CN102202724A - 微针压模的制造方法 - Google Patents

Abstract

微针片材通过在将凹部形成于母材的压模中注入针原料进行制作，但提高相当于压模前端的凹部的锐度并不容易。本发明提供一种压模的制造方法，包括：对片状母材和具有锥状突起的模版进行加热的工序；将上述模版的突起插入上述母材以形成锥状凹部的工序；以上述母材插入的形态对上述模版进行冷却的工序；将上述模版从上述母材脱模的工序；以及对上述母材进行加热的工序。

Description

微针压模的制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造从皮肤注入药物的微针的阴模的制造方法。

背景技术

微针片材是将长度大约1μm到600μm且根部的截面直径与长度之比具有截面直径∶长度＝1∶1.5至1∶3的高纵横比的微小针以规定的密度配置在片材基体上。其主要与人体的皮肤部分接触，用于将微针(以下有时也仅称为“针”)插入皮肤内的表皮部分且注入药物。

由于微针的长度在几百μm左右，因此几乎不会伴随有痛痒。此外，微针部分由自溶性物质形成，以便在从皮肤除去片材时，即使微针残留在皮肤内也不会对人体产生影响。

参照图5，说明微针片材的一般的制造方法。微针片材的模版90以微细机械加工或真空处理、光刻(Photolithography)等方法制作。针的长度93制成如上所述几百μm以下的锥状。截面有圆、方、椭圆等。由于针的尺寸微小，因此较为理想的是，针92通过对模版板材91切削而形成。

接着，将模版90按压于压模的母材81来制作压模80(微针片材的铸型)。此外，使树脂聚合物的熔化液或药物85流入压模80，在干燥后，粘贴固定基材88并剥离、转录，从而能得到微针片材77(参照专利文献1)。

在此，作为压模80的制作方法，不仅有将模版90按压于母材81的方法，还有使熔化的树脂流入模版90并在干燥后剥离的方法(参照专利文献2)。

专利文献1：日本专利特开2008-245955号

专利文献2：日本专利特开2008-006178号

专利文献3：日本专利特开2009-083125号

发明的公开

发明所要解决的技术问题

由于使微针穿透皮肤，因此前端需要尽可能地提高锐度。此外，使针的原料流入已制作的压模来制作微针片材。因此，流入原料的压模的凹部的底部(相当于微针的前端)不得不是高锐度的凹槽。然而，存在母材上不易形成高锐度的凹槽这样的技术问题。

此外，从使针的原料流入压模的观点出发，由于压模的凹槽的尺寸极为微小，因此存在因空气、表面张力而无法使微针的原料容易地填充到压模的凹部内这样的技术问题。

更具体说来，在图5(c)中，当使树脂聚合物的熔化液或药物85流入压模81时，压模81的凹部存在有空气72，当从压模81剥离时，对于有空气72的部分(73)，针只能形成不完整的形状(图5(d))。

在专利文献2和专利文献3中也公开了上述技术问题。在专利文献2中，公开了当对压模填充原料时以减压状态进行的技术。此外，在专利文献3中，公开了从原料侧加压而填充到压模凹部的技术。然而，在配置许多微针时，存在有时原料无法填充到几个凹部内而无法形成预定要制作的所有微针这样的技术问题。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明根据上述技术问题制作而成，具体而言，提供一种压模的制造方法，该制造方法包括：

对片状母材和具有锥状突起的模版进行加热的工序；

将上述模版的突起插入上述母材以形成锥状凹部的工序；

以上述母材插入的形态对上述模版进行冷却的工序；

将上述模版从上述母材脱模的工序；以及

对上述母材进行加热的工序。

此外，本发明的压模的制造方法还具有以下特征：

在形成上述锥状凹部的工序中，

上述模版的突起被插入到贯穿上述母材为止。

发明效果

本发明在加热后的压模构件中插入具有锥状突起的模版来设置锥状凹部，由于就这样冷却后脱模，因此可在因锥状突起的作用而产生变形的压模构件上以残留有应力的状态形成凹部。接着，若在锥状突起脱模后对压模构件加热，则应力被释放，产生使凹部被填埋的再变形。由于这是朝凹部的底部变窄的方向使母材再变形，因此能形成高锐度的凹部。

此外，预先在凹部的底部形成贯穿到压模相反面的贯穿孔，在以上述方法使压模构件再变形时，能形成微小贯穿孔。具有微小贯穿孔的压模的凹部即使在涂布微针构件时积存有空气，也能容易地赶走空气。因此，能在压模的所有凹部内填充原料，从而能得到形成有预定的所有根数的微针的微针片材。

附图说明

图1是本发明的压模的概略图。

图2是表示本发明的压模的制造工序的图。

图3是表示本发明的压模的制造工序的详细情况的图。

图4是表示采用本发明的压模的微针片材的制造工序的图。

图5是表示采用现有的压模的微针片材的制造工序的图。

(符号说明)

1压模

2母材

3凹部

4贯穿孔

5母材厚度

10模版

11模版主体

12突起

13突起高度

14加热

15压力

16负压

18多孔质固体的平面台

20针原料

26凹部表面层

27应力

28凹部表面层的移动方向

30微针片材

31针

72空气

77微针片材

80现有的压模

81现有的压模母材

85针原料

88固定基材

90模版

91主体

92突起

93突起的长度

具体实施方式

(实施方式1)

图1表示本发明的微针片材的压模1。压模1在片状的母材2上形成有锥状的凹部3。虽然母材2的材质并不作特别限定，但由于是医药用品，因此最好采用不易产生污染物(污染)的材质或对人体没有影响的材质。此外，本发明的压模1由于通过热收缩而形成具有高锐度前端的凹部形状，因此适宜采用PTFE、聚丙烯、聚乙烯等塑料。

凹部3底部的部分形成有贯穿到母材的另一面的贯穿孔4。由于贯穿孔4成为形成微针前端的部分，因此贯穿孔4的直径较小时较为理想。从功能上说，贯穿孔4只要可以赶走积存于凹部的空气以便使原料填充于凹部3即可，无需使直径为有限长度的孔始终打开。即，贯穿孔4只要能在施加压力时赶走空气，即使通常看起来关闭也可以。具体而言，较为理想的是，贯穿孔4的直径为十多微米或在其以下。

微针的设置密度和设置分布并不作特别限定，可根据用途、目的随时确定。在图中，为方便起见，以用于制作具有四根微针的微针片材的压模为例进行说明。

接着，例示本发明的压模的制造方法。参照图2(a)，模版10是在平面状的主体11上形成锥状的突起12的模版，虽不特别限定材质，但适宜利用加工性好的金属。此外，在本发明中，由于加热到母材的软化点温度附近，因此较好的是在这种温度下能维持硬度的材质。此外，由于锥状的突起微小，因而较为理想的是切削性能好的材料。例如，能利用铜、铝、镍、硅等。此外，突起12除了通过对主体11切削来进行加工外，还可以通过采用光刻的方法来形成。

突起12在主体11上具有高度为1μm～600μm左右的高度13。这是因为：采用微针注入药物等的表皮由角质层、粒层、棘层、基底层形成，由于角质层厚度随身体部位而不同，因此会有微针的高度随欲透皮给药的身体部位和药物而改变的情况。

突起12形成为利用压模形成的微针的根部的截面直径与长度之比具有截面直径∶长度＝1∶1.5至1∶3的较高纵横比的针形状。这是由于微针会根据使用部位而改变的缘故。其截面形状不作特别限定，适宜采用圆形、椭圆形、包括正方形的方形等。此外，在突起表面还可形成槽。这是由于反映上述槽形状的微针有时能流畅地插入皮肤的缘故。

母材2的厚度5比突起12的长度13薄。突起12的前端贯穿母材2，用于形成贯穿孔4。形成于母材2的贯穿孔4的直径能从突起12的前端形状和母材2的厚度5设定，以使贯穿孔4的直径达到数十微米左右。由于在本发明中能通过热收缩来收缩贯穿孔4，因此模版10的突起12贯穿母材2时的贯穿直径4a可以比压模1的贯穿孔4大数倍。

首先，预先对模版10和母材2进行加热14。加热温度是比母材2的熔融温度低的温度。较为理想的是在母材2的软化点温度附近。这是由于在本发明的压模的凹部的形成中经过以母材2残留应力的状态进行塑性变形的工序的缘故。若模版10的温度比母材2的熔融温度高，则母材2便会熔融，从而无法形成沿模版10的突起12的形状的凹部3。此外，若模版10的温度与母材2的温度相比过于低，则在进行再变形时无法残留需要的应力。

接着，将已加热的模版10刺入已加热的母材2(图2(b))。然后，保持将模版10刺入母材2的状态冷却到常温，将模版10脱模(图2(c))。图3(a)表示已加热的模版10的突起刺入已加热的母材2中的部分的放大图。在母材2的插入有突起12的部分(符号26)，由于母材被突起12推开，因而分子成为被压缩状态。上述被压缩的部分称为凹部表面层26。

参照图3(b)，一旦冷却后模版10脱模，具有贯穿孔的凹部表面层26就以积蓄应力27的状态保持形状。另外，在图3(b)中，虽对左右两个箭头标注了符号，但剩余的箭头也表示应力。此外，此时形成的贯穿孔是贯穿孔4a。

回到图2(d)，在冷却后，对模版10已脱模的母材2再次加热。此时加热的温度是在软化点温度附近，较为理想的是在熔融温度以下。这是由于若是上述范围内的温度，则通过凹部表面层的应力释放能发生变形的缘故。

参照图3(c)，在已加热的母材2的凹部表面层，由于释放应力，因此表面层朝向自由空间(28)移动。通过上述热收缩的再变形，贯穿孔收缩，能形成高锐度的凹部。而且，与图3(b)的模版脱模时相比，贯穿孔的直径(4aΦ)因收缩而变小(4φ)。作为具体的例子，在母材2为聚乙烯时以90℃保持10秒左右后，贯穿孔的直径能从40μm收缩到10μm，从而能制作微小的微针。

用如上所述制作好的压模来制作微针片材。参照图4，微针片材通过将针原料20涂布于压模1来制作(图4(a))。针原料20较好的是采用不会残留于体内而可以排出的材料。这是因为：当从皮肤剥下微针片材时，有时针部分折断、脱落而无法全部回收。此时，采用能在体内被吸收的材料比较安全。具体而言，较为理想的是采用以拉丝性物质等作为主要成分的材料。此外，也可以预先使药物混入针原料中。在此，药物是指具有生理活性作用的纯化学物质，例如有胰岛素、生长激素、红细胞生成素、干扰素等肽蛋白药物、疫苗抗原、抗原蛋白、高分子药物、维生素C等，也可以是以这些化学物质作为主要成分的物质。

参照图4(a)，由于本发明的压模1在凹部3的底部形成有贯穿孔4，因此将针原料注入压模只需通过涂布便可使针原料向凹部填充。即，即使压模1的凹部3的底部有空气72，也能通过贯穿孔4将其容易地排出，从而使针原料填充于凹部3。当然，也可以在涂布后进行加压15(图4(b))。若进行加压，则能更容易地赶走积存于压模的凹部3的底部的空气。

此外，也可以在由多孔质的固体形成的平面台18上配置压模1，并一边从平面台18的背面施加负压16一边涂布针原料20(参照图4(b))。此时也能容易地向压模的凹部3注入针原料20。此外，若从平面台18的上表面加压15并从背面施加负压16则更好。

在压模1上涂布针原料20之后，使针原料20干燥，并从压模上剥离，从而完成微针片材30(参照图4(d))。从压模1上的剥离是从干燥后的针原料20的背面粘贴固定基材88，并从压模1上撕剥。从压模剥离的微针片材30中未装有药物时，在从压模剥离后，采用在针部分31撒药物等方法。

此外，这样制作好的微针31的根部的截面直径与长度之比形成具有截面直径∶长度＝1∶1.5至1∶3的较高纵横比的锥形状。

如上所述，本发明的压模由于在形成针的凹部的底部穿设有贯穿到压模的相对向的面的微小贯穿孔，因此即使有空气进入凹部也能容易地赶走，从而能得到可制作高锐度的针的微针片材。

工业上的可利用性

本发明不仅能利用于将药物注入表皮的微针片材，还能广泛利用于在基材上生成微小突起的方法。

Claims (2)

1.一种压模的制造方法，其特征在于，包括：

对片状母材和具有锥状突起的模版进行加热的工序；

将所述模版的突起插入所述母材以形成锥状凹部的工序；

以所述母材插入的形态对所述模版进行冷却的工序；

将所述模版从所述母材脱模的工序；以及

对所述母材进行加热的工序。

2.如权利要求1所述的压模的制造方法，其特征在于，

在形成所述锥状凹部的工序中，所述模版的突起被插入到贯穿所述母材为止。

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