JP2008079915A

JP2008079915A - 針状体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2008079915A
Application number: JP2006264620A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ueno; 雅弘上野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: JP4888011B2

Abstract

【課題】
大量生産に適し、先端が鋭利で根元が太く強度の高い微細な針状体の製造方法および針状体を提供する事を目的とする。
【解決手段】
微細な針状体の製造方法において、基材上にポジ型フォトレジストを塗布する工程と、前記ポジ型フォトレジストに、開口部を有するマスクを用いてパターニング処理を行う工程と、前記パターニング処理を施したポジ型フォトレジストに充填層を形成する工程と、前記充填層を剥離する工程と、を含み、前記開口部を有するマスクは、開口部を通過した通過光を前記ポジ型フォトレジストに集光させるマイクロレンズを有することを特徴とする針状体の製造方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ）等の医療、創薬に用いる微細針の製造方法に関する。

近年、医療・創薬における分野では、痛みを伴わない無痛針として微細な針状体の開発が進められている。

この微細な針状体は、薬剤を経皮投与するに当り、最も大きな障壁となっている、皮膚の最も外側の層に存在する角質層を物理的に貫通し、皮膚内への薬液の浸透を実現させることが出来る。

微細な針状体の使用方法として、一本のみの単体で使用されるものとアレイ状に配置され使用されるものがある。一般的に、単体として使用されるものは、採血などの用途に使用されることが多く、針状体の中央部が空洞になっている。一方、アレイ状に配置され使用されるものは、経皮製剤などを注入するために使用されることが多く、アレイ状に針状体が配置されたチップに薬剤を塗布するもの、生体で分解するような材質の針を作成し、その中に薬剤を含有させておくものなど、様々な形態が開発されている。

また、医療、創薬の分野においては、人体への影響を無視することは出来ない。このため上述のように、人体へ用いる用途においては、人体への影響が低負荷である材料を用いた針状体が望まれる。このような人体の影響が低負荷である材料として、医療用シリコーン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン等の生体適合材料が有望視されている。（特許文献１）
微細な針状体を作成する際には、針状体を直接製造するものと、まず版型を作り転写工程を経て製品を作製するタイプのものがある。

針状体の版型の作製方法として、特許文献２に示されているように、フォトリソグラフィ技術および、ソフトリソグラフィ技術を用いて多段構造を作製し、針状体の版型を作成する方法が挙げられている。該公報によれば、先端の鋭い版型を作製するために、まず、第一のレジストパターニング工程によって、小さな円筒に抜けた形状を作製し、その構造の上より同一のレジストを塗布し、一度目にパターニングした位置と同一の位置に一度目のパターンより少し大きな円筒に抜けた形状を作製し、それを繰り返すことにより所望の構造を形成するというものである。

しかし、該方法では針状体構造を作成するのに、幾度ものレジストパターニング工程を繰り返す必要があり、その工程毎に塗布条件の設定や露光時に下地層との位置合わせなどを行う必要があり、歩留まりが悪く、大量生産には適さない。また、矩形状のパターンを重ね合わせることによって、針形状を成しているため、先端の先鋭度が得られない。さらに、矩形を重ねた形状では、滑らかな形状を得られないため、穿刺時に引っ掛りを生じる。

特許文献は以下の通り。
特開２００５−２１６７７号公報（段落番号０００５参照）特開２００４−５２６５８１号公報（段落番号０００７参照）

従って、本発明が解決しようとする技術的課題は大量生産に適し、先端が鋭利で根元が太く強度の高い微細な針状体の製造方法および針状体を提供する事を目的とする。

本発明は、上記の技術的課題を鑑みてなされたものであって、以下の構成で針状体の製造方法および針状体を提供する。

前述のようにＤＤＳに用いられる無痛針の材料としては、万一体内に残っても影響がないような生体適合性の材料を用いられることが望ましい。このとき、生体適合性材料からなる無痛針を量産化するには版型を用いて転写加工成形を行う方法が効果的である。

版型の製造方法としては、切削加工や研削加工といった機械加工技術を用いる方法、リソグラフィ技術やエッチング技術といった微細加工技術を用いる方法、射出成型や押し出し成型といった鋳造技術を用いる方法など、様々な方法が挙げられる。

その中でも、半導体製造工程に用いられてきたリソグラフィ技術やエッチング技術は微細且つ大量生産に向けた加工方法といえる。

そこで、請求項１に係る本発明の針状体の製造方法は、微細な針状体の製造方法において、基材上にポジ型フォトレジストを塗布する工程と、前記ポジ型フォトレジストに、開口部を有するマスクを用いてパターニング処理を行う工程と、前記パターニング処理を施したポジ型フォトレジストに充填層を形成する工程と、前記充填層を剥離する工程と、を含み、前記開口部を有するマスクは、開口部を通過した通過光を前記ポジ型フォトレジストに集光させるマイクロレンズを有することを特徴とする針状体の製造方法である。

また、請求項２に係る本発明の針状体の製造方法は、前記充填層に生体適合樹脂を用いることを特徴とする請求項１に記載の針状体の製造方法である。

また、請求項３に係る本発明の針状体の製造方法は、請求項１または２のいずれかに記載の針状体の製造方法により製造された針状体である。

一般的に、経皮製剤などの用途として針状体を用いる場合、前述の様に最外皮層である角質層を貫通することが主な目的となる。

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。即ち、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以上の針が必要であるため、本発明の製造方法においても厚さ２０μｍ以上のレジストを形成する必要がある。

しかし、この２０μｍ厚さのレジスト塗布は難しいものではなく、例えばＳＵ−８（マイクロケム社製）を用いれば、２０μｍ〜２００μｍ程度までの厚さの塗りわけが可能である。

また、上記構成において、マスクの露光部の裏面に、下側に凸なマイクロレンズを配置することによって、露光時の入射光を集光し、逆円錐状に露光することが出来る。

さらに、レンズの径を変えることによってサイズが可変であり、レンズの曲率を変えることによって円錐の頂角を可変にすることが出来る。

本発明は、レジストを露光する際に凸レンズ形状のマイクロレンズを所定位置に配置したマスクを用いることによって、露光時の入射光を集光し、針状体の版型となる構造を形成できる。このとき、一工程で大面積に多数の針状体を一括成形することが出来るため、安価に大量生産することが可能となる。

また、その版型の形状は逆円錐形状であり、そこから転写した針状体は先端から根元に順テーパー形状の強度の高い針状体を形成できるという更なる効果を奏する。（図３）
さらに、本発明の針状体の製造方法は、生体適合材料を用いて転写加工成形を行うことを特徴とする。生体適合材料（医療用シリコーン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン、糖質等）に転写することで、生体に低負荷の材料を用いた針状体を製造することが可能となる。生体適合材料を用いれば、微細な針状体が折れて、体内に取り残された場合も、無害であるという効果を奏する。

以下、本発明の微細な針状体の製造方法について、図１（ａ）〜（ｆ）を参照しつつ、工程順に詳細に説明する。

（１）基材にレジストを塗布する工程
図１（ｂ）のように基材１０の表面にレジスト１１を塗布する。基材には、例えばシリコン・ガラスなどを用いることが出来る。しかし、レジスト塗布面が平滑であればそれらに限定されるものではないことは、本発明の構成より明らかである。レジストには例えば、ポジ型レジストを用い、塗布方法は例えばスピンコート法によって塗布処理を行う。さらに、このレジスト付基材にベーク処理を施すことによって、余分な溶媒を揮発させて除去する。ベーク処理は一般的に１００μｍの厚さのレジストにつき１時間程度が目安とされている。また、一度の塗布処理で所望の厚さに満たない場合には、塗布処理とベーク処理を繰り返す重ね塗り処理によって所望の厚さに至るまで塗布処理を行う。

（２）塗布されたレジストに針状体を形成すべき箇所が開口部となったマスクを用い露光処理および現像処理を行う工程
次に、図１（ｃ）のように塗布処理を終えたレジスト付基材１０ａの上にマスク１２を配置し、露光処理を行う。このとき、マスク１２は、レジストに対向する位置に配置され、マスク１２の開口部の相当する位置に、開口部を通過した通過光をレジストに集光させるマイクロレンズを有している。

さらに、現像処理を施すことによって図１（ｄ）のような逆円錐形状の構造が得られる。

（３）版型に充填層を形成し剥離する工程
次に、図１（ｅ）〜（ｆ）のように逆円錐形状に作製した版型に充填層を形成・剥離処理を行い、針状体を形成する。充填層の形成・剥離には、例えばインプリント法を用いる。

充填層には、例えばポリ乳酸のように、体内に残留した場合にも無害な生体適合性の物を用いることが望ましい。

以下に、具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。

図１（ａ）においてレジストを塗布する基材１０として半導体製造などに用いられるシ
リコンウェハを用意した。

次いで、用意されたシリコンウェハの表面にレジスト１１を塗布した。レジストにはポジ型レジストを用い、スピンコート法による重ね塗り処理を行うことによって２５０μｍの厚さまで塗布した。

さらに、塗布処理を終えたレジスト付シリコンウェハを１１０℃で３時間ベーク処理することによって余分な溶媒を完全に除去した。

次いで、図１（ｃ）のように、マイクロレンズを所定の間隔で配置したマイクロレンズ付マスク１２（レンズ間の間隔；２５０μｍ）を用いて露光処理（露光源；紫外線（３６５μｍ））を行い、その後ポジ型レジストに対応する現像液によって現像処理を行うことによって、図１（ｄ）のような逆円錐形状の版型構造（針状体間の間隔；２５０μｍ、高さ；２５０μｍ、先端角；２０°）を作製することに成功した。

実施例１と同様な版型を用い、インプリント法によって、針状体の複製を行った。ここでは生体適合性材料であるポリ乳酸を用いた。これにより、ポリ乳酸から成る針状体を、図３に示す通りの円錐状に一体成形することができた。

版型の製造工程を経時的に説明するための概略断面図である。（ａ）マスクを表側の面から見た斜視図、（ｂ）マスクを裏側の面から見た斜視図である。当該版型を元に転写処理を行ったときの針状体を表す図である。

符号の説明

１０，１０ａ：基材
１１：レジスト
１２，２０：マスク
１３：入射光
１４，２１：レンズ
１５：逆円錐形状
１６：充填層
１７，３１：針状体
３０：転写基材

Claims

微細な針状体の製造方法において、
基材上にポジ型フォトレジストを塗布する工程と、
前記ポジ型フォトレジストに、開口部を有するマスクを用いてパターニング処理を行う工程と、
前記パターニング処理を施したポジ型フォトレジストに充填層を形成する工程と、
前記充填層を剥離する工程と、を含み、
前記開口部を有するマスクは、開口部を通過した通過光を前記ポジ型フォトレジストに集光させるマイクロレンズを有すること
を特徴とする針状体の製造方法。
前記充填層に生体適合樹脂を用いることを特徴とする請求項１に記載の針状体の製造方法。
請求項１または２のいずれかに記載の針状体の製造方法により製造された針状体。