JP2009233793A - Needle-like article, and method of and device for manufacturing replicative needle-like article - Google Patents

Needle-like article, and method of and device for manufacturing replicative needle-like article Download PDF

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Masahiro Ueno
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a needle-like article so shaped as to suppress breakage during the transfer molding. <P>SOLUTION: This method of manufacturing the needle-like article uses a grinding edge having tilted surfaces between the end surface and the side surfaces, respectively, in the cross section of the grinding edge and also having a working surface formed of at least two or more types of abrasive grain surfaces. By using the method, the end area of the needle-like article where breakage is liable to occur during the transfer molding can be worked in such a surface that has extremely small surface roughness. Since working conditions can be set for the other areas without being restricted by abrasive grain size, the rupture of a substrate which occur due to the insufficient grinding capacity can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、医薬品を伝達することを可能とする微細な針状体機器に関するものである。   The present invention relates to a fine needle-like device that can transmit a pharmaceutical product.

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)。   The percutaneous absorption method, which is a method of infiltrating a drug from the skin and administering the drug into the body, is used as a method that can be easily administered without causing pain to the human body. There are drugs that are difficult to administer by transdermal absorption. As a method of efficiently absorbing these drugs into the body, a method of perforating the skin using micron-order fine needles and administering the drug directly into the skin has attracted attention. According to this method, it is possible to easily administer a drug subcutaneously without using a special medication device (see Patent Document 1).

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、直径は数μmから数百μm、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。   The shape of the fine needle-like body used at this time is required to have a sufficient fineness and tip angle for piercing the skin and a sufficient length for allowing the drug solution to penetrate subcutaneously, The diameter should be several μm to several hundred μm, and the length should be a length that penetrates the stratum corneum, which is the outermost layer of the skin, and does not reach the nerve layer, specifically several tens μm to several hundred μm. Is preferred.

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。   More specifically, it is required to penetrate the stratum corneum that is the outermost skin layer. The thickness of the stratum corneum varies slightly depending on the site, but is about 20 μm on average. In addition, an epidermis having a thickness of about 200 μm to 350 μm exists under the stratum corneum, and further, a dermis layer in which capillaries are stretched exists under the epidermis. For this reason, in order to penetrate the stratum corneum and allow the chemical solution to penetrate, a needle of at least 20 μm or more is required. Further, when producing a needle-like body for the purpose of blood collection, a needle-like body having a height of at least 350 μm or more is required due to the above-described skin structure.

また、針状体を構成する材料としては、仮に破損した針状体が体内に残留した場合でも、人体に悪影響を及ぼしにくい材料であることが必要であり、この材料としては医療用シリコーンや、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン、ポリカーボネート等の生体適合樹脂が有望視されている(特許文献2参照)。   In addition, as a material constituting the needle-shaped body, even if a damaged needle-shaped body remains in the body, it is necessary to be a material that does not adversely affect the human body, such as medical silicone, Biocompatible resins such as maltose, polylactic acid, dextran, and polycarbonate are considered promising (see Patent Document 2).

微細な針状体の製造方法の例として、精密機械加工とエッチング加工技術を用いて金型原版を作製する手法が提案されている(特許文献3参照)。   As an example of a method for producing a fine needle-like body, a technique for producing a mold original plate using precision machining and etching technology has been proposed (see Patent Document 3).

また、医療用の生体適合性のある針状体の作製方法として、金型から複製版を起こし、その複製版を用いて転写成形を行う手法が提案されている。(特許文献4参照)。   Further, as a method for producing a biocompatible needle-like body, a method has been proposed in which a duplicate plate is raised from a mold and transfer molding is performed using the duplicate plate. (See Patent Document 4).

以下に公知文献を記す。
米国特許第6,183,434号明細書 特開2005−21677号公報 特開2002−79499号公報 特表2007−523771号公報
The known literature is described below.
US Pat. No. 6,183,434 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-21677 JP 2002-79499 A JP-T-2007-523771

このような微細構造を有する針状体を低コストかつ大量に製造するためには、射出成形法、インプリント法、キャスティング法に代表される転写成形方法が有効であるが、いずれの方法においても成形を行うためには所望の形状を凹凸反転させた原版金型が必要である。
しかしながら、機械加工等を用いて原版金型を作製した場合、その加工面は大きな表面粗
さを持つ。このような原版金型を用いて転写成形を行った場合、複製版と成形品が貼り付く現象が発生することがある。そのため、特に、強度面で比較的脆弱となる針状体先端部の領域では、剥離時に先端部が欠損する現象が発生するという問題も生じる。
また、研削加工において表面粗さを低減させるために微細な砥粒のみで構成された研削刃を用いた場合、その研削能力が低下するために加工負荷が増大し、加工材料としての基材が破損してしまうという問題がある。
In order to produce needle-like bodies having such a fine structure at low cost and in large quantities, transfer molding methods represented by injection molding, imprinting, and casting are effective. In order to perform the molding, an original mold having a desired shape with the concavities and convexities reversed is necessary.
However, when an original mold is produced using machining or the like, the processed surface has a large surface roughness. When transfer molding is performed using such an original mold, a phenomenon may occur in which the duplicate plate and the molded product stick. Therefore, in particular, in the region of the tip of the needle-like body that is relatively fragile in terms of strength, there also arises a problem that a phenomenon that the tip is lost at the time of peeling occurs.
In addition, when a grinding blade composed only of fine abrasive grains is used to reduce the surface roughness in grinding, the grinding load decreases and the processing load increases, and the base material as a processing material is reduced. There is a problem of being damaged.

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、微細構造を有する針状体の研削加工時および転写成形時の欠損を抑制することが可能な針状体ならびに複製針状体の製造方法および針状体の製造装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a needle-like body and a replication needle that can suppress defects during grinding and transfer molding of a needle-like body having a fine structure. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a needle-like body and a device for manufacturing a needle-like body.

前記目的に即し、本発明の請求項1に係る発明は、研削刃を用いた精密機械加工による微細な針状体の製造方法であって、前記研削刃の加工面形状は、先端面と側壁面との間に傾斜面が形成されており、尚且つ、少なくとも2種類以上の砥粒面によって構成された加工面を有する研削刃を用いることを特徴とした針状体の製造方法である。   In accordance with the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is a method of manufacturing a fine needle-like body by precision machining using a grinding blade, wherein the processing surface shape of the grinding blade is the tip surface and A method of manufacturing a needle-like body, characterized in that an inclined surface is formed between the side wall surface and a grinding blade having a processing surface constituted by at least two types of abrasive grain surfaces is used. .

本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の製造方法を用いて作製された針状体を反転させた型取り用の複製版から、転写成形により複製製造することを特徴とする複製針状体の製造方法である。   The invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that a replica is produced by transfer molding from a replica plate for mold making obtained by inverting a needle-like body produced using the production method according to claim 1. It is a manufacturing method of the duplication needlelike object which makes.

本発明の請求項3に係る発明は、上記転写成形により複製製造される複製針状体の構成材料に生体適合材料を用いることを特徴とする請求項2に記載の複製針状体の製造方法である。   The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that a biocompatible material is used as a constituent material of the replicated needle-shaped body that is replicated and manufactured by the transfer molding. It is.

本発明の請求項4に係る発明は、研削刃を用いた微細な針状体の製造装置であって、前記研削刃の加工面形状は、先端面と側壁面との間に傾斜面が形成されており、尚且つ、少なくとも2種類以上の砥粒面によって構成された加工面を有する研削刃を用いることを特徴とした針状体の製造装置である。   The invention according to claim 4 of the present invention is an apparatus for manufacturing a fine needle-like body using a grinding blade, and the processing surface shape of the grinding blade is formed with an inclined surface between a tip surface and a side wall surface. The needle-shaped body manufacturing apparatus is characterized by using a grinding blade having a processed surface constituted by at least two types of abrasive grain surfaces.

本発明の請求項5に係る発明は、請求項4に記載の針状体の製造装置であって、前記研削刃の砥粒径が研削刃の内側領域と外側領域によって異なり、外側に向かうにつれその粒径が増大していることを特徴とした研削刃を用いた針状体の製造装置である。   The invention according to claim 5 of the present invention is the needle-shaped body manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the abrasive grain size of the grinding blade differs depending on the inner region and the outer region of the grinding blade, and as it goes outward. An apparatus for manufacturing a needle-like body using a grinding blade characterized by an increase in particle size.

本発明の針状体の製造方法は、研削刃の加工面形状において、先端面と側壁面との間に傾斜面が形成されており、尚且つ、少なくとも2種類以上の砥粒面によって構成された加工面を有する研削刃を用いることを特徴とする。
本発明の製造方法を用いることで、転写成形時の欠損が発生しやすい針状体の先端領域のみ、表面粗さが極めて小さな表面形状に加工することができるので、転写成形時の欠損を抑制することが可能である。尚且つ、その他の領域は表面粗さを小さくするための砥粒面の種類に縛られること無く加工用の研削刃およびその使用条件を設定することができるため、原版金型の針状体を製造する際に、研削能力を低下させず、従って加工負荷も増大させず、その結果、加工材料の破損を抑制することが可能となる。
The method for producing a needle-like body of the present invention is such that an inclined surface is formed between the tip surface and the side wall surface in the processed surface shape of the grinding blade, and is constituted by at least two types of abrasive grain surfaces. A grinding blade having a processed surface is used.
By using the manufacturing method of the present invention, it is possible to process only the tip region of the needle-like body that is prone to defects during transfer molding into a surface shape with extremely small surface roughness, thus suppressing defects during transfer molding. Is possible. In addition, since the other region can be set with a grinding blade for processing and its use conditions without being restricted by the type of the abrasive grain surface for reducing the surface roughness, In manufacturing, the grinding ability is not lowered, and therefore the machining load is not increased, and as a result, breakage of the work material can be suppressed.

また、本発明の複製針状体の製造方法は、上記の研削刃を用いて製造された針状体の原版金型から型取り用の複製版を作り、さらに複製版から転写成形を行うことで原版金型と同形の複製針状体を製造する。転写成形方法はその充填材料を選択することで、機械的もしくは化学的な直接加工を用いて針状体を作製することが困難である材料においても形成が可能となり、尚且つ、大量の製品を効率良く低コストで製造することが可能である。し
かも、転写成形のための材料には生体適合材料を用いるので、生体に低負荷の材料を用いた複製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有する。
In addition, the method for producing a replica needle-shaped body according to the present invention is to make a replica plate for mold making from an original mold of the needle-shaped body manufactured using the grinding blade, and further perform transfer molding from the replica plate. To produce a duplicate needle like the original mold. In the transfer molding method, by selecting the filling material, it is possible to form even a material in which it is difficult to produce a needle-like body using mechanical or chemical direct processing, and a large amount of products can be formed. It is possible to manufacture efficiently and at low cost. In addition, since a biocompatible material is used as the material for transfer molding, it is possible to manufacture a replicated needle-like body using a material having a low load on the living body. If a biocompatible material is used, even if a fine needle-like body is broken and left in the body, it has an effect that it is harmless.

また、本発明の針状体の製造装置は、装置に用いられる研削刃の加工面形状が先端面と側壁面との間に傾斜面が形成されており、少なくとも2種類以上の砥粒面によって構成された加工面を有する研削刃を使用することにより、研削能力を低下させることなく、欠損の少ない針状体を製造できる装置を提供することができる。特に研削刃の砥粒径が、ホイール状の研削刃において、内側領域と外側領域によって異なり、外側に向かうにつれその粒径が増大していることを特徴とした研削刃を用いた針状体の製造装置は、研削能力と針状体の良品率を共に高めることを可能にする。   Moreover, the manufacturing apparatus of the acicular body of the present invention is such that the machining surface shape of the grinding blade used in the apparatus is formed with an inclined surface between the tip surface and the side wall surface, and at least two types of abrasive surfaces are used. By using a grinding blade having a configured working surface, it is possible to provide an apparatus capable of producing a needle-like body with few defects without reducing grinding ability. In particular, in a wheel-shaped grinding blade, the abrasive particle size of the grinding blade varies depending on the inner region and the outer region, and the particle size increases toward the outer side. The manufacturing apparatus makes it possible to increase both the grinding ability and the yield rate of needle-like bodies.

本発明の針状体ならびに複製針状体の製造方法および針状体の製造装置は、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り、例えばマイクロデバイス、計測ジグ、創薬、化粧品、バイオマテリアルなどに用いる微細な針状体ならびに複製針状体の製造方法および針状体の製造装置としても有用である。   The needle-like body and the production method of the needle-like body and the needle-like body manufacturing apparatus of the present invention can be applied not only to medical treatment but also to various fields that require fine needle-like bodies. It is also useful as a fine needle-like body used for measurement jigs, drug discovery, cosmetics, biomaterials, and the like, as well as a method for producing a replicated needle-like body and a needle-like body production apparatus.

以下、本発明の針状体ならびに複製針状体の製造方法および針状体の製造装置の一例について実施形態の説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the needle-shaped body, the method for manufacturing a replica needle-shaped body, and the apparatus for manufacturing the needle-shaped body according to the present invention will be described.

本発明における研削加工は、高速で回転するスピンドルの先端に取り付けられた研削刃による精密機械加工であって、被加工基材に切溝を微細加工する。研削刃は、円盤状の支持体の外周部に形成される。研削刃の材質としては高い硬度を有することが望ましく、一般にダイヤモンドを用いることが多い。本発明においても、円盤状の支持体の外周部全面にダイヤモンドから成る研削刃が形成された、ダイヤモンドホイールを用いることが出来る。ダイヤモンドホイールは、半導体産業における基板の断裁工程で広く用いられており、安価で入手が容易な部材である。   Grinding in the present invention is precision machining with a grinding blade attached to the tip of a spindle that rotates at high speed, and finely cuts a kerf on a workpiece substrate. A grinding blade is formed in the outer peripheral part of a disk shaped support body. As a material of the grinding blade, it is desirable to have a high hardness, and diamond is generally used in many cases. In the present invention, it is also possible to use a diamond wheel in which a grinding blade made of diamond is formed on the entire outer periphery of a disc-shaped support. Diamond wheels are widely used in the cutting process of substrates in the semiconductor industry, and are inexpensive and readily available members.

図1に研削刃先端の部分断面図を示す。図1(a)に従来の例を示すと、通常、研削刃12の断面形状は、研削刃側壁面4と研削刃先端面5が90°の角を成して交わり、直交頂点6を形成する。
一方、本発明の針状体の製造方法に用いる研削刃11の加工面は、図1(b)の断面図に示す通り、先端面5と側壁面4との間に傾斜面7を有する。このとき、傾斜面7の傾斜角度は、最終的に形成される針状体の側壁角度を決定する。これにより、研削刃の傾斜面により、製造される針状体の側壁角度を制御することが出来る。
FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of the tip of the grinding blade. FIG. 1A shows a conventional example. In general, the cross-sectional shape of the grinding blade 12 is such that the grinding blade side wall surface 4 and the grinding blade tip surface 5 intersect at an angle of 90 ° to form an orthogonal vertex 6. .
On the other hand, the processing surface of the grinding blade 11 used in the method for manufacturing a needle-shaped body of the present invention has an inclined surface 7 between the tip surface 5 and the side wall surface 4 as shown in the sectional view of FIG. At this time, the inclination angle of the inclined surface 7 determines the side wall angle of the needle-like body finally formed. Thereby, the side wall angle of the acicular body manufactured can be controlled by the inclined surface of the grinding blade.

また、本発明の研削刃は少なくとも2種類の砥粒面、例えば砥粒面A9および砥粒面B10からなる(図1(c))。このとき砥粒条件は特に制限されず、任意のパラメータを適宜選択することが出来るが、好ましくは、研削刃の内側領域を構成する砥粒面A9では微細形状の加工が可能となる砥粒面構造を重視し、外側領域を構成する砥粒面B10では研削能力の高い砥粒面構造を重視する。砥粒面において、微細加工及び研削能力に寄与するパラメータとして、材質、砥粒径、集中度、ボンド条件等があり、これらを任意に組み合わせ要求される研削刃を構成して良い。さらに好ましくは、上記の微細加工および研削能力に寄与するパラメータの中で、砥粒径の選択が最も有効である。具体的には、研削刃の内側領域と外側領域で砥粒径を変え、内側では微細加工に適した小粒径の砥粒を用い、外側に向かうにつれその粒径を増大させて研削能力を重視する。また、このような一方向に規則的変化を持つ砥粒面のみに限定されず、砥粒面の構造は不規則に変化する形状をも含み、異なる砥粒面がランダム配置された構造等であっても良い。   The grinding blade of the present invention comprises at least two types of abrasive grain surfaces, for example, the abrasive grain surface A9 and the abrasive grain surface B10 (FIG. 1 (c)). At this time, the abrasive condition is not particularly limited, and an arbitrary parameter can be appropriately selected. Preferably, the abrasive grain surface A9 constituting the inner region of the grinding blade can be processed in a fine shape. Emphasis is placed on the structure, and the abrasive grain surface B10 constituting the outer region places importance on the abrasive grain structure having a high grinding ability. In the abrasive grain surface, parameters contributing to fine processing and grinding ability include material, abrasive grain size, degree of concentration, bonding conditions, and the like, and these may be arbitrarily combined to constitute a required grinding blade. More preferably, the selection of the abrasive grain size is the most effective among the parameters contributing to the fine processing and grinding ability. Specifically, the abrasive particle size is changed between the inner and outer regions of the grinding blade, and a small particle size suitable for micromachining is used on the inner side, and the particle size is increased toward the outer side to increase the grinding ability. To emphasize. Moreover, it is not limited only to such an abrasive grain surface having a regular change in one direction, and the structure of the abrasive grain surface includes an irregularly changing shape, such as a structure in which different abrasive grain surfaces are randomly arranged. There may be.

また、研削刃11の加工面形状は、研削刃の先端面5と傾斜面7とが角を成して交わらないように面取り加工により、角取り面8が成されていることが望ましい(図1(b))。このとき、角取り面8は、最終的に形成される針状体の基底部の形状を決定する。つまり、角取り面8を設けることで、基底部に緩やかな裾の形状を有する針状体を製造することが出来る。これにより、穿刺時の針状体基底部に集中する応力を緩和し、その結果穿刺時の針状体の破損を抑制するのに適した形状の針状体を製造することが可能となる。   Further, it is desirable that the processing surface shape of the grinding blade 11 is a chamfered surface 8 by chamfering so that the tip surface 5 and the inclined surface 7 of the grinding blade do not intersect with each other (see FIG. 1 (b)). At this time, the chamfered surface 8 determines the shape of the base portion of the needle-like body that is finally formed. That is, by providing the chamfered surface 8, a needle-like body having a gentle hem shape at the base can be manufactured. As a result, it is possible to relieve stress concentrated on the base of the needle-like body at the time of puncturing, and as a result, it is possible to manufacture a needle-like body having a shape suitable for suppressing breakage of the needle-like body at the time of puncturing.

研削刃先端部の加工方法は特に制限されないが、砥石による研磨加工を好適に用いることが出来る。また、上記の研削刃を用いた針状体の製造装置を針状体の製造に良好に利用することができる。   Although the processing method of a grinding blade front-end | tip part is not restrict | limited in particular, Polishing with a grindstone can be used suitably. Moreover, the manufacturing apparatus of the acicular body using said grinding blade can be utilized favorably for manufacture of an acicular body.

以下、本発明における針状体の製造方法の一例として、図を用いて説明を行う。本発明における針状体ならびに複製針状体の作製は、原版金型を作製する工程、及び、複製版を作製する工程、複製版から転写成型する工程、を経る手法によって行われる。   Hereinafter, as an example of the method for producing a needle-shaped body in the present invention, description will be given with reference to the drawings. In the present invention, the needle-like body and the duplicate needle-like body are produced by a technique that includes a step of producing an original mold, a step of producing a duplicate plate, and a step of transfer molding from the duplicate plate.

まず、図2(a)に示す通り、基材1を準備する。
このとき、基材としては、材質は特に制限されず、加工適正や、材料の入手容易性などから材質を選択することが望ましい。例えば、具体的には、アルミナ、窒化アルミニウム、マシナブルセラミックスなどのセラミックス、また、シリコンや石英などの結晶材料、アクリルやポリアセタールなどの有機材料、ガラスなどが挙げられる。
First, as shown in FIG. 2A, a base material 1 is prepared.
At this time, the material is not particularly limited as the base material, and it is desirable to select the material from the viewpoint of processing suitability and the availability of the material. Specific examples include ceramics such as alumina, aluminum nitride, machinable ceramics, crystal materials such as silicon and quartz, organic materials such as acrylic and polyacetal, and glass.

次に、図2(b)に示す通り、研削刃11を回転させながら基材1の表面を研削加工し、所定の長さだけ線状に溝Aを形成する。
このとき、溝Aは直線状に形成するのに限定されず、曲線状に形成してもよい。曲線状に溝Aを設けた場合、底面が曲線で閉じられた多角形の形状である針状体を製造することが可能となる。
また、研削刃の回転数や研削速度などの研削条件は特に制限されず、研削刃11および基材1の材質を考慮したうえで、加工性に優れた条件に最適化することが望ましい。
Next, as shown in FIG. 2B, the surface of the substrate 1 is ground while rotating the grinding blade 11 to form the groove A in a linear shape by a predetermined length.
At this time, the groove A is not limited to being formed in a straight line, and may be formed in a curved line. When the groove A is provided in a curved shape, a needle-like body having a polygonal shape whose bottom surface is closed by a curved line can be manufactured.
Further, the grinding conditions such as the number of revolutions of the grinding blade and the grinding speed are not particularly limited, and it is desirable to optimize to the conditions excellent in workability in consideration of the materials of the grinding blade 11 and the substrate 1.

上記研削加工によって、図2(c)に示す通り、溝A21が形成される。溝A21の側壁面の傾きは、図1(b)に示す研削刃11の先端に形成された傾斜面7の傾きに一致する。同様に、溝A21の側壁面と底面が交わる部分は、図1(b)に示す研削刃11の先端に形成された角取り面8に対応した裾をもった形状となる。   By the grinding process, a groove A21 is formed as shown in FIG. The inclination of the side wall surface of the groove A21 matches the inclination of the inclined surface 7 formed at the tip of the grinding blade 11 shown in FIG. Similarly, the portion where the side wall surface and the bottom surface of the groove A21 intersect has a shape corresponding to the chamfered surface 8 formed at the tip of the grinding blade 11 shown in FIG.

次に、前述した溝Aと交わらず、平行となるように少なくとも一つ以上の溝A’を形成する工程を行う。
図2(d)に示すように、溝A21の隣に、研削刃11によって溝A’22を加工する。このとき、研削刃11は、溝A21に対して、一部に重なりを持つようにして溝を加工することが望ましい。これにより、研削加工されてできる凸部の先端部が平坦となることがなく、鋭利にすることが出来、穿刺性に優れた針状体を製造することが可能となる。
また、溝A’は溝A21に対して、平行に研削する。
これにより、図2(e)に示す通りの溝A’22が形成される。溝A21と溝A’22の間には、溝Aを形成する際の研削刃11の傾斜面7と、溝A’を形成する際の研削刃11の傾斜面7との重なりによって先端部の頂点が形成されるために、先端形状が先鋭な凸部2が形成される。このため、溝A’を複数設ける場合、既に設けた溝と隣接するように形成する必要がある。
Next, a step of forming at least one groove A ′ so as to be parallel to the groove A described above is performed.
As shown in FIG. 2D, the groove A′22 is processed by the grinding blade 11 next to the groove A21. At this time, it is desirable that the grinding blade 11 process the groove so as to partially overlap the groove A21. As a result, the tip of the convex portion formed by grinding does not become flat, can be sharpened, and a needle-like body having excellent puncture properties can be manufactured.
The groove A ′ is ground in parallel with the groove A21.
As a result, a groove A′22 as shown in FIG. Between the groove A21 and the groove A′22, the tip end portion is overlapped by the overlapping of the inclined surface 7 of the grinding blade 11 when forming the groove A and the inclined surface 7 of the grinding blade 11 when forming the groove A ′. Since the apex is formed, the convex portion 2 having a sharp tip shape is formed. Therefore, when a plurality of grooves A ′ are provided, it is necessary to form the grooves A ′ so as to be adjacent to the already provided grooves.

凸部2の高さは、研削加工深さ、研削刃11の傾斜面7の角度、および溝A21と溝A’22の重なり距離によって決定する。   The height of the convex portion 2 is determined by the grinding depth, the angle of the inclined surface 7 of the grinding blade 11, and the overlapping distance between the groove A21 and the groove A'22.

次に、溝A’22を形成したのと同様に順次溝を形成していき、図2(f)に示す通り、凸部2を所望の数だけ形成して、概ね三角形の断面形状を有する凸部2が表面に形成された基材3を得る。
このとき、形成する凸部2の数により、製造されるアレイ状に配列された針状体の列数が決定する。
図3に示す通り、凸部2の断面形状は、研削刃11の先端に形成された傾斜面7の傾きに一致する側壁傾斜を有し、側壁面と底面が交わる部分は、図2研削刃11の先端に形成された角取り面8に対応した裾を持った形状13となる。
また、針状体は用いられる研削面の形状によって様々な側面形状を形成することが可能となる。図3では、2種類の表面状態を持つ針状体の例を示したが、もちろんこれに限定されるわけではない。これにより転写時に欠損が発生しやすい先端部のみ微細加工を施し、尚且つ底面部では研削条件を変更すること無く針状体を作製することが可能である。もしくはこの逆となる、先端部が従来条件のまま、底面部の表面粗さのみを変更すること等も可能となり、設計に応じた任意の形状を作製する事ができる。
加えて、この研削面の推移は段階的もしくは連続的に加工することが可能であり、これも用いる研削刃の形状によって決定される。研削刃の形状によっては、数種類からなる繰り返しパターンを針状体側面に再現することも可能である。
Next, grooves are sequentially formed in the same manner as the groove A′22 is formed, and as shown in FIG. 2 (f), a desired number of convex portions 2 are formed to have a substantially triangular cross-sectional shape. The base material 3 having the convex portions 2 formed on the surface is obtained.
At this time, the number of needle-like bodies arranged in an array to be manufactured is determined by the number of convex portions 2 to be formed.
As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the convex portion 2 has a side wall inclination that matches the inclination of the inclined surface 7 formed at the tip of the grinding blade 11, and the portion where the side wall surface and the bottom surface intersect is shown in FIG. 2. 11 is a shape 13 having a skirt corresponding to the chamfered surface 8 formed at the tip of 11.
Also, the needle-like body can be formed in various side shapes depending on the shape of the grinding surface used. Although FIG. 3 shows an example of a needle-like body having two types of surface states, it is not limited to this. As a result, it is possible to produce a needle-like body without changing the grinding conditions on the bottom surface by performing fine processing only on the tip portion where defects are likely to occur during transfer. Alternatively, it is possible to change only the surface roughness of the bottom surface while maintaining the conventional condition of the tip, which is the opposite, and an arbitrary shape according to the design can be produced.
In addition, the transition of the grinding surface can be processed stepwise or continuously, and this is also determined by the shape of the grinding blade used. Depending on the shape of the grinding blade, several types of repetitive patterns can be reproduced on the side surface of the needle-like body.

図3では、凸部2の断面形状において側壁面と底面が交わる部分が、円弧状の裾の形状になる例を示したが、側壁面と底面とが交わる角度よりも小さい角度で交わるように少なくとも1つの補助平面を形成することでも、穿刺時に針状体基底部に集中する応力を緩和することが出来る。この場合、研削刃11の先端加工時に、傾斜面7と研削刃先端面5が交わって成す頂点部分を面取りするように、少なくとも1つの補助平面を形成した研削刃を用いる。   In FIG. 3, the example in which the portion where the side wall surface and the bottom surface intersect with each other in the cross-sectional shape of the convex portion 2 has an arcuate hem shape, but the angle intersects with an angle smaller than the angle between the side wall surface and the bottom surface. By forming at least one auxiliary plane, it is possible to relieve the stress concentrated on the needle base at the time of puncturing. In this case, at the time of tip processing of the grinding blade 11, a grinding blade having at least one auxiliary plane is used so as to chamfer the apex portion formed by the inclined surface 7 and the grinding blade tip surface 5 intersecting.

次に、前記溝Aと交差するように交差溝Bを設け、前記交差溝Bと平行となるように交差溝B’を設ける。このとき、溝A21および溝A’22を設けて凸部が表面に形成された基材3を回転させることで、溝A21および溝A’22を設けた条件と同等に交差溝Bおよび交差溝B’を形成することが出来る。上述の場合、溝Aおよび溝A’と、交差溝Bおよび交差溝B’との交差角度は凸部が表面に形成された基材3の回転角度と同等となる。   Next, a cross groove B is provided so as to cross the groove A, and a cross groove B ′ is provided so as to be parallel to the cross groove B. At this time, the groove A21 and the groove A′22 are provided, and the substrate 3 on which the convex portion is formed is rotated, so that the intersection groove B and the intersection groove are equivalent to the condition where the groove A21 and the groove A′22 are provided. B ′ can be formed. In the case described above, the intersecting angle between the groove A and the groove A ′ and the intersecting groove B and the intersecting groove B ′ is equal to the rotation angle of the base material 3 having the convex portions formed on the surface.

図4に、凸部2が表面に形成された基材3を90°回転して、前記の溝形成工程と同じ条件で研削加工を実施した例を斜視図で示す。この場合、研削されずに残る部分が、図4に示す通り、アレイ状の正四角錐24となり、支持基板23上にアレイ状の針状体25が得られる。図4では正四角錐24と支持基板23が角を成して接続されているが、前述した面取り加工を施した研削刃11を用いることで、角錐の基底部に緩やかな裾の形状を持たせることが出来る。また、溝斜面は選択した研削刃の粒径に依存した表面粗さの分布を持つ。   FIG. 4 is a perspective view showing an example in which the base material 3 having the convex portions 2 formed on the surface is rotated by 90 ° and grinding is performed under the same conditions as the groove forming step. In this case, as shown in FIG. 4, the portion that remains without being ground becomes an array-like regular pyramid 24, and an array-like needle-like body 25 is obtained on the support substrate 23. In FIG. 4, the regular quadrangular pyramid 24 and the support substrate 23 are connected at an angle, but by using the grinding blade 11 subjected to the chamfering described above, the base of the pyramid has a gentle hem shape. I can do it. Further, the groove slope has a surface roughness distribution depending on the particle size of the selected grinding blade.

また、交差溝Bおよび交差溝と平行な交差溝B’を設ける工程は複数回行っても良い。前記工程の施工回数、および、溝同士が交差する角度を制御することにより、多様な底面の形状を有する錐状の針状体を製造することが出来る。
例えば、交差溝Bおよび交差溝と平行な交差溝B’を設ける工程を一回行い、2方向の研削加工をそれぞれ60°ずらして実施する場合、底面がひし形である四角錐形状が得られる。このとき、ひし形の頂角は、対向する頂点が60°および120°に成る。
また、交差溝および交差溝と平行な交差溝’を設ける工程を二回行い、3方向に研削加工を行えば、底面が六角錐形状の針状体が得られる。
Further, the step of providing the intersecting groove B and the intersecting groove B ′ parallel to the intersecting groove may be performed a plurality of times. By controlling the number of executions of the process and the angle at which the grooves intersect, cone-shaped needles having various bottom shapes can be manufactured.
For example, when the process of providing the intersection groove B and the intersection groove B ′ parallel to the intersection groove is performed once and the two-direction grinding is performed by shifting by 60 °, a quadrangular pyramid shape having a rhombus at the bottom is obtained. At this time, the apex angle of the rhombus is 60 ° and 120 ° at the opposite apexes.
Further, by performing the process of providing the intersecting groove and the intersecting groove ′ parallel to the intersecting groove twice and grinding in three directions, a needle-like body having a hexagonal pyramid shape on the bottom surface can be obtained.

また、上記の工程で得られた針状体群の周辺には、場合によっては針状体ではない凸部
が残留する。これを除去する必要がある場合には、研削加工で凸部を除去すればよい。
Moreover, the convex part which is not a needle-like body may remain in the periphery of the needle-like body group obtained by said process depending on the case. When it is necessary to remove this, the convex portion may be removed by grinding.

以上より、研削刃の断面形状、工程の施工回数、および、溝同士が交差する角度を制御することにより、任意の表面形状かつ任意の多角底面を成した錐状の針状体を製造することが出来る。また、線状に溝を設けることで、列毎に針状体を作成することが出来るため、特に、アレイ状に配列された針状体を製造する場合、一括で形成することが可能となる。ここまでで得られた針状体は、以下に説明する複製のための原版金型として用いることができる。   From the above, by controlling the cross-sectional shape of the grinding blade, the number of executions of the process, and the angle at which the grooves intersect, a conical needle-like body having an arbitrary surface shape and an arbitrary polygonal bottom is manufactured. I can do it. In addition, since the needle-like bodies can be created for each column by providing the linear grooves, it is possible to form the needle-like bodies in a lump, particularly when manufacturing the needle-like bodies arranged in an array. . The needle-like body obtained so far can be used as an original mold for duplication described below.

次に、原版金型から複製版を製造する方法(図5−(a),(b)参照)について図を用いて説明する。図5(a)では、原版金型30に複製材料31を充填する。このとき添加剤等を加えて良い。複製材料硬化の後、図5(b)のように、複製材料31を原版金型30から剥離することで凹型の複製版33を形成する。複製版を作製することで、同一の複製版から多量の針状体を製造することが出来るため、生産コストを抑制し、生産性を高めることが可能となる。   Next, a method for manufacturing a duplicate plate from an original mold (see FIGS. 5A and 5B) will be described with reference to the drawings. In FIG. 5A, the replica material 31 is filled in the original mold 30. At this time, an additive or the like may be added. After the replication material is cured, as shown in FIG. 5B, the replication material 31 is peeled from the original mold 30 to form a concave replication plate 33. By producing a duplicate plate, a large amount of needles can be produced from the same duplicate plate, so that production costs can be suppressed and productivity can be increased.

ここで用いられる原版金型には複製版の離型性を向上させるために、転写前に表面形状の加工及び化学的な表面改質を施しても良い。具体的には、機械加工による研磨、穴あけ、溝加工や、エッチングプロセスを用いた表面加工および表面改質、もしくは離型剤の塗布等を好適に用いることが出来る。また、複製版作製時には硬化速度を制御するために加熱及び冷却を行っても良い。   The original mold used here may be subjected to surface shape processing and chemical surface modification before transfer in order to improve the releasability of the duplicated plate. Specifically, polishing by machining, drilling, grooving, surface processing and surface modification using an etching process, or application of a release agent can be preferably used. Further, at the time of producing a duplicate plate, heating and cooling may be performed to control the curing rate.

また、複製版作製工程に於いては、微細領域での再現性を高めるために脱泡工程を行うことが好ましい。脱泡工程は公知の脱泡法を用いて良い。例えば、真空脱泡、遠心脱泡、攪拌脱泡等の脱泡方法を用いて行うことが出来る。   Further, in the duplicate plate production process, it is preferable to perform a defoaming process in order to improve reproducibility in a fine region. A known defoaming method may be used for the defoaming step. For example, it can be performed using a defoaming method such as vacuum defoaming, centrifugal defoaming, stirring defoaming or the like.

複製材料は、特に制限されるものではないが、原版を転写し得る形状追従性、後述する転写加工成型における転写性、耐久性および離型性を考慮した材質を選択することが出来る。例えば、ニッケルやシリコーン樹脂材を用いた手法で作製可能であり、安価かつ危険性の低い材料として好適に用いることが出来る。しかし、これのみに限定されるものでは無い。ニッケルを選択した場合の複製方法としては、メッキ法、PVD法等が挙げられる。また、複製材料中の不純物を除去するために精製工程を加えても良い。   The replication material is not particularly limited, and a material can be selected in consideration of the shape followability capable of transferring the original plate, transferability in transfer processing molding described later, durability, and releasability. For example, it can be produced by a technique using nickel or a silicone resin material, and can be suitably used as an inexpensive and low-risk material. However, it is not limited to this. Examples of a replication method when nickel is selected include a plating method and a PVD method. Further, a purification step may be added to remove impurities in the replication material.

複製版作製の際には、樹脂の複製材料に対して任意の添加剤を加えることで硬化時間の制御等の機能を持たせることが可能である。ここで用いられる添加剤は特に制限されず、複製材料との反応により弊害が生じない材料を選択的に用いても良い。用いられる材料の例として、無機材料や水、有機溶剤が挙げられるが、複製版表面形状の形成に影響を及ぼすことができる他の材料であっても良く、これに限定されるもではない。添加剤を加えるタイミングは特に限定されず、充填前から複製材料が硬化するまでの間に添加可能である。好ましくは充填前であり、これにより添加剤の均一な分散を促すことが出来る。また、使用される添加剤は一種のみに限定されず、種類の異なる添加剤を複数用いても良い。また、その添加量は任意の表面形状とするために、適宜その加減を変更することが出来るものである。また、添加剤を完全に除去するために、複製版硬化後に複製版の洗浄工程を加えても良い。   When producing a duplicate plate, it is possible to provide a function such as control of curing time by adding an arbitrary additive to the resin duplicate material. The additive used here is not particularly limited, and a material that does not cause harmful effects by reaction with the replication material may be selectively used. Examples of the materials used include inorganic materials, water, and organic solvents, but other materials that can affect the formation of the replica plate surface shape may be used, and the present invention is not limited thereto. The timing at which the additive is added is not particularly limited, and can be added before the replica material is cured before filling. Preferably, it is before filling, which can promote uniform dispersion of the additive. Moreover, the additive used is not limited to only one type, and a plurality of different types of additives may be used. Moreover, in order to make the addition amount into arbitrary surface shapes, the addition and subtraction can be changed as appropriate. In order to completely remove the additive, a duplicate plate washing step may be added after the duplicate plate is cured.

このとき、添加剤混入前の複製材料の粘度は1Pa・sから100Pa・sであることが好ましい。粘度が低すぎる場合には添加剤を複製材料中に固定することが出来ず、二層化してしまう。また、粘度が高すぎる場合は、複製材料中に添加剤を均等に分散させることができず塊として存在してしまう事となる。   At this time, the viscosity of the replication material before mixing with the additive is preferably 1 Pa · s to 100 Pa · s. If the viscosity is too low, the additive cannot be fixed in the replication material, resulting in two layers. On the other hand, if the viscosity is too high, the additive cannot be evenly dispersed in the replication material and will exist as a lump.

次に、複製版を用いた転写加工成型(図5−(c)、(d)参照)について説明する。図5(c)では、複製版33に成形材34を充填する。成形材は特に制限されないが、穿刺部となる複製針状体においては生体適合性材料である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、ポリカーボネート等を用いることが好ましい。生体適合性材料を用いれば、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有する。このときの成形材34の充填方法についての制限は無いが、生産性の観点から、インプリント法、ホットエンボス法、射出成形法、押し出し成形法およびキャスティング法を好適に用いることが出来る。   Next, transfer processing molding using a duplicate plate (see FIGS. 5C and 5D) will be described. In FIG. 5 (c), the duplication plate 33 is filled with a molding material 34. The molding material is not particularly limited, but it is preferable to use a medical silicone resin, maltose, polylactic acid, dextran, saccharide, polycarbonate, or the like, which is a biocompatible material, in a duplicate needle-like body that becomes a puncture part. If a biocompatible material is used, even if the needle-shaped body is broken and left in the body, it has an effect that it is harmless. Although there is no restriction | limiting about the filling method of the molding material 34 at this time, From a viewpoint of productivity, the imprint method, the hot embossing method, the injection molding method, the extrusion molding method, and the casting method can be used suitably.

成形材34充填の後、これを複製版33から剥離し、任意の複製針状体35を得る。このとき、複製版の剥離性を向上させるために、複製針状体の材料の充填前に、複製版の表面上に離型効果を増すための離型層を形成してもよい(図示せず)。離型層としては、例えば広く知られているフッ素系の樹脂を用いることができる。また、離型層の形成方法としては、PVD法、CVD法、スピンコート法、ディップコート法等の薄膜形成手法を好適に用いることができる。   After filling with the molding material 34, it is peeled off from the duplicate plate 33 to obtain an arbitrary duplicate needle 35. At this time, in order to improve the peelability of the duplicate plate, a release layer for increasing the mold release effect may be formed on the surface of the duplicate plate before filling the material of the duplicate needle-like body (not shown). ) As the release layer, for example, a widely known fluorine-based resin can be used. Moreover, as a formation method of a mold release layer, thin film formation methods, such as PVD method, CVD method, a spin coat method, a dip coat method, can be used suitably.

以上より、本発明の針状体ならびに複製針状体の製造を実施することが出来る。なお、本発明の針状体ならびに複製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。   From the above, it is possible to carry out the production of the needle-shaped body and the duplicate needle-shaped body of the present invention. In addition, the manufacturing method of the acicular body of this invention and a replication acicular body is not limited to the said embodiment, The other well-known method which can be guessed in each process shall also be included.

以下、本発明の針状体の製造方法について、具体的に一例を挙げながら説明を行う。当然のことながら、本発明の針状体の製造方法は下記実施例に限定されず、各工程において公知の資料から類推できる他の製造方法をも含むものとする。   Hereinafter, the method for producing the needle-shaped body of the present invention will be described with specific examples. Naturally, the manufacturing method of the acicular body of the present invention is not limited to the following examples, and includes other manufacturing methods that can be inferred from known materials in each step.

まず、ダイヤモンド砥粒を含有した研削刃の先端部を、ダイヤモンド砥石による研磨加工によって、後述する所望の形状に加工した。
図1は円盤状の研削刃先端の部分断面図である。図1(a)に示す通り、研磨加工前の研削刃12の断面形状は、研削刃側壁面4と研削刃先端面5が90°の角を成して交わり、頂点6を形成している。
この研削刃12を、ダイヤモンド砥石を用いて加工し、研削刃11を得た。
研削刃11は、図1(b)に示す通り、傾斜面7を有し、且つ傾斜面7と研削刃先端面5が交わって成す頂点部分は概角取り面8を有する形状に加工された。
本実施例では、厚みが1mmの研削刃を用い、研削刃先端面5が幅200μmとなり、研削刃側壁面4と傾斜面7との成す角度が160°となるように、研削刃の先端を研磨加工した。
傾斜面7の傾斜角度は、最終的に形成される針状体の側壁角度を決定する。また角取り面8は、最終的に形成される針状体の基底部の形状を決定する。最終的に形成される角錐形状の針状体先端角度を40°とするために、本実施例における研削刃先端部の傾斜面7の傾きは160°を選択した。
このとき研削刃の構造は図1(c)のように、二種類の砥粒面で構成されているものを用いた。研削刃の外周領域は平均砥粒径が約50μmのダイヤモンド砥粒で構成され、なおかつ、その内側は平均粒径が約20μmのダイヤモンド砥粒で構成されている。
First, the tip of a grinding blade containing diamond abrasive grains was processed into a desired shape, which will be described later, by polishing with a diamond grindstone.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the tip of a disc-shaped grinding blade. As shown in FIG. 1A, the cross-sectional shape of the grinding blade 12 before polishing is such that the grinding blade side wall surface 4 and the grinding blade tip surface 5 intersect at an angle of 90 ° to form a vertex 6.
The grinding blade 12 was processed using a diamond grindstone to obtain a grinding blade 11.
As shown in FIG. 1 (b), the grinding blade 11 has an inclined surface 7, and the apex portion formed by the intersection of the inclined surface 7 and the grinding blade tip surface 5 is processed into a shape having an approximate chamfered surface 8.
In this embodiment, a grinding blade having a thickness of 1 mm is used, the tip of the grinding blade is polished to have a width of 200 μm, and the angle between the side surface 4 of the grinding blade and the inclined surface 7 is 160 °. processed.
The inclination angle of the inclined surface 7 determines the side wall angle of the needle-like body finally formed. Further, the chamfered surface 8 determines the shape of the base portion of the needle-like body that is finally formed. In order to set the tip angle of the finally formed pyramid shaped needle-like body to 40 °, the inclination of the inclined surface 7 of the tip of the grinding blade in this example was selected to be 160 °.
At this time, the structure of the grinding blade was composed of two types of abrasive grain surfaces as shown in FIG. The outer peripheral region of the grinding blade is composed of diamond abrasive grains having an average abrasive grain size of about 50 μm, and the inside thereof is composed of diamond abrasive grains having an average grain size of about 20 μm.

次に、前記の通り先端を加工した研削刃による研削加工で、セラミックス基材の表面に溝Aを形成する工程を実施した。
まず図2(a)に示す通り、一辺が30mmの正方形で、厚さ3mmのセラミックス基材を準備し、続いて図2(b)に示す通り、研削刃を回転させながらセラミックス基材の表面を深さ300μmとなるように研削加工し、長さ30mmの溝を形成した。
Next, the process of forming the groove | channel A in the surface of the ceramic base material was implemented by the grinding process by the grinding blade which processed the front-end | tip as above-mentioned.
First, as shown in FIG. 2A, a ceramic substrate having a square of 30 mm on a side and a thickness of 3 mm is prepared. Subsequently, as shown in FIG. 2B, the surface of the ceramic substrate is rotated while rotating the grinding blade. Was ground to a depth of 300 μm to form a groove having a length of 30 mm.

上記研削加工によって、図2(c)に示す通り、溝Aが形成された。溝Aの開口上部の幅は約418μm、深さは300μmとなった。
溝Aの側壁面の傾きは、研削刃の先端に形成された傾斜面の傾きに対応し、本実施例ではセラミックス基材の表面と溝Aの側壁面との成す角度は110°となった。同様に、溝Aの側壁面と底面が交わる部分は、研削刃の先端に形成された角取り面に対応した裾を持った形状となった。
By the grinding process, a groove A was formed as shown in FIG. The width of the upper opening of the groove A was about 418 μm and the depth was 300 μm.
The inclination of the side wall surface of the groove A corresponds to the inclination of the inclined surface formed at the tip of the grinding blade. In this example, the angle formed by the surface of the ceramic substrate and the side wall surface of the groove A was 110 °. . Similarly, the portion where the side wall surface and the bottom surface of the groove A intersect each other has a shape having a skirt corresponding to the chamfered surface formed at the tip of the grinding blade.

次に溝A’を基材1の表面に加工する工程を実施した。
図2(d)に示すように、溝Aの隣に、溝Aと同一の条件で研削刃によって溝を加工した。このとき、研削刃は、溝Aに対して、幅100μmだけ重なりを持つようにして溝を加工した。また、溝Aに対して、平行に研削した。これにより、図2(e)に示す通り、深さ300μmで長さ3mmの溝A’が、溝Aに隣接して形成された。溝Aと溝A’の間には、先端形状が先鋭な凸部が形成された。
Next, the process of processing groove | channel A 'to the surface of the base material 1 was implemented.
As shown in FIG. 2D, a groove was machined by a grinding blade adjacent to the groove A under the same conditions as the groove A. At this time, the grinding blade worked the groove so as to overlap the groove A by a width of 100 μm. Moreover, it grind | polished in parallel with respect to the groove | channel A. Thus, a groove A ′ having a depth of 300 μm and a length of 3 mm was formed adjacent to the groove A as shown in FIG. A convex portion having a sharp tip shape was formed between the groove A and the groove A ′.

凸部2の高さは、研削加工深さ、研削刃の先端傾斜面の角度、および溝Aと溝A'重なり距離によって決定する。本実施例における凸部2の高さは約162μm、根元の幅は約118μmとなった。研削刃先端の傾斜面の重なりで形成された凸部の先端は、角度40°の頂点となった。   The height of the convex portion 2 is determined by the grinding depth, the angle of the tip inclined surface of the grinding blade, and the overlapping distance between the groove A and the groove A ′. In the present example, the height of the convex portion 2 was about 162 μm, and the width of the root was about 118 μm. The tip of the convex portion formed by the overlapping of the inclined surfaces at the tip of the grinding blade became the apex at an angle of 40 °.

次に、溝A’を形成したのと同様に順次溝を形成していき、図2(f)に示す通り、凸部を所望の数だけ形成して、概ね三角形の断面形状を有する凸部が表面に形成された基材を得た。本実施例においては、合計6本の溝を作製した。6本の溝形成によって、5本の凸部が形成された。図3に示す通り、凸部の断面形状は、研削刃の先端に形成された傾斜面の傾きに一致する側壁傾斜を有し、側壁面と底面が交わる部分は、図1研削刃の先端に形成された角取り面に対応した裾を持った形状となった。   Next, the grooves are sequentially formed in the same manner as the groove A ′, and as shown in FIG. 2 (f), a desired number of protrusions are formed, and the protrusions have a generally triangular cross-sectional shape. A base material having a surface formed thereon was obtained. In this example, a total of 6 grooves were produced. Five protrusions were formed by forming six grooves. As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the convex portion has a side wall inclination that matches the inclination of the inclined surface formed at the tip of the grinding blade, and the portion where the side wall surface and the bottom surface intersect with each other at the tip of the grinding blade in FIG. It became a shape with a hem corresponding to the formed chamfered surface.

次に、前期6本の溝形成工程によって5本形成された凸部が表面に形成された基材を、90°回転し、前記の溝形成工程と同じ条件で研削加工を実施した。これにより、交差溝Bおよび交差溝B’が併せて5本形成され、その結果研削されずに残る部分が、図4に示す通り、アレイ状の正四角錐となり、支持基板上にアレイ状の配列された針状体が得られた。本実施例においては、針状体は5列5行のアレイ状に並んだ25の針状体が得られた。このとき得られた針状体は四角錐であり、先端角が40°、高さが約162μm、底面の一辺の幅が118μmとなった。また、角錐側面には表面粗さの差によって生じた境界線が確認でき、先端部が基底部に比べ表面粗さが低減された構造を持つ針状体となった。   Next, the base material on which the five convex portions formed by the previous six groove forming steps were formed was rotated by 90 °, and grinding was performed under the same conditions as in the groove forming step. As a result, five intersecting grooves B and five intersecting grooves B ′ are formed. As a result, the portion that remains without being ground becomes an array of regular quadrangular pyramids as shown in FIG. A needle-like body was obtained. In this example, 25 needle-like bodies arranged in an array of 5 columns and 5 rows were obtained. The needle-like body obtained at this time was a quadrangular pyramid, the tip angle was 40 °, the height was about 162 μm, and the width of one side of the bottom surface was 118 μm. Moreover, the boundary line produced by the difference in surface roughness was confirmed on the side surface of the pyramid, and the tip portion became a needle-like body having a structure in which the surface roughness was reduced compared to the base portion.

次に、作製した針状体を複製するため、作製した針状体を母型とし、前記母型から複製版を作り、転写加工成形を行う工程を実施した。
まず、メッキ法によって、針状体の表面にニッケル膜を600μm形成した。次に前記ニッケル膜を針状体から剥離し、複製版を作製した。次に、上記複製版に対し、インプリント法を用いて複製針状体の作製を行った。充填する複製針状体材料として、生体適合性材料であるポリカーボネートを用いた。以上の工程により、生体適合性樹脂であるポリカーボネートで構成された先鋭な複製針状体を製造することが出来た。
Next, in order to replicate the produced needle-like body, the produced needle-like body was used as a mother die, a duplicate plate was made from the mother die, and a transfer processing molding process was performed.
First, a nickel film of 600 μm was formed on the surface of the needle-like body by a plating method. Next, the nickel film was peeled off from the acicular body to produce a duplicate plate. Next, a replica needle was produced using the imprint method for the duplicate plate. Polycarbonate, which is a biocompatible material, was used as the replica needle material to be filled. Through the above steps, a sharp replica needle-like body made of polycarbonate, which is a biocompatible resin, could be manufactured.

本発明の複製針状体は、医薬、創薬、化粧品などの薬物を輸送するデバイスに用いる微細な針として、利用することが期待できる。   The replica needle-like body of the present invention can be expected to be used as a fine needle used in a device for transporting drugs such as medicines, drug discovery, and cosmetics.

針状体の製造工程および製造装置で用いる研削刃の先端部断面構造の一例を示す部分概略断面図である。(a)は従来の研削刃、(b)および(c)は本発明の研削刃である。It is a partial schematic sectional drawing which shows an example of the cross-sectional structure of the front-end | tip part of the grinding blade used with the manufacturing process and manufacturing apparatus of an acicular body. (A) is a conventional grinding blade, (b) and (c) are grinding blades of the present invention. (a)〜(f)は、本発明の針状体の製造方法の実施の形態による針状体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)-(f) is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the acicular body by embodiment of the manufacturing method of the acicular body of this invention with time. 本発明の針状体の製造方法における針状体の断面構造の一例を示す部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing which shows an example of the cross-sectional structure of the acicular body in the manufacturing method of the acicular body of this invention. 本発明の針状体の製造方法によって製造された針状体の集合を説明するための概略斜視図である。It is a schematic perspective view for demonstrating the collection of the acicular body manufactured by the manufacturing method of the acicular body of this invention. (a)〜(d)は、本発明の複製針状体の製造工程を説明するための概略工程の一事例の側断面図である。(A)-(d) is a sectional side view of an example of the general | schematic process for demonstrating the manufacturing process of the replication acicular body of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…基材
2…凸部
3…凸部が表面に形成された基材
4…研削刃側壁面
5…研削刃先端面
6…研削刃先端部の直交頂点
7…傾斜面
8…角取り面
9…砥粒面A
10…砥粒面B
11…先端を加工した研削刃先端部断面
12…従来の研削刃先端部断面
13・・・針状体基底部の緩やかな裾形状部
21…溝A
22…溝A’
23…針状体の支持基板、
24…針状体、
25…アレイ状に配列された針状体
30…原版金型針状体
31…複製材料
33…複製版
34…成形材
35…複製針状体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Convex part 3 ... Base material 4 in which convex part was formed on the surface ... Grinding blade side wall surface 5 ... Grinding blade tip surface 6 ... Orthogonal vertex 7 of grinding blade tip part ... Inclined surface 8 ... Chamfering surface 9 ... Abrasive surface A
10: Abrasive surface B
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Grinding blade front-end | tip part cross-section 12 which processed the front-end | tip ... Conventional grinding blade front-end | tip part cross-section 13 ... The gentle skirt-shaped part 21 of a needle-like body base part ... Groove A
22 ... Groove A '
23 ... the support substrate of the needle-like body,
24 ... acicular body,
25 ... Needle-like bodies 30 arranged in an array form ... Original mold needle-like bodies 31 ... Duplicating material 33 ... Duplicating plate 34 ... Molding material 35 ... Duplicating needle-like bodies

Claims (5)

研削刃を用いた精密機械加工による微細な針状体の製造方法であって、
前記研削刃の加工面形状は、先端面と側壁面との間に傾斜面が形成されており、尚且つ、少なくとも2種類以上の砥粒面によって構成された加工面を有する研削刃を用いることを特徴とした針状体の製造方法。
A method for producing a fine needle-like body by precision machining using a grinding blade,
As for the processing surface shape of the grinding blade, an inclined surface is formed between the tip surface and the side wall surface, and a grinding blade having a processing surface composed of at least two types of abrasive surfaces is used. A method for producing a needle-like body characterized by the above.
請求項1に記載の製造方法を用いて作製された針状体を反転させた型取り用の複製版から、転写成形により複製製造することを特徴とする複製針状体の製造方法。   A method for producing a duplicate needle-like body, wherein a replica plate for mold making produced by inverting the needle-like body produced using the production method according to claim 1 is produced by transfer molding. 上記転写成形により複製製造される複製針状体の構成材料に生体適合材料を用いることを特徴とする請求項2に記載の複製針状体の製造方法。   The method for producing a duplicate needle-like body according to claim 2, wherein a biocompatible material is used as a constituent material of the duplicate needle-like body produced by replication by the transfer molding. 研削刃を用いた微細な針状体の製造装置であって、
前記研削刃の加工面形状は、先端面と側壁面との間に傾斜面が形成されており、尚且つ、少なくとも2種類以上の砥粒面によって構成された加工面を有する研削刃を用いることを特徴とした針状体の製造装置。
An apparatus for producing a fine needle-like body using a grinding blade,
As for the processing surface shape of the grinding blade, an inclined surface is formed between the tip surface and the side wall surface, and a grinding blade having a processing surface composed of at least two types of abrasive surfaces is used. The needle-shaped body manufacturing apparatus characterized by the above.
請求項4に記載の針状体の製造装置であって、
前記研削刃の砥粒径が研削刃の内側領域と外側領域によって異なり、外側に向かうにつれその粒径が増大していることを特徴とした研削刃を用いた針状体の製造装置。
The needle-shaped body manufacturing apparatus according to claim 4,
An apparatus for producing a needle-like body using a grinding blade, wherein the grinding particle size of the grinding blade varies depending on an inner region and an outer region of the grinding blade, and the particle size increases toward the outer side.
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CN104602617A (en) * 2012-08-27 2015-05-06 克里斯·萨尔维诺 Improved scalpel

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