａ中のＡ−Ｂ間断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの凸部の拡大斜視図である。
【図２Ａ】第１実施形態のアレイ状無痛針の各部ｈ〜ｍを示す断面図である。
【図２Ｂ】第１実施形態のアレイ状無痛針の各部ｆ，ｇを示す斜視図である。
【図３】第３実施形態のアレイ状無痛針の製造に用いる型を作製するためのマスタ型の製造工程を順に示す断面図である。
【図４】図３（ｃ）の凸部パターニングでのパターンにおける一例を示す平面図である。
【図５】第１実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。
【図６】図５（ｃ）の工程の詳細を示す断面図である。
【図７】図５（ｄ）の工程の詳細を示す平面図である。
【図８】図５（ｆ）の工程に用いる装置の概略構成図である。
【図９】図５（ｆ）の工程の位置合わせ概念を示す平面図である。
【図１０Ａ】本発明の第２実施形態に係るアレイ状無痛針の平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａ中のＡ−Ｂ間断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態のアレイ状無痛針の各部ｎ〜ｔを示す断面図である。
【図１２Ａ】本発明の第３実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。
【図１２Ｂ】本発明の第３実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。
【図１２Ｃ】本発明の第３実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。
【図１２Ｄ】本発明の第３実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…マスタ型、１１，３５，４４…アレイ状無痛針（医薬物運搬器具）、１２，３６…基部、３，１３，３７…凸部、４…流体ガイド溝、１４，３８…貫通孔路、４１…型、４２…基材、４５…加工レーザ光源、４６…光学ミラー類、４７…レーザ光、４８…加工ステージ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなく、例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態を示す図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは図１Ａ中のＡ−Ｂ間断面図、図１Ｃは凸部の拡大斜視図である。本実施形態では、本発明の医薬物運搬用器具の一例として、アレイ状無痛針を例示している。図１Ａ〜Ｃ中、符号１１はアレイ状無痛針、１２は基部、１３は凸部、１４は貫通孔路である。なお、図１Ａおよび図１Ｂ中には示されていないが、この凸部１３には、図１Ｃに示す凸部１３と同じく、凸部基部側と凸部先端部との間の医薬物等の流体の移動をガイドする流体ガイド溝４が形成されている。【００２０】
このアレイ状無痛針１１は、基部１２と、基部１２の裏面より表面へ貫通する貫通孔路１４と、基部１２の表面に整列して設けられた複数の微細な略錘状の凸部１３と、凸部１３に設けられ、凸部基部側と凸部先端部との間の医薬物等の流体の移動をガイドする流体ガイド溝４とを有する構成となっている。前記貫通孔路１４は、凸部１３に設けられた流体ガイド溝に近接して規則的に配置することが望ましい。さらには、流体ガイド溝の端部と貫通孔路１４の端部とが最も近接する距離が、５００μｍ以下であることが望ましい。また、前記凸部１３及び基部１２の材料は、各種金属材料やポリマ材料のなかから適宜選択することができ、その中でも製造が容易で歩留まりが良好となることから、シリコン（Ｓｉ）もしくは熱可塑性ポリマを用いることが好ましい。【００２１】
このアレイ状無痛針１１において、図２Ａ，Ｂ中の各部の寸法ｆ〜ｍは、例えば次の範囲に設定することができる。図２Ａはこのアレイ状無痛針１１の要部断面図、図２Ｂはこのアレイ状無痛針１１の斜視図である。
・基部厚さｈ：２００〜１０００μｍ。
・凸部高さｉ：５０〜５００μｍ。
・凸部の形成ピッチｊ：７０〜１０００μｍ（但し、ｊ＞ｋ＋ｍ）。
・凸部下底ｋ：φ２０〜１００μｍ。
・凸部上底ｌ：φ３μｍ以下。
・流体ガイド溝下底ｆ：φ２０〜１００μｍ（但し、ｆ＜ｋ）。
・流体ガイド溝高さｇ：５０〜５００μｍ（但し、ｇ≦ｉ）。
・貫通孔路径ｍ：φ５０〜５００μｍ
なお、本発明においては特に器具の寸法に関して制限される部分は少なく、最初の設計及びその製造プロセスにより如何様にも寸法を変更することが可能である。【００２２】
図５は、前記アレイ状無痛針１１の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。この図５に従って第１実施形態のアレイ状無痛針１１を製造する一例を、次の製造例１に詳述するが、この製造例１は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。なお、以降の実施形態の例示において、基材とは凸部と基部を構成するための素材であることを示し、医薬物運搬用器具の一構成部である基部とは定義が異なる。【００２３】
（製造例１）
図５（ａ）は、本実施例で基部として使用する両面をミラー研磨した厚さ５００μｍのＳｉウェーハ（以下、Ｓｉ基材１５と記す。）である。以下、Ｓｉ基材１５の両面を表面Ａ、表面Ｂとして区別する。【００２４】
図５（ｂ）は、エッチングマスクとなるＣｒ層１６の形成を表すもので、スパッタリング法により、Ｓｉ基材１５の表面Ｂに約１μｍのＣｒ層１６を形成する。【００２５】
図５（ｃ）は、位置合わせ目印の形成を表すもので、Ｓｉ基材１５の表面Ｂにフォトリソグラフィー技術とスパッタリング法により、貫通孔路位置合わせ用の目印パターン１７を形成し、リフトオフ工程により、不用（非パターン）部を取り除いた。なお、目印パターン１７に用いた材質はＡｕであり、その膜厚は約３μｍとした。
図６は、貫通孔路位置合わせ用の目印パターン１７の形成工程の詳細を示す断面図である。この方法では、まず、図６（ａ）に示すように、Ｃｒ層１６上の非パターン部にフォトレジスト２０を設ける。次いで、図６（ｂ）に示すように、スパッタリング法によってＡｕ層２１を形成する。次いで、図６（ｃ）に示すように、非パターン部のフォトレジスト２０をその上に堆積したＡｕ層２１ごと取り除く。これによって所望の位置にＡｕからなる目印パターン１７が形成される。【００２６】
図５（ｄ）は、貫通孔路パターンの位置合わせ及びパターニングを表したもので、再度フォトリソグラフィー技術によりＳｉ基材１５の表面Ｂの所定位置に貫通孔路１４となる開口部１９のポジパターン、即ち、非開口部にフォトレジスト１８を残し、開口部１９のフォトレジストを除去したパターンを形成する。このとき、開口部パターンの位置決めは、図７に示すようにフォトマスクの位置合わせパターン２３と前記目印パターン１７を合わせることにより行う。これにより、開口部パターン２４をＳｉ基材１５の表面Ｂ上に正確に配置することができる。本製造例１では、開口部１９の直径を１００μｍ、開口部１９間のピッチを５００μｍとした。図７は図５（ｄ）における位置合わせの詳細を示す平面図であり、図７中符号２２はフォトマスクである。このフォトマスク２２は、Ｓｉ基材１５側の目印パターン１７に対応して位置合わせパターン２３が設けられ、また貫通孔路１４の形成位置に対応して貫通孔路パターン２４が形成されている。位置合わせは、フォトマスク２２をＳｉ基材１５の表面Ｂに載せ、Ｓｉ基材１５側の目印パターン１７と、フォトマスク２２の位置合わせパターン２３とを正確に位置合わせすることにより行われる。【００２７】
図５（ｅ）は、貫通孔路１４となる開口部１９の形成を表したもので、ウェットエッチングプロセスによりＣｒ層１６をパターニングした後、ドライエッチングプロセスにより、Ｓｉ基材１５に開口部１９を形成する。このときのウェットエッチングプロセスには、硝酸第二セリウム塩と過塩素酸を主成分とする水溶液を用いる方法が好適であり、ドライエッチングプロセスには、真空排気したドライエッチングチャンバ内にＳｉ基材１５を設置し、ＳＦ６とＯ２の混合ガスを導入してプラズマ化させエッチングする方法か、Ｂｏｓｃｈプロセスとして知られるエッチングガス（例えばＳＦ６）と堆積ガス（例えば（Ｃ４Ｆ８）を交互に導入してプラズマ化させ、エッチングと堆積とを繰り返す方法が好適である。
本実施例では、ＳＦ６とＯ２の混合ガスを用いて開口部１９を形成した。このときのＳｉエッチング速度が約６μｍ／ｍｉｎであることを鑑みてエッチング時間を６０分とした結果、開口部１９のエッチング深さを約３５０μｍに形成できた。【００２８】
図５（ｆ）は、Ｓｉ基材１５の表面Ａへの凸部パターンの位置合わせ及びパターニングを表したもので、Ｓｉ基材１５の表面Ａにスパッタリング法によりＣｒ層１６を形成し、次いで、フォトリソグラフィ技術によりＳｉ基材１５表面Ａに凸部１３のネガパターン、即ち、凸部１３を形成するためのフォトレジスト１８を残し、非凸部のフォトレジストを除去したパターンを形成する。
図４に、凸部１３を形成するためのフォトレジストパターンの平面図を示す。本例では、平面視円形状の凸部１３に扇状の流体ガイド溝４を形成するために、凸部となる円形状のパターン９の一部を略扇状に開口し、非パターン部１０を形成している。
Ｓｉ基材１５表面Ａの所定の位置にフォトレジスト１８を設けるための位置決めは、フォトマスク３２の位置合わせパターン３４とＳｉ基材１５表面Ｂに形成した目印パターン１７を合わせることにより行う。【００２９】
Ｓｉ基材１５の表面Ｂに存在する目印パターン１７との位置合わせには、図８のようなシステムを用いて行うことができる。フォトリソグラフィーに用いる深紫外露光装置２５上において、フォトマスク配置位置よりも上面に赤外光源２６を配置する。まず、フォトマスク３２を配置しない状態で、赤外光源２６から発した赤外光２７を、コリメータレンズ２８を通してＳｉ基材１５全面に照射し、Ｓｉ基材１５の下面側に配置した赤外カメラ３１により画像を取り込む。このとき、Ｓｉは赤外光を透過するが（透過領域２９）、Ｓｉ基材１５表面Ｂの目印パターン１７のみはＡｕで形成されているため赤外光を透過しない（不透過領域３０）。よってこの不透過領域３０のみ赤外カメラ３１では黒い像として認識できる。次いでフォトマスク３２をＳｉ基材１５の表面Ａ上に配置する。このときフォトマスク３２のパターン部はＣｒで形成されているため、パターン部に対応する部分が黒い像として認識できる。ここで前記フォトマスク３２には、図９に示すように、多数の凸部形成パターン３３が設けられていると共に、Ｓｉ基材１５下面の目印パターン１７に対応したパターン３４が存在する。これらのパターン１７，３４を、赤外画像を利用して位置調整することにより、Ｓｉ基材１５の表面Ａに形成する凸部１３とＳｉ基材１５の表面Ｂに形成された開口部１９とを正確に配置することができる。【００３０】
図５（ｇ）は、凸部形成を表したもので、図５（ｅ）に示したプロセスと同様に、ウェットエッチングプロセスによりＣｒ層１６をパターニングした後、ドライエッチングプロセスにより、高さ１５０μｍの凸部１３を形成する。なお、このときのエッチング条件（例えば、プロセス圧力、エッチングガス流量、高周波への投入電力）により、凸部の形状を略円柱状から略円錐状にまで変化させることができる。本実施例においては、下底の直径５０μｍ、上底の直径１μｍの略円錐形状とした。また、このとぎＳｉ基材１５がエッチングされて形成された基部１２には、該基部１２の表面Ｂに形成した開口部１９が基部１２の表面Ａまで貫通することにより、貫通孔路１４が形成される。
次いで、再度ウェットエッチングプロセスにより、凸部１３先端に残存するＣｒマスクを除去した。【００３１】
図５（ｈ）は、器具完成を表したもので、ダイシング加工により位置合わせに用いた目印パターン１７部分を切断し、図１Ａに示すアレイ状無痛針１１が製造される。【００３２】
この第１実施例のアレイ状無痛針１１は、基部１２の裏面より表面へ貫通する貫通孔路１４を設け、凸部１３に凸部基部側と凸部先端部との間の流体をガイドする流体ガイド溝とを設けた構成としたので、この貫通孔路と流体ガイド溝を通して、基部裏面より医薬物等の流体を生体に輸送する、もしくは血液等の流体を生体から吸引して基部裏面より取り出す効率を向上させることができる。
また、流体ガイド溝の端部と貫通孔路１４の端部とを５００μｍ以下の間隔で配置することによって、この貫通孔路１４と流体ガイド溝を通して、基部裏面より医薬物等の流体を生体に輸送する、もしくは血液等の流体を生体から吸引抽出して基部裏面より取り出す効率をさらに向上させることができる。【００３３】
図１０は、本発明の第２実施形態を示す図であり、図１０Ａは平面図、図１０Ｂは図１０Ａ中のＡ−Ｂ間断面図である。本実施形態では、本発明の医薬物運搬用器具の一例として、アレイ状無痛針を例示している。図１０Ａ，Ｂ中、符号３５はアレイ状無痛針、３６は基部、３７は凸部、３８は貫通孔路である。なお、図１０Ａ，Ｂ中には示されていないが、この凸部３７には、図１Ｃに示す凸部１３と同じく、凸部基部側と凸部先端部との間の医薬物等の流体の移動をガイドする流体ガイド溝４が形成されている。【００３４】
本実施形態のアレイ状無痛針３５は、前述した第１実施形態のアレイ状無痛針１１とほぼ同様の構成要素を備えて構成されているが、このアレイ状無痛針３５は貫通孔路３８の形成位置と凸部３７の形成位置とが一部重複するように配置され、流体ガイド溝が貫通孔路３８の一部と重なる位置に設けられた構成になっている。【００３５】
このアレイ状無痛針３５において、図１１中の各部の寸法ｎ〜ｔは、例えば次の範囲に設定することができる。
・基部厚さｎ：２００〜１０００μｍ。
・凸部高さｏ：５０〜５００μｍ。
・凸部の形成ピッチｐ：７０〜１０００μｍ（但し、ｐ＞ｔ）。
・凸部下底ｑ：φ２０〜１００μｍ。
・流体ガイド溝高さｒ：５０〜５００μｍ（但し、ｒ≦０）。
・凸部上底ｓ：φ３μｍ以下。
・貫通孔路径ｔ：φ５０〜５００μｍ
なお、本発明においては特に器具の寸法に関して制限される部分は少なく、最初の設計及びその製造プロセスにより如何様にも寸法を変更することが可能である。【００３６】
本実施形態のアレイ状無痛針３５は、前述した第１実施形態によるアレイ状無痛針１１の製造方法を一部変更して、概ね図５（ａ）〜（ｈ）の製造工程に従って製造することができる。図５（ａ）〜（ｄ）の各工程は、重複するので詳細を省略するが、図５（ｅ）の工程にて、あらかじめ開口部を深く形成（例えば４５０μｍ）しておき、図５（ｆ）の工程にて前記開口部と凸部のパターンとが、少なくとも一面重複するように配置し、図５（ｇ）の工程にて凸部を約１５０μｍ高さの凸部を形成する。前記開口部と凸部が重複した一面が流体ガイド溝として形成されることになる。【００３７】
この第２実施形態のアレイ状無痛針３５は、前述した第１実施形態のアレイ状無痛針１１と同様の効果を得ることができるとともに、流体ガイド溝を貫通孔路３８の一部と重なる位置に設けたことによって、この貫通孔路３８と流体ガイド溝を通して、基部裏面より医薬物等の流体を生体に輸送する、もしくは血液等の流体を生体から吸引抽出して基部裏面より取り出す効率をさらに向上させることができる。【００３８】
図１２Ａ〜Ｄは、本発明の第３実施形態である、熱可塑性ポリマ素材で構成されるアレイ状無痛針４４及びアレイ状無痛針４４の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。ここでは、図１Ａ〜Ｃのアレイ状無痛針１１と同様の形状をもったアレイ状無痛針４４を例示しているが、図１０Ａ，Ｂのアレイ状無痛針３５と同様の形状のものも全く同様の工程で製造可能である。【００３９】
この図１２Ａ〜Ｄに示す通り、アレイ状無痛針４４は、凸部を形成するための細孔を有する型４１とアレイ状無痛針４４となる熱可塑性ポリマ基材４２とを対向して配置し（図１２Ａ）、型４１と基材４２の少なくともいずれか一方を加熱した上で基材４２に圧力をかけた状態で保持し（図１２Ｂ）、成形後冷却し、次いで基材を離型し（図１２Ｃ）、レーザ光４７により貫通孔路を形成する（図１２Ｄ）工程により行われる。【００４０】
成形に用いる凸部を形成するための細孔を有する型は、以下の方法で作製する。
まず、図３に示すプロセスにより、マスタ型１を形成する。製造例１で例示した製造方法の一部と重複するので詳細は省略するが、（ａ）厚さ１０００μｍの単結晶シリコンウェーハ（以下、Ｓｉ基材５と記す）を用意し、（ｂ）Ｓｉ基材５の表面に、エッチングマスクとなる厚さ約１μｍのＣｒ層６をスパッタリング法より形成し、（ｃ）フォトリソグラフィ技術により、凸部３を形成するためのフォトレジスト７を設け、（ｄ）ウェットエッチングプロセスによりＣｒ層６をパターニングした後、ドライエッチングプロセスにより凸部３を形成し、最後にウェットエッチングプロセスにより凸部３先端に残存するＣｒマスクを除去する。このとき、凸部３は、製造例１で例示した凸部１３と同様に、流体ガイド溝を備えている。
次いで、このマスタ型１の表面に、Ｎｉ等の金属をスパッタリング法により形成することでマスタ型表面を導電化し、然る後にＮｉ電鋳によってマスタ型の形状を転写する。【００４１】
転写後、強アルカリ性水溶液（例えば、水酸化カリウム水溶液）に浸漬してマスタ型を選択的に除去することによって、凸部を形成するための細孔を有する型４１を作製することができる。【００４２】
この図１２Ａ〜Ｄに従って、本発明の第３実施形態である熱可塑性ポリマ素材で構成されるアレイ状無痛針４４を製造する一例を、次の製造例２に詳述するが、この製造例２は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。【００４３】
（製造例２）
図１２Ａは、製造例２で型４１として使用する凸部を形成するための細孔を有するＮｉ電鋳型と厚さ５００μｍの板状ポリ乳酸（以下、ポリ乳酸基材と記す）である。【００４４】
図１２Ｂは、Ｎｉ電鋳型の形状をポリ乳酸基材に転写する工程を示す。Ｎｉ電鋳型とポリ乳酸基材を１００℃に如熱した後、Ｎｉ電鋳型上部よりポリ乳酸基材を１０ＭＰａの圧力で押圧する。押圧した状態で１０分間保持することにより、Ｎｉ電鋳型の形状が、略正確にポリ乳酸基材に転写される。【００４５】
図１２Ｃは、ポリ乳酸基材を離型する工程を示す。Ｎｉ電鋳型とポリ乳酸基材を５０℃に冷却した後、ポリ乳酸基材を離型する。【００４６】
図１２Ｄは、離型後のポリ乳酸基材にレーザ光を照射して貫通孔路を形成する工程である。この工程に使用したレーザ加工装置は、加工レーザ光源４５と、出射するレーザ光４７を集光する光学ミラー類４６と、加工ステージ４８とを備えている。加工ステージ４８上にポリ乳酸基材を配置し、レーザ光４７を照射することにより貫通孔路を形成する。加工ステージを移動して加工レーザの照射場所を制御することにより、所望の位置に貫通孔路を形成することができる。【００４７】
以上の工程を経て、ポリ乳酸素材で構成されたアレイ状無痛針４４が形成できる。
このアレイ状無痛針の製造方法において、Ｎｉ電鋳型を形成するためのマスタ型として、製造例１にて例示したアレイ状無痛針１１を用い、図１２Ａ〜Ｃで図示した工程で製造することは、容易に考えうるが、この方法では、貫通孔をＮｉ電鋳により転写することが困難である（特に、貫通孔の直径が小さい場合）ことと、仮に貫通孔を形成するための凸部を正確に転写できたとしても、図１２Ｃで図示した工程において、基材４２を貫通することが原理的に困難であることが、問題である。
従って、本製造例で例示した製造方法が、アレイ状無痛針４４を作製する方法として、最も適している。【００４８】
なお、前述した各実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、前述した各実施形態において、凸部は溝付きの円錐形状としたが、これに限らず、皮膚等に無痛で穿刺できる形状、寸法で有れば、如何なるものでも構わない。凸部の形状の他の例としては、略三角錐状、略四角錐状等が挙げられる。
また、凸部に形成する流体ガイド溝は、１本の凸部に対して複数本設けても構わない。図４に示したマスクパターン形状の設計により如何様にでも構成することができる。
また、前述した各実施形態において、アレイ状無痛針の用途は医薬物の生体内への運搬に限らず、血液等の体液の吸引抽出などの流体の運搬に広く利用することができる。
【図１Ａ】
2006075689.tif 000002
【図１Ｂ】
2006075689.tif 000003
【図１Ｃ】
2006075689.tif 000004
【図２Ａ】
2006075689.tif 000005
【図２Ｂ】
2006075689.tif 000006
【図３】
2006075689.tif 000007
【図４】
2006075689.tif 000008
【図５】
2006075689.tif 000009
【図６】
2006075689.tif 000010
【図７】
2006075689.tif 000011
【図８】
2006075689.tif 000012
【図９】
2006075689.tif 000013
【図１０Ａ】
2006075689.tif 000014
【図１０Ｂ】
2006075689.tif 000015
【図１１】
2006075689.tif 000016
【図１２Ａ】
2006075689.tif 000017
【図１２Ｂ】
2006075689.tif 000018
【図１２Ｃ】
2006075689.tif 000019
【図１２Ｄ】
2006075689.tif 000020
【国際調査報告】
2006075689.tif 000021
2006075689.tif 000022
2006075689.tif 000023
2006075689.tif 000024