JP2014195583A - 針状体の製造方法および針状体 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価で使い捨て可能である鋳型を用いた針状体の製造方法および衛生的で安価な針状体を提供することを課題とする。【解決手段】基体の少なくとも一方の面に突起部を備える針状体の製造方法であって、針状体材料を含有する針状体形成液を調製する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液を鋳型に充填する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液を前記鋳型に充填された状態で乾燥し、針状体材料を固化する工程と、固化した前記針状体材料を鋳型から剥離し針状体とする工程とを備え、かつ、該鋳型が、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、針状体形状の凹凸反転パターンを備えることを特徴とする針状体の製造方法とした。【選択図】図１
Description
本発明は、針状体の製造方法および針状体に関する。
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でき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小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）。
この際に用いる微小な針状体の形状は、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程度（具体的には、例えば、１μｍ〜３００μｍ程度）、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（具体的には、例えば、１０μｍ〜１０００μｍ程度）のものであることが望ましいとされている。
上述した針状体の材料として種々の材料を用いることが知られており、例えば、グリコーゲン、デキストリンなどの水溶性多糖類の水溶液を鋳型に充填させ、乾燥させ、針状体を製造する方法が開示されている（特許文献２参照）。
さらに、針状体の製造方法として、エッチング法を用いて原版を作製し、該原版から鋳型を形成し、該鋳型を用いた転写加工成型をおこなうことが提案されている（特許文献３参照）。
また、針状体の鋳型に用いる材料としては、耐熱性、耐溶剤性などに優れたシリコーン樹脂などが知られている（特許文献４参照）。
針状体を皮膚に穿刺して使用する場合、針状体が直接生体に触れるため、衛生面を保障する必要がある。衛生面を保障する方法の一つとして、使い捨てにする方法がある。鋳型を使い捨てとすることで、鋳型を使い回すことによる汚染の危険性を無くすことができる。しかし、特許文献４に開示されているシリコーン樹脂からなる鋳型では、シリコーン樹脂が高価な樹脂であるため、使い捨てとすることは針状体製造コストの増加が課題となり現実的ではない。
そこで本発明は、安価で使い捨て可能である鋳型を用いた針状体の製造方法および衛生的で安価な針状体を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために請求項１に係る発明としては、基体の少なくとも一方の面に突起部を備える針状体の製造方法であって、針状体材料を含有する針状体形成液を調製する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液を鋳型に充填する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液を前記鋳型に充填された状態で乾燥し、針状体材料を固化する工程と、固化した前記針状体材料を鋳型から剥離し針状体とする工程とを備え、かつ、該鋳型が、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、針状体形状の凹凸反転パターンを備えることを特徴とする針状体の製造方法とした。
また、請求項２に係る発明としては、前記針状体材料に生体適合性材料を含むこと、を特徴とする請求項１に記載の針状体の製造方法とした。
また、請求項３に係る発明としては、前記針状体材料がキチン、キトサン、キトサン誘導体、コラーゲン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース誘導体、からなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の針状体の製造方法とした。
本発明の針状体の製造方法では、鋳型材料としてエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含む鋳型を用いることを特徴とする。エチレン・酢酸ビニル共重合体は、シリコーン樹脂と比較し１０分の１程度の価格であるため安価な針状体の製造方法とすることができる。さらに、安価であることから使い捨ての鋳型とすることができ、衛生面に優れたものとすることができる。使い捨ての鋳型を用いた製造方法から得られた針状体は、衛生的で安価な針状体とすることができる。また、エチレン・酢酸ビニル共重合体はガラス転移点が低く低温でも柔軟性に富むため、本発明の鋳型を用いることにより低温下においても該針状体を製造することができる。
＜針状体＞
図１に、本発明の針状体の斜視図を示した。本発明の針状体１０１は、基体１０３と、前記基体１０３の第一の面から突出する突起部１０５を具備する。本発明の針状体は生体適合性材料を含む。
図１に、本発明の針状体の斜視図を示した。本発明の針状体１０１は、基体１０３と、前記基体１０３の第一の面から突出する突起部１０５を具備する。本発明の針状体は生体適合性材料を含む。
本発明における生体適合性材料とは、生体に害を与えず目的とする機能を遂行できる性質を備えた材料を意味する。生体に害を与えない水溶性高分子、非水溶性高分子、生体高分子などが相当する。
本発明の針状体材料に含まれる生体適合性材料としては、公知の生体適合性材料を用いることができる。例えば、具体的には、アルギン酸塩、カードラン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ポリリンゴ酸、コラーゲン、コラーゲンペプチド、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチンなどを挙げることができる。中でも、本発明の針状体に用いられる生体適合性材料としては、キチン、キトサン、キトサン誘導体、コラーゲン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース誘導体、からなる群より選択されることが好ましい。
本発明の針状体材料として用いられるキチン、キトサン、キトサン誘導体は、生体適合性を備えるものである。キチンとキトサンとの間に明確な境界線はないが、一般的にキチンの脱アセチル化が７０％以上のものがキトサンと呼ばれる。脱アセチル化は、適宜公知の手法によりおこなうことができる。生体適合性を備えるキチン、キトサン、キトサン誘導体は、蟹、エビなどの甲殻類由来のもの、菌糸類・微生物産生の植物由来のもの、およびそれらを出発原料としたもの等を用いることができる。キトサン、キチン・キトサンおよびキチン・キトサン誘導体は、皮膚に対して美容効果を示すとともに殺菌効果、抗菌効果を有するため、本発明の針状体に用いる針状体材料として好ましく用いることができる。
また、本発明の針状体は、送達物を内部に含んでいても良い。送達物としては、例えば、生理活性物質や化粧品組成物などが挙げられる。また、送達物として芳香を有する材料を用いた場合、使用に際して匂いを付与することが出来、美容品として用いるのに好ましい。なお、送達物は、生物製剤をも含むものとする。ここで、生物製剤とは、ヒトや動物の細胞や細胞組織等に由来する原料または材料を用いた薬物の分類をいう。また、本発明の針状体においては、送達物を針状体表面に塗布し保持しても良い。
また、送達物を針状体で投与するにあたり、針状体が皮膚に穿刺される前あるいは皮膚に穿刺される後に、送達物を対象となる皮膚上に塗布してもよい。このとき、針状体の表または内部に送達物を配置し、かつ、対象となる皮膚表面にも送達物を塗布してもよい。
また、本発明の針状体は、体内に埋没させ使用する手法に用いられてもよい。
本発明に係る針状体の形状および配置形態を図２を用いて説明する。
図２は、本発明の針状体の概略図であり、（ａ）は針状体の上面図、（ｂ）は針状体の断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）を線Ｉ−Ｉ´に沿って切った断面図である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、針状体１０１は、基体１０３と、前記基体１０３の第一の面から突出する突起部１０５を具備する。
本発明に係る針状体は、基体に１つの突起部を具備してもよく、また基体に複数の突起部を具備してもよい。複数の突起部を具備する場合には、アレイ状に突起部を具備してよい。
特に、突起部は、基体上に複数林立し、アレイ状に配列していることが好ましい。ここで、「アレイ状」とは、各突起部が並んでいる状態を示すものであり、例えば、格子配列、最密充填配列、同心円状に配列、ランダムに配列などのパターンを含む。
本発明の突起部の形状は、図１、図２（ａ）および（ｂ）に示された形態に限定されるものではなく、用途により形状および寸法などを自由に設計してよい。例えば成形した針状体を送達物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に用いる場合により選択される。また、皮膚穿刺性能の観点から選択される。具体的には、円錐、角錐といった錐体形状、円柱、角柱といった柱状形状、また錐体形状と柱状形状を組み合わせた鉛筆形状（胴体部が柱状であり、先端部が錐形状のもの）等の形状を選択することができる。なお、突起部の側壁には括れや段差が形成されていても良い。
また、特に、突起部による穿孔の長さを「角質層を貫通しかつ神経層へ到達しない深さ」にすると、送達物や化粧品組成物を、角質層より深い位置に送達することができる。角質層に形成された穿孔は時間と共に塞がるため、角質層下に送達された送達物や化粧品組成物は外界から角質層にバリアされた状態で生体内に保持される。このため、送達物や化粧品組成物は、角質層の新陳代謝や、スキンケアなどの洗浄により剥落することを低減でき、長期間、化粧状態を維持することができる。
また、特に、突起部による穿孔の深さを「角質層内」に留める場合、送達物や化粧品組成物を、角質層内に滞留させることが出来る。角質層はたえず新陳代謝により新規に生成されるため、角質層内の送達物や化粧品組成物は時間と共に体外へ排出される。このため、皮膚の洗浄や皮膚をピーリングすることなどにより、例えば、化粧状態および付与状態を容易に解除することができる。
特に、突起部による穿孔の深さを「角質層を貫通しかつ神経層へ到達しない長さ」に留
める場合、突起部の長さＨは、具体的には、２００μｍ以上７００μｍ以下、より好適には２００μｍ以上５００μｍ以下、更に好適には、２００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。
める場合、突起部の長さＨは、具体的には、２００μｍ以上７００μｍ以下、より好適には２００μｍ以上５００μｍ以下、更に好適には、２００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。
また、特に、穿孔を「角質層内」に留める場合、突起部の長さＨは、具体的には、３０μｍ以上３００μｍ以下、より好適には３０μｍ以上２５０μｍ以下、更に好適には、３０μｍ以上４０μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。
また、本発明に係る突起部を基体上にアレイ状に配列する場合、各突起部の長さは全て同一でもよく、同一でなくてもよい。突起部の長さが異なる場合、例えば、（１）アレイ状の外周のみ長い突起部とすることで、曲面に対し、好適に接触することができる、（２）アレイ状の外周のみ短い突起部とすることで、破損しやすい外周部の針状体の機械的強度を補強することができる、などの利点が挙げられる。
本発明の針状体における突起部の幅Ｄは、１μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。突起部の幅Ｄは、前記範囲内で針状体を穿刺した際に形成される穿刺孔を皮膚内のどのくらいの深さまで形成するか等を考慮して決定することが好ましい。
突起部の幅Ｄは、突起部を基体面と平行に投影した際の基体と接している突起部の長さのうち最大の長さである。例えば、突起部が円錐状である場合、突起部と基体と接している面の円の直径が幅Ｄとなる。突起部が正四角錐である場合、突起部と基体と接している面の正方形の対角線が幅Ｄとなる。また、突起部が円柱である場合、突起部と基体と接している面の円の直径が幅Ｄとなる。突起部が正四角柱である場合、突起部と基体と接している面の正方形の対角線が幅Ｄとなる。
突起部が錐形状のように先端角を有する実施形態に係る針状体において、穿孔時に針状体の突起部を角質層を貫通させる場合には突起部の先端角θは５°以上３０°以下、より好ましくは１０°以上２０°以下、の範囲内であることが望ましい。また、穿孔時に針状体の突起部を角質層内に留める場合、先端角は３０°以上、より好ましくは、４５°以上であることが好ましい。なお、先端角θは突起部を基体面と平行に投影した際の角度（頂角）のうち最大のものを指す。
また、当該針状体を構成する基体と突起部は、同組成の材料により形成しても、異なる組成の材料により形成してもよい。基体と突起部とを同組成の組成物で形成することにより、基体と突起部を一体成形にて好適に形成することができる。なお、本発明の針状体を異なる材料で作製する場合には、少なくとも針状体の突起部は生体適合性材料とグリセリンを含む必要がある。
次に、本発明の針状体の製造方法について説明する。図３に本発明の針状体の製造方法の説明図を示した。
本発明の針状体の製造方法は、基体の少なくとも一方の面に突起部を備える針状体の製造方法であって、針状体材料を含有する針状体形成液を調製する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液を鋳型に充填する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液が前記鋳型に充填された状態で乾燥し針状体材料を固化する工程と、固化した前記針状体材料を鋳型から剥離し針状体とする工程とを備え、かつ、該鋳型が、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、針状体形状の凹凸反転パターンを備えることを特徴とする。
＜鋳型の製造工程＞
本発明の針状体製造方法において、針状体を製造するにあたり使用される鋳型の例を図３（ａ）、図４に示す。鋳型２０１は、突起部の凹凸反転パターンの凹部２０３と、第一の面に形成された凹部２０３を有する領域からなる凹部領域２０５とを含む。また図４に示すように、鋳型基板２０９を具備していても良い。
本発明の針状体製造方法において、針状体を製造するにあたり使用される鋳型の例を図３（ａ）、図４に示す。鋳型２０１は、突起部の凹凸反転パターンの凹部２０３と、第一の面に形成された凹部２０３を有する領域からなる凹部領域２０５とを含む。また図４に示すように、鋳型基板２０９を具備していても良い。
鋳型の形状は、針状体材料を保持できる形状を有していれば、特に形状の制約はない。具体的には、例えば、四角形、三角形、などの多角形、円形、楕円形などでよく、想定されるあらゆる形状でよい。
鋳型の第一の面についても、凹部を有していれば特に形状の制限はない。具体的には、例えば、平坦面、曲面、段構造などでもよい。また、前記鋳型の第一の面は、用いる針状体材料や製造工程状態に適した表面加工を施してよい。
鋳型の材質は、針状体材料と接する凹部領域２０５には、エチレン・酢酸ビニル共重合体を用いる。エチレン・酢酸ビニル共重合体は、生体適合性を有する汎用樹脂であり、微細な構造体の転写性に優れる材料である。価格は、転写性に優れたシリコーン樹脂と比較し、１０分の１程度と安価である。そのため、使い捨て可能な安価な鋳型とすることができ、衛生面に優れた鋳型を得ることができる。また、さらには、ポリプロピレンやポリスチレンなどの熱可塑性汎用樹脂と比較し、低温でも柔軟性を有するため、室温程度においても針状体を好適に製造することができる。
また該鋳型の別の実施形態として、図４に示す鋳型基板２０９を具備していても良い。該鋳型基板の材質は、基板としての耐熱性、熱伝導、機械的強度などを有していれば、特に材質上の制約はない。例えば、金属および樹脂など、例えば、（１）シリコン、（２）ニッケル、アルミニウム、ステンレス鋼およびチタン等の金属材料、（３）アルミナ、窒化アルミニウム、マシナブルセラミックス、ガラスなどのセラミックス、（４）ポリアタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂およびフッ素樹脂等の合成樹脂などを用いてよい。図４に示すような、鋳型基板を用いることにより、鋳型の変形を抑制でき、さらには、鋳型の操作性を向上させることができるため、得られる針状体の針状部の形状の安定性を向上させることができる。
本発明は、鋳型の材料として、エチレン・酢酸ビニル共重合体を用いることにより、衛生面に優れかつ安価な針状体の製造方法とすることができた。さらに、使い捨ての鋳型を用いた製造方法から得られた針状体は、衛生的で安価な針状体とすることができる。また、エチレン・酢酸ビニル共重合体はガラス転移点が低く低温でも柔軟性に富むため、本発明の鋳型を用いることにより低温下においても該針状体を製造することができる。本発明の針状体の製造方法は、針状体形成材料を溶媒に溶解および／または分散した液状の針状体形成液を用いて針状体を製造することから、溶媒を除去するために乾燥工程を備える。乾燥工程により鋳型状の針状体形成液を乾燥すると鋳型が熱変形する可能性があり、この点からも鋳型は使い捨てとすることが好ましい。
鋳型に凹部２０３を形成するための手段は、それ自身公知の微細加工技術を適宜選択して用いてよく、そのような微細加工技術の例は、型取り法、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、レーザー加工法および精密機械加工法などを含む。例えばシリコン基板からリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、切削法等を用いてシリコンからなり、基体の一方の面に突起部を備えるシリコン製針状体を作製し、当該シリコン製針状体を原版とした型取り法により鋳型を作製することもできる。
＜針状体形成液調製工程＞
次に、図３（ａ）に示すように、針状体材料液２０７の調製をおこなう。なお、本発明の針状体の製造方法において、「鋳型の製造工程」と「針状体形成液調製工程」の順番はどちらを先におこなったとしてもかまわない。
次に、図３（ａ）に示すように、針状体材料液２０７の調製をおこなう。なお、本発明の針状体の製造方法において、「鋳型の製造工程」と「針状体形成液調製工程」の順番はどちらを先におこなったとしてもかまわない。
本発明の針状体材料は、生体適合性材料を用いることができる。前記生体適合性材料としては、より好ましくはキチン、キトサン、キトサン誘導体、コラーゲン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース誘導体からなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいれば良い。
生体適合性材料からなる針状体材料は、溶媒に溶解および／または分散され、成形可能な液状の針状体形成液とされる。溶媒は、生体適合性材料の化学的特性に依存して選択される。具体的には、水、エチレングリコール、グリセリンといった多価アルコール、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等を用いることができる。また、これらの溶媒を混合したものも用いることができる。また、針状体形成液は、生体適合性材料と溶媒以外に、針状体材料を鋳型に充填可能な液状とするために、他の材料を含有させることもできる。例えば、生体適合性材料としてキトサンを用いた場合には、キトサンを水に溶解させるためにギ酸、酢酸等の有機酸を含有させる必要がある。また、針状体形成液調整工程にあっては、各材料を混合したあと、脱気等をおこなってもよい。
なお、針状体形成液中の生体適合性材料の濃度に制限はなく、用いる生体適合性材料の特性を考慮した上で任意に選択してよい。針状体形成液に対し１重量％以上２０重量％の範囲内の濃度の場合、より好適に針状体を製造することができる。
＜充填工程＞
次に、図３（ｂ）に示すように、針状体形成液２０７を鋳型２０１に充填する。
次に、図３（ｂ）に示すように、針状体形成液２０７を鋳型２０１に充填する。
当該針状体形成液の充填方法についての制限は特にない。例えば、充填方法として、射出成形法、押出成形法、インプリント法、キャスティング法、インクジェット法、ディスペンサ法、スピンコート法、また、遠心力を利用して充填する方法などを用いることができる。また、凹版への針状体形成液の供給に際し、凹版の周囲の環境を減圧下または真空下にしてもよい。
＜乾燥工程＞
次に、図３（ｃ）に示すように、鋳型２０１に充填された針状体形成液２０７を乾燥させる。針状体形成液の乾燥方法についての制限は特にない。例えば、加熱乾燥、通風乾燥、真空乾燥などを用いることができる。乾燥により、針状体材料が固化され針状体１０１が得られる。
次に、図３（ｃ）に示すように、鋳型２０１に充填された針状体形成液２０７を乾燥させる。針状体形成液の乾燥方法についての制限は特にない。例えば、加熱乾燥、通風乾燥、真空乾燥などを用いることができる。乾燥により、針状体材料が固化され針状体１０１が得られる。
＜剥離工程＞
次に、図３（ｄ）に示すように、針状体１０１から鋳型２０１を剥離する。前記針状体の剥離方法についての制限は特になく、公知の物理的手段を用いることができる。
次に、図３（ｄ）に示すように、針状体１０１から鋳型２０１を剥離する。前記針状体の剥離方法についての制限は特になく、公知の物理的手段を用いることができる。
以上により、図３（ｄ）に示す基体１０３と突起部１０５からなる針状体１０１が得られる。
上述した製造方法によれば、衛生的で安価な針状体を得ることができる。
具体的には、エチレン・酢酸ビニル共重合体を用いた前記針状体の突起部形状の凹凸反転パターンからなる凹部を有する鋳型の製造工程と、生体適合性材料を含む針状体形成液を調製する針状体形成液調製工程と、鋳型に針状体形成液を充填する充填工程と、鋳型に充填した針状体材料形成液を乾燥させる乾燥工程と、針状体材料を鋳型から剥離し針状体を得る剥離工程を備えればよい。
以上より、本発明の針状体の製造方法を実施することができる。
本発明の針状体の製造方法は、鋳型がエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、安価に針状体を作製することができるという効果を奏する。本発明の針状体の製造方法は、ロール・ツー・ロール方式により針状体を製造しても良い。ロール・ツー・ロール方式により、針状体を作製することによりさらに針状体を安価に製造することができる。図５〜図８に、ロール・ツー・ロール方式による本発明の針状体の製造装置の説明図を示した。
図５に示した本発明の針状体製造装置にあっては、鋳型３０１はフィルム状であり、鋳型は、巻出しロール３０２から巻取りロール３０３まで搬送される。フィルム状の鋳型は、巻取りロール３０３まで搬送される際に、針状体形成液供給機構３０５、乾燥機構３０６、剥離機構３０７を通過する。針状体形成液供給機構３０５は、鋳型３０１に対し針状体形成液を間欠塗布する。乾燥機構３０６は、フィルム状の鋳型に塗布された針状体形成液を乾燥し、固化する。剥離機構３０７は、フィルム状の鋳型から、乾燥固化された針状体を剥離する。以上により、針状体が製造される。
図６に示した本発明の針状体製造装置にあっては、フィルム状の鋳型３０１が巻出しロール３０２から巻取りロール３０３まで搬送される。フィルム状の鋳型は、巻取りロール３０３まで搬送される際に、針状体形成液供給機構３０５、乾燥機構３０６を通過する。針状体形成液供給機構３０５は、鋳型３０１に対し針状体形成液を間欠塗布する。乾燥機構３０６は、フィルム状の鋳型に塗布された針状体形成液を乾燥し、固化する。その後、乾燥固化した針状体はフィルム状の鋳型に固定されたまま、フィルム状の鋳型とともに巻取りロールによって巻き取られる。その後、フィルム状の鋳型から剥離され、針状体は製造される。
図７に示した本発明の針状体製造装置にあっては、フィルム状の鋳型３０１が巻出しロール３０２から巻取りロール３０３まで搬送される。フィルム状の鋳型は、巻取りロール３０３まで搬送される際に、針状体形成液供給機構３０５、乾燥機構３０６、剥離機構３０７を通過する。針状体形成液供給機構３０５は、鋳型３０１に対し針状体形成液を連続塗布する。乾燥機構３０６は、フィルム状の鋳型に塗布された針状体形成液を乾燥し、固化する。剥離機構３０７は、フィルム状の鋳型から、フィルム状の針状体を剥離する。その後、多面付けされたフィルム状の針状体は断裁される。
図８に示した本発明の針状体製造装置にあっては、フィルム状の鋳型３０１が巻出しロール３０２から巻取りロール３０３まで搬送される。フィルム状の鋳型は、巻取りロール３０３まで搬送される際に、針状体形成液供給機構３０５、乾燥機構３０６を通過する。針状体形成液供給機構３０５は、鋳型３０１に対し針状体形成液を連続塗布する。乾燥機構３０６は、フィルム状の鋳型に塗布された針状体形成液を乾燥し、固化する。その後、乾燥固化した針状体はフィルム状の鋳型に固定されたまま、フィルム状の鋳型とともに巻取りロールによって巻き取られる。その後、多面付けされたフィルム状の針状体は、フィルム状の鋳型から剥離され、断裁される。
図５〜図８に記載のロール・ツー・ロール方式による本発明の針状体の製造装置において、針状体形成液供給機構３０５の前に、鋳型形成機構を設けてもよい。巻き取り状のエチレン・酢酸ビニル共重合体フィルムから、鋳型形成機構により針状体形状の凹凸反転パターンを備える鋳型を形成し、形成された鋳型に対し針状体形成液供給機構３０５により針状体形成液を供給することができる。図５〜図８に記載のロール・ツー・ロール方式による本発明の針状体の製造装置において、フィルム状の鋳型は繰り返し使うことも可能であり、使い捨てとすることも可能であるが、衛生面または針の形状安定性の点からは鋳型は使い捨てとすることが好ましい。
本発明の針状体及び針状体の製造方法は上記実施の形態に限定されず、当業者が類推することのできる他の工程、修飾および変更を含む製造方法から製造して得た針状体においても、本発明の範囲に含まれる。
＜実施例１＞
以下、本発明の針状体の製造方法の一例を実施例にて説明する。
以下、本発明の針状体の製造方法の一例を実施例にて説明する。
１．鋳型の作製
まず、精密機械加工を用いて、シリコン基板に正四角錐（高さ：１２０μｍ、底面：３８μｍ×３８μｍ）が、１ｍｍ間隔で、１０列１０行の格子状に１００本配列した突起部を形成した。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。
まず、精密機械加工を用いて、シリコン基板に正四角錐（高さ：１２０μｍ、底面：３８μｍ×３８μｍ）が、１ｍｍ間隔で、１０列１０行の格子状に１００本配列した突起部を形成した。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、前記シリコン基板で形成された針状体を、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂で突起部の凹凸反転パターンを転写し、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型を作製した。
２．針状体形成液の調製
次に、針状体形成液の調整をおこなった。
具体的には、水に、キトサン、酢酸を溶解後、真空下で脱気をおこない、針状体形成液を調製した。このとき、針状体材料に対し、キトサン５重量％、酢酸２．５重量％として調製した。
次に、針状体形成液の調整をおこなった。
具体的には、水に、キトサン、酢酸を溶解後、真空下で脱気をおこない、針状体形成液を調製した。このとき、針状体材料に対し、キトサン５重量％、酢酸２．５重量％として調製した。
３．針状体の転写成形（充填工程、乾燥工程、剥離工程）
次に、インクジェット法によって、当該鋳型上にキトサン水溶液を供給し凹部に充填した。これを、並温並湿環境下で静置して乾燥させた後、鋳型上から剥離し、針状体を得た。得られた針状体を実体顕微鏡で観察したところ、正四角錐形状の突起部が確認され、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型が転写性に優れることが確認された。
次に、インクジェット法によって、当該鋳型上にキトサン水溶液を供給し凹部に充填した。これを、並温並湿環境下で静置して乾燥させた後、鋳型上から剥離し、針状体を得た。得られた針状体を実体顕微鏡で観察したところ、正四角錐形状の突起部が確認され、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型が転写性に優れることが確認された。
＜実施例２＞
１．鋳型の作製
まず、精密機械加工を用いて、シリコン基板に正四角錐（高さ：１２０μｍ、底面：３８μｍ×３８μｍ）が、１ｍｍ間隔で、１０列１０行の格子状に１００本配列した突起部を形成した。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。
１．鋳型の作製
まず、精密機械加工を用いて、シリコン基板に正四角錐（高さ：１２０μｍ、底面：３８μｍ×３８μｍ）が、１ｍｍ間隔で、１０列１０行の格子状に１００本配列した突起部を形成した。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、前記シリコン基板で形成された針状体を、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂で突起部の凹凸反転パターンを転写し、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型を作製した。
２．針状体形成液の調製
次に、針状体形成液の調整をおこなった。
具体的には、水に、ヒドロキシプロピルセルロースを溶解後、真空下で脱気をおこない、針状体形成液を調製した。このとき、針状体材料に対し、ヒドロキシプロピルセルロース５重量％として調製した。
次に、針状体形成液の調整をおこなった。
具体的には、水に、ヒドロキシプロピルセルロースを溶解後、真空下で脱気をおこない、針状体形成液を調製した。このとき、針状体材料に対し、ヒドロキシプロピルセルロース５重量％として調製した。
３．針状体の転写成形（充填工程、乾燥工程、剥離工程）
次に、インクジェット法によって、当該鋳型上にヒドロキシプロピルセルロース水溶液を供給し凹部に充填した。これを、４０℃のホットプレート上に数時間で静置して加熱乾燥させた後、鋳型上から剥離し、針状体を得た。得られた針状体を実体顕微鏡で観察したところ、正四角錐形状の突起部が確認され、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型が転写性に優れることが確認された。
次に、インクジェット法によって、当該鋳型上にヒドロキシプロピルセルロース水溶液を供給し凹部に充填した。これを、４０℃のホットプレート上に数時間で静置して加熱乾燥させた後、鋳型上から剥離し、針状体を得た。得られた針状体を実体顕微鏡で観察したところ、正四角錐形状の突起部が確認され、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型が転写性に優れることが確認された。
以上より、本発明の衛生的で安価な生体適合性材料からなる針状体を製造することができた。
本発明の針状体は、微細な針状体を必要とする様々な分野に利用可能である。例えば、ＭＥＭＳデバイス、光学部材、試料冶具、創薬、化粧品、医療用途、美容用途などに用いる針状体として応用が期待できる。
１０１・・・針状体
１０３・・・基体
１０５・・・突起部
２０１・・・鋳型
２０３・・・凹部
２０５・・・凹部領域
２０７・・・針状体形成液
２０９・・・鋳型基板
３０１・・・鋳型
３０２・・・巻出しロール
３０３・・・巻取りロール
３０５・・・針状体形成液供給機構
３０６・・・乾燥機構
３０７・・・剥離機構
１０３・・・基体
１０５・・・突起部
２０１・・・鋳型
２０３・・・凹部
２０５・・・凹部領域
２０７・・・針状体形成液
２０９・・・鋳型基板
３０１・・・鋳型
３０２・・・巻出しロール
３０３・・・巻取りロール
３０５・・・針状体形成液供給機構
３０６・・・乾燥機構
３０７・・・剥離機構
Claims (3)
- 基体の少なくとも一方の面に突起部を備える針状体の製造方法であって、
針状体材料を含有する針状体形成液を調製する工程と、
前記針状体材料を含有する針状体形成液を鋳型に充填する工程と、
前記針状体材料を含有する針状体形成液を前記鋳型に充填された状態で乾燥し、針状体材料を固化する工程と、
固化した前記針状体材料を鋳型から剥離し針状体とする工程とを備え、かつ、
該鋳型が、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、針状体形状の凹凸反転パターンを備える
ことを特徴とする針状体の製造方法。 - 前記針状体材料に生体適合性材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の針状体の製造方法。
- 前記針状体材料がキチン、キトサン、キトサン誘導体、コラーゲン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース誘導体、からなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の針状体の製造方法。
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