JP2015226649A - マイクロニードル構造体及びマイクロニードル構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
高精度金型によりマスター型を作成し、このマスター型を用いて鋳型に射出成型して鋳型を作成し、この鋳型を用いてマイクロニードル構造体及びマイクロニードル構造体の製造方法
【解決手段】
金属加工によりニードル凸部を有するマスター型を形成し、該マスター型に対して離型性素材を射出成型により射出して前記ニードル凸部に対応するニードル凹部を有する鋳型を形成し、該鋳型に薬剤を充填して1又は2以上のマイクロニードルを形成し、前記マイクロニードルを覆うように基部材を形成し高さ、外観形状、先端部の角度などが異なる複数の種類のマイクロニードルをマイクロニードル構造体上に設ける。
【選択図】図1
Description
マスター型20は、金型加工によりマイクロニードル11の原型となるニードル凸部21が高精度に形成される。マイクロニードル11の製造においては、マスター型20の精度がマイクロニードル11の精度に大きく影響する。マスター型20の原材料は、ステンレス鋼を使用するのが好適である。
しかしながら、フォトリソグラフィ技術によるマスター型成型では、設計図の原板を雄型の感光材に焼き付け又は現像の際に設計書通りの精度で写すことができなかったり、雄型から成型するマスター型が十分な精度が得られず、マスター型にメッキ処理を行い、メッキ処理を行ったマスター型からシリコンを抜いて成型した鋳型から最終的に作成されるマイクロニードルの精度が十分でない場合がある。また、メッキ加工した鋳型のメッキが安定しない場合等により、十分な精度が得られない場合も生ずる。例えば、マイクロニードルの高さ、外観形状(円錐、三角錐等)、マイクロニードルの側面傾斜角度に個体差が生じて不揃いになり、1つのマイクロニードルが複数配列されて形成されるマイクロニードル構造体の精度が劣り、ばらつきが生じるおそれがある。このような精度が劣るマイクロニードルは、皮膚に刺さり難く、薬剤が十分に注入されないおそれがあるという課題を有している。
さらに、工作機械による金型加工ではマイクロニードル11の表面粗さを押さえ、鏡面度を向上することができるため、マイクロニードル11の表面を従来技術よりも滑らかに形成することができる。
しかし、本発明の原材料のフッ素樹脂、ガラス素材は、耐薬品性・耐食性、非粘着性、低摩擦特性、電気特性、不燃性、耐熱・耐寒性等を有しており、医療に用いるマイクロニードルと不純物の接触を防止する効果を有している。
また、離型性の素材であるフッ素樹脂、ガラス素材により、マイクロニードル11を、ニードル凹部31から滑らかに取り出すことができるので、マイクロニードル11の破損を防ぐことができる。
次に、マイクロニードルの製造工程について、図1等を参照して説明する。また、離型性素材としてフッ素樹脂を使用して説明する。
図1及び図2に示すように、マスター型20(図2に図示)は、金型加工によって高精度に作成する(ステップS1)。CADソフトウェアで作成したマイクロニードル11の設計図データを工作機械の制御機器に取り込み、工作機械の動作によって、マスター型20のニードル凸部21を成型する。
上記ニードル凹部31内に充填される薬剤は、皮膚の患部に使用される薬剤であり、例えば、ヒアルロン酸、ワクチン剤等である。
このように、マイクロニードル11の精度にばらつきが無く、高精度で均一な品質を有するマイクロニードル構造体10を作成することができる。
上述のステップS4では、ニードル凹部31に薬剤を充填し、基部材15にポリ乳酸を充填してマイクロニードル構造体10を作成した。このマイクロニードル構造体10を人体に貼付けると、複数のマイクロニードル11は人体中で融解し、使用後は、基部材15の融解しなかった部分のみが残ることとなる。
上述のステップS4において、ニードル凹部31及び基部材15の何れにも薬剤を充填し、マイクロニードル11、基部材15から成るマイクロニードル構造体10の全てを薬剤で作成しても良い。この場合、基部材15を人体の皮膚へ接触させ、皮膚表面から薬剤を浸透させる用途に好適である。マイクロニードル構造体10は全て融解し、後にゴミが残らない。
上述のステップS4において、ニードル凹部31にポリ乳酸を一部充填し、マイクロニードル11内部に中空部を作成し、その中空部に薬剤を充填する構造にしても良い。
この場合、基部材15を人体へ貼付けると、マイクロニードル11のポリ乳酸が融解し、マイクロニードル11の中空部に薬剤がそこから、人体に浸透する。使用後は、マイクロニードル11及び基部材15の融解しなかった部分のみが残ることとなる。
上記のように、高精密で個体毎のばらつきがない均一なマイクロニードル11を作成することにより、マイクロニードル構造体10を製造することができる。また、マイクロニードル11のバリエーションを高精密で個体毎にばらつきのない、均一なマイクロニードル11として作成することが可能である。
図4(b)は、図4(a)のマイクロニードル11l、11m、11sと高さは同じで、外観形状として、直径は異なり、体積が増した11lw、11mw、11swを示している。例えば、マイクロニードル11mの高さが必要であるが、薬剤の量を増加させたい場合は、直径を大きくし、薬剤の体積を大きくして使用することができる。
図5に示すように、マイクロニードル構造体10aは、基部材15a上に、大きさの異なるマイクロニードル11l、11m、11s配置するものである。
図6(a)及び(b)に示すように、マイクロニードル構造体10bは、基部材15b上に、大きさ、外観形状等の異なる複数のマイクロニードル11を配置するものである。
図5及び図6(a)では、マイクロニードル11を幾何学的に同心円上に配置したが、これに制限されることなく、例えば、同じ大きさ、外観形状のマイクロニードル11を並列に配置したり(図示せず)、マイクロニードル11の皮膚への刺さり具合や、皮膚の患部形状に合わせて不規則にマイクロニードル11を配置したり(図示せず)しても良い。
11 マイクロニードル
15 基部材
20 マスター型
21 ニードル凸部
30 鋳型
31 ニードル凹部
110 マイクロニードルデバイス
111 基板
112 針状突起物
115 流体管路
Claims (8)
- 金属加工によりマスター型にニードル凸部を形成し、
該マスター型に対して離型性素材を射出成型により射出して前記ニードル凸部に対応するニードル凹部を有する鋳型を形成し、
該ニードル凹部に薬剤を充填して1又は2以上のマイクロニードルを形成し、
前記マイクロニードルを覆うように基部材を形成したこと
を特徴とするマイクロニードル構造体の製造方法。 - 前記マイクロニードルは、高さ、外観形状、先端角度の異なる複数のマイクロニードルを基部材上に成型することを特徴とする請求項1に記載のマイクロニードル構造体の製造方法。
- 前記マイクロニードルは、全体が薬剤を凝固して成型、若しくは樹脂で中空に成型して該中空部に薬剤を充填することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマイクロニードル構造体の製造方法。
- 前記薬剤は、高さ、外観形状、先端角度の異なる複数のマイクロニードル毎に異なる薬剤を充填して成型することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のマイクロニードル構造体の製造方法。
- 前記マイクロニードルは、高さHは100μ〜600μm、先端角度θは20°〜60°の範囲、外観形状は、円錐形、三角錐形、四角錐形、六角錐形、二段円錐形であることを特徴とする
請求項1乃至請求項4の何れか1に記載のマイクロニードル構造体の製造方法。 - 金属加工によりニードル凸部が形成されたマスター型と、
該マスター型に対して離型性素材を射出成型により射出して前記ニードル凸部に対応するニードル凹部が形成された鋳型と、
該鋳型に薬剤等を充填して1又は2以上のマイクロニードルを形成し、
前記マイクロニードルを覆うように基部材を形成したこと
を特徴とするマイクロニードル構造体。 - 前記マイクロニードルは、高さ、外観形状、先端角度の異なる複数のマイクロニードルを基部材上に成型してなることを特徴とする請求項6に記載のマイクロニードル構造体。
- 前記マイクロニードルは、全体が薬剤を凝固して成型、若しくは樹脂で中空に成型して該中空部に薬剤が充填されてなることを特徴とする請求項6に記載のマイクロニードル構造体。
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