JP2009045128A - 針状体、針状体の製造方法、針状体製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の針状体は、基板の突起部を備えた面とは逆側の面に突起部を保護するための保護層を備えたことを特徴とする。本発明の構成によれば、基板の突起部を備えた面とは逆側の面に突起部を保護するための保護層を備えることにより、針状体同士を積層させた状態で保持することが出来る。このとき、突起部は保護層に覆われた状態であるため、針状体先端部である突起部の破壊/変形を抑制することが可能となる。また、針状体同士を積層させることにより、保管スペースを低減できるという効果を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明の構成によれば、基板の突起部を備えた面とは逆側の面に突起部を保護するための保護層を備えることにより、針状体同士を積層させた状態で保持することが出来る。このとき、突起部は保護層に覆われた状態であるため、針状体先端部である突起部の破壊/変形を抑制することが可能となる。また、針状体同士を積層させることにより、保管スペースを軽減できるという効果を有する。
本発明の針状体は、
基板と、
前記基板上の突起部と、
前記基板の前記突起部を備えた面とは逆側の面に前記突起部を保護するための保護層と、
を備える。
基板は突起部を保持するのに充分な機械特性を備えていれば、特に制限は無い。例えば、金属や無機材料、有機材料などを用いて良い。
針状体を生体皮膚に対して適用する場合、基板は生体適合性と生分解性を有していることが好ましい。生体適合性と生分解性を有する材料としては、例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸グリコール酸共重合体、ポリクエン酸、ポリリンゴ酸、ポリアミノ酸、マルトース、デキストランなどが挙げられる。
特に、基板と突起部とを同一の材料により一体成形する場合、基板は生体適合性と生分解性を有していることが好ましい。
突起部は、用途によりその形状を自由に設計してよい。例えば、生理活性物質の経皮吸収を促進する目的や、経皮的に生体内の物質を生体外へ取り出す目的の場合、皮膚穿刺性能の観点からは、針状体の先端が先鋭な概錘形状であって、根元幅は数μmから数100μm、長さは数十μmから数百μm程度であり、針状体側壁には括れや段差が無いことが望ましい。
保護層は、基板の突起部を備えた面とは逆側の面に、突起部を保護するために設けられる。
ここで、軟質の材料としては、例えば、発泡ポリマー、ハイドロポリマー、ハイドロコロイド、ハイドロジェル、ゴム、アルギン酸塩等を好適に用いることが出来るがこれらに限定されるものではない。
基板の突起部を備えた面に対して逆側の面と保護層との接着強度よりも、積層時に対向する基板の突起部を備えた面と保護層との接着強度が小さい場合、分離された個々の針状体表面は大気に曝されるため、分離後には異物や微生物による汚染に注意が必要となる。
基板の突起部を備えた面に対して逆側の面と保護層との接着強度よりも、積層時に対向する基板の突起部を備えた面と保護層との接着強度を大きくすることにより、積層した針状体群を個々の針状体に分離する際に、個々の針状体裏面に形成されていた保護層が、対向する針状体表面側に付着した状態で分離される。このため、針状体表面側に保護層が残留するので、個々に分離された針状体であっても、保護層により針状体表面を異物や微生物による汚染を回避することが可能となる。
本発明の針状体の製造方法は、
基板を用意する工程と、
前記基板に突起部の形状を形成する工程と、
前記基板に保護層を積層する工程と、
を備える。
上述した内容に適する基板を用意すれば良い。
次に、基板に突起部の形状を形成する。基板に突起部の形状を形成する方法としては、形状に応じて適宜公知の製造方法を用いて良い。
例えば、基板に直接微細加工技術を用いて形成しても良い。
例えば、微細加工技術によって母型を形成し、該母型を用いた転写成形によって形成しても良い。
例えば、微細加工技術によって母型を形成し、該母型から複製版を作製し、この複製版と成形材料とを用いた転写成形によって形成しても良い。
ここで、微細加工技術としては、例えば、リソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、サンドブラスト法、レーザー加工法、精密機械加工法などを用いても良い。
また、転写成形法としては、例えば、射出成形法、押し出し成形法、インプリント法、キャスティング法などを用いても良い。
次に、基板に保護層を積層する。基板と保護層の接着には、基板と保護層の材質や形状に応じて適宜公知の方法を用いて良い。このとき、接着技術としては、例えば、接着剤による接着、熱溶融による接着、接着面表面処理を利用した接着などを用いてもよい。保護層が粘着性を有する場合であれば、粘着性を利用した接触接着を用いてもよい。
本発明の針状体製造装置は、
シリンダーにシート状の基板がロール状に積層された基板供給部と、
シリンダーにシート状の保護層がロール状に積層された保護層供給部と、
前記基板供給部から流れてきた基板に突起部の形状を転写する形状転写部と、
前記基板供給部から流れてきた基板と保護層供給部から流れてきた保護層とを貼り合わせる貼り合わせ部と、
前記貼り合わせ部から流れてきたシート状の針状体をロール状に巻き取る針状体巻取り部と、
を備える。
まず、精密機械加工を用いて、シリコン基板に、正四角錐の突起部(高さ:150μm、底面:60μm×60μm)が、1mm間隔で、10列10行の格子状に100本配列した針状体を形成した。100本の突起部は、一辺が約9mmの正方形領域内に配置された。
次に、前記シード層上に、電解メッキ法によってニッケル膜を500μmの厚さに形成した。
次に、90℃に加熱した重量パーセント濃度30%の水酸化カリウム水溶液によって前記シリコン基板をウェットエッチングして完全に除去することにより、図2(a)に示すニッケルから成る針状体の金型6を作製した。
次に、図2(a)に示すように、ポリ乳酸からなる厚さ約400μmのシート状針状体基材7と前記金型6を用い、熱インプリント法によってポリ乳酸への針状体転写成形を実施した。
次に、針状体機材7から金型6を剥離して、図2(c)に示す突起部1と基板2とから成る、ポリ乳酸製の針状体4が得られた。針状体4は、一辺が約18mmの正方形の基板2上に、正四角錐(高さ:150μm、底面:60μm×60μm)の突起部1が、1mm間隔で、10列10行の格子状に100本配列した形態で作製された。100本の突起部は、一辺が約18mmの正方形の基板2上のほぼ中心の領域に位置する、一辺が約9mmの正方形領域内に配置された。
次に、硬度が30度、厚さ1mmのウレタンゴムシートを準備し、前記針状体4の基板と同じ一辺が約18mmの正方形に切り出して、保護層3とした。 次に、前記針状体4と前記保護層3が重なるように位置を合わせ、針状体4の突起部が形成された面の裏面と、保護層3の一方の面を、アクリル樹脂系接着剤を用いて貼りあわせて接着した。
以上により、図2(d)に示す、本発明による針状体5が作製された。突起部1の高さが150μm、保護層3の厚さが1mmであることから、この場合、保護層の厚さは突起部の高さの約6.7倍に相当する。
まず、保護層の無い針状体4を、図4に示す通り突起部が上側になるようにして2枚積層し、積層された針状体8を準備した。次に、図3に示す荷重試験機を用い、試料台9の上に前記積層された針状体8を設置し、積層された針状体8の上から荷重試験機の圧子10で所定の荷重11を加えた。その後、積層された針状体8を、2枚の保護層の無い針状体4に分離した。次いで、分離した保護層の無い針状体4を、光学顕微鏡と走査電子顕微鏡によって観察し、突起部の破損状況を調べた。
次に、同様の荷重試験を、荷重11を減少させて実施した。荷重11は、0.8MPa、0.4MPa、0.2MPa、0.1MPaの4通りとした。その結果、荷重11の値が小さくなるに従って、突起部の破損程度が軽減される傾向があったが、いずれの荷重値でも、2枚の保護層の無い針状体4の突起部全てに破損が見られた。
次に、本発明による保護層を有する針状体5の積層を実施した。
まず、図5に示す通り、保護層を有する針状体5を、突起部が上側になるようにして2枚積層し、積層された針状体8を準備した。
次に、図3に示す荷重試験機を用い、試料台9の上に前記積層された針状体8を設置し、積層された針状体8の上から荷重試験機の圧子10で所定の荷重11を加えた。荷重11は、1.6MPa、0.8MPa、0.4MPa、0.2MPa、0.1MPaの5通りとして、5つの積層された針状体8について各々荷重試験を実施した。その後、積層された針状体8を2枚の保護層を有する針状体5に分離し、光学顕微鏡と走査電子顕微鏡によって観察して、突起部の破損状況を調べた。
以上の結果から、保護層を有する針状体5を重ねた場合、荷重を最大1.6MPaかけても、上側に位置した保護層を有する針状体5の保護層の効果によって、下側に位置した保護層を有する針状体5の突起部が破損しないことが確認された。
まず、実施例1と同様の方法によって、保護層を有する針状体5を複数作製し、図5に示す通り、保護層を有する針状体5を、突起部が上側になるようにして2枚積層し、積層された針状体8を準備した。次に、蛍光粒子を分散した水系の薬液を準備し、積層された針状体8の全面にふりかけた後に、乾燥させて蛍光粒子を積層された針状体8表面に付着させた。その後、積層された針状体8を2枚の保護層を有する針状体5に分離し、蛍光粒子の励起光を照射しながら光学顕微鏡で2枚の針状体5表面を観察したところ、積層時に上に位置した、保護層を有する針状体5表面には蛍光粒子の発光が多数確認されたが、一方で、積層時に下に位置した、保護層を有する針状体5表面には蛍光粒子の発光が全く確認されなかった。この結果から、保護層を有する針状体を積層することで、針状体が外部からの汚染から保護される効果が得られることを確認した。
2……基板、
3……保護層、
4……針状体、
5……保護層を有する針状体、
6……針状体基材、
7……金型、
8……試料台、
9……積層された針状体、
10……圧子、
11……荷重、
Claims (11)
- 微細な突起部を有する針状体であって、
基板と、
前記基板上の突起部と、
前記基板の前記突起部を備えた面とは逆側の面に前記突起部を保護するための保護層と、
を備えたことを特徴とする針状体。 - 請求項1に記載の針状体であって、
保護層の厚みは突起部の長さよりも大きいこと
を特徴とする針状体。 - 請求項1または2のいずれかに記載の針状体であって、
少なくとも突起部は、生体適合性を備えた材料により形成されること
を特徴とする針状体。 - 請求項1から3のいずれかに記載の針状体であって、
保護層は殺菌または抗菌作用を有すること
を特徴とする針状体。 - 請求項1から4のいずれかに記載の針状体であって、
複数の基板と保護層とが積層されていること
を特徴とした針状体。 - 請求項5に記載の針状体であって、
基板の突起部を備えた面に対して逆側の面と保護層との接着強度よりも、積層時に対向する基板の突起部を備えた面と保護層との接着強度が大きいこと
を特徴とする針状体。 - 請求項1から6のいずれかに記載の針状体であって、
基板はシート状の基板であること
を特徴とした針状体。 - 請求項7に記載の針状体であって、
基板と保護層とがロール状に積層されていること
を特徴とする針状体。 - 微細な突起部を有する針状体の製造方法であって、
基板を用意する工程と、
前記基板に突起部の形状を形成する工程と、
前記基板に保護層を積層する工程と、
を備えたことを特徴とする針状体の製造方法。 - 請求項9に記載の針状体の製造方法であって、
基板はシート状の基板であり、
各工程は、ロール・ツー・ロール方式により連続的に行われること
を特徴とする針状体の製造方法。 - シリンダーにシート状の基板がロール状に積層された基板供給部と、
シリンダーにシート状の保護層がロール状に積層された保護層供給部と、
前記基板供給部から流れてきた基板に突起部の形状を転写する形状転写部と、
前記基板供給部から流れてきた基板と保護層供給部から流れてきた保護層とを貼り合わせる貼り合わせ部と、
前記貼り合わせ部から流れてきたシート状の針状体をロール状に巻き取る針状体巻取り部と、
を備えたことを特徴とする針状体製造装置。
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