JP2017070425A - モールド、及びシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空気を除去でき、かつ液の漏れを防止することができるモールド、及びシートの製造方法を提供する。【解決手段】モールド１０は、対向する第１面１２と第２面１４と、第１面１２の第１開口１６Ａと第２面１４の第２開口１６Ｂとを貫通し、第１面１２から第２面１４に向けて先細りである複数の凹部１６と、を有し、第２開口１６Ｂの周囲に位置し、第２面１４を板に固定した際、第２開口１６Ｂを閉じる、環状の突出部２０を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、モールド、及びシートの製造方法に関する。

近年、痛みを伴わずにインシュリン（Insulin）及びワクチン（Vaccines）及びhGH（human Growth Hormone）などの薬剤を皮膚内に投与可能な新規剤型として、マイクロニードルアレイ（Micro-Needle Array）が知られている。マイクロニードルアレイは、薬剤を含み、生分解性のあるマイクロニードル（微細針、又は微小針ともいう）をアレイ状に配列したものである。このマイクロニードルを皮膚に貼付することにより、各マイクロニードルが皮膚に突き刺さり、これらマイクロニードルが皮膚内で吸収され、各マイクロニードル中に含まれた薬剤を皮膚内に投与することができる。マイクロニードルアレイは経皮吸収シートとも呼ばれる。

一般的に、マイクロニードルアレイの製造方法では、複数の突起を有する原版から、反転形状の複数の孔を有するモールドを作製する。モールドの複数の孔に薬剤を含む原料を充填し、原料を乾燥、固化し、モールドから成形品を剥離することによって、マイクロニードルアレイを製造することができる。

しかしながら、上述の製造方法では、モールドの孔に空気が存在するため、原料を孔に充填する際、時間がかかり、容易に充填されない問題がある。この問題に対してモールドに貫通孔を設けることが提案されている。

特許文献１には、モールドの凹部に設けられた無負荷時に母材の弾性により閉じる貫通孔により、モールドの凹部の空気を抜くことが開示されている。

特許文献２には、モールドに設けられた貫通孔の面に、防水透湿性素材を設けることにより、凹部から空気を除去し、かつ薬液の漏れを防止することが開示されている。

特許第５５５８７７２号公報 国際公開第ＷＯ２０１４／０７７２４３号

しかしながら、特許文献１の技術では、モールドの凹部から薬液（ポリマー溶解液）が漏れ出すことを防止することについて考慮されていない。また、特許文献２の技術では、モールドの作製において、防水透湿性素材、及び防水透湿性素材を設ける工程が必要となり、作製の作業負担やコストが増加する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、比較的に簡易に作製でき、凹部から空気を除去でき、かつ液の漏れを防止することができるモールド、及びシートの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によると、モールドは、対向する第１面と第２面と、第１面の第１開口と第２面の第２開口とを貫通し、第１面から第２面に向けて先細りである複数の凹部と、を有するモールドであって、第２開口の周囲に位置し、第２面を板に固定した際、第２開口を閉じる、環状の突出部を有する。

好ましくは、第２開口の長さが１０〜６０μｍであり、突出部の第２面からの高さが１０〜８０μｍであり、突出部の第３開口の長さが１〜４０μｍである。

好ましくは、突出部が断面視で先細りである。

好ましくは、モールドが弾性材料で構成される。

好ましくは、モールドがシリコーン樹脂で構成される。

本発明の別の態様によると、シートの製造方法は、上記モールドの第２面を、多孔質体の吸着板に固定し、第２開口を突出部により閉じるモールド準備工程と、吸着板を吸引しながらモールドの凹部に液を供給する工程と、液を乾燥させてシートを形成する工程と、シートをモールドから剥離する工程と、を有する。

好ましくは、液が水溶性材料で構成される。

好ましくは、シートがマイクロニードルアレイである。

本発明のモールドによれば、比較的に簡易に作製でき、凹部から空気を除去でき、かつ液の漏れを防止することができる。本発明のシートの製造方法によれば、凹部から空気を除去でき、かつ液の漏れを防止することができる。

モールドの斜視図である。 モールドの一部断面図である。 モールドの部分拡大断面図である。 型の斜視図である。 モールドの作製工程の一部を示す工程図である。 モールドの作製工程の一部を示す工程図である。 モールド形成時の突起状パターンと分離シートの部分拡大図である。 突起状パターンを有する型を製作する手順を示す工程図である。 マイクロニードルアレイを製造する工程図である。 モールド準備工程の部分拡大図である。

以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。

ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“ 〜 ”を用いて表す場合は、“ 〜 ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。

本実施形態のモールドについて、マイクロニードルアレイ成形用のモールドを例に、図１〜図３を参照して説明する。図１はマイクロニードルアレイ成形用のモールドの斜視図であり、図２はマイクロニードルアレイ成形用のモールドの一部断面図であり、図３は図２の丸で囲んだ部分のマイクロニードルアレイ成形用のモールドの部分拡大断面図である。

図１に示すようにマイクロニードルアレイ成形用のモールド１０（以下、モールド１０）は、対向する第１面１２と第２面１４とを有する立体形状を有している。本実施形態では、モールド１０は、厚みに対して大きい面積の第１面１２と第２面１４とを有するシート状を有しているが、この形状に限定されない。第１面１２と第２面１４とが離間し、後述する凹部１６が形成できる限り、その形状は限定されない。

モールド１０は、第１面１２の第１開口１６Ａと第２面１４の第２開口１６Ｂとを貫通し、第１面１２から第２面１４に向けて先細りである複数の凹部１６を有している。凹部１６は第１面１２の第１開口１６Ａと第２面１４の第２開口１６Ｂとを貫通する貫通孔である。

複数の凹部１６を規則的に配置することにより、凹状パターン１８が構成される。本実施形態では、９個の凹状パターン１８がモールド１０に形成され、各凹状パターン１８は５×５に配置された２５個の凹部１６で構成されている。凹状パターン１８の数、及び配置、並びに凹状パターン１８を構成する凹部の数、及び配置は、製造を予定しているマイクロニードルアレイの形状に応じて適宜決定される。

図２、図３に示すように、凹部１６は、断面視で、第１面１２から第２面１４に向けて先細りの形状を有している。したがって、第２開口１６Ｂの面積は、第１開口１６Ａの面積より小さい。

本実施形態のモールド１０は、第２開口１６Ｂの周囲に位置し、断面視で先細りである、環状の突出部２０を第２面１４に有している。図２，３に示すように、突出部２０は、断面視で、第２面１４から離れるに従って、先端側が先細りの形状を有している。また、突出部２０は、第２開口１６Ｂの周囲を囲む、平面視で環状の形状を有している。環状の突出部２０の先端部には第３開口２０Ａが形成されている。凹部１６の内壁１６Ｃは、第１開口１６Ａから第２開口１６Ｂを超えて突出部２０の内壁２０Ｂと連続し、第３開口２０Ａへと延びる。第３開口２０Ａの面積は、第２開口１６Ｂの面積より小さい。本実施形態では突出部２０を断面視で先細りの形状を例示したが、これに限定されることなく
後述するように、第２面１４を板に固定した際、突出部２０が第２開口１６Ｂを閉じることができれば、突出部２０の形状は限定されない。

突出部２０の第２面１４からの高さＨは、例えば１０〜８０μｍが好ましく、２０〜７０μｍがより好ましく、３０〜６０μｍがさらに好ましい。第１開口１６Ａの長さＬ１は、２００〜１０００μｍが好ましく、２５０〜８００μｍがより好ましく、３００〜６００μｍがさらに好ましい。第２開口１６Ｂの長さＬ２は、１０〜６０μｍが好ましく、１５〜５０μｍがより好ましく、２０〜４０μｍがさらに好ましい。第３開口２０Ａの長さＬ３は、１〜４０μｍが好ましく、３〜３０μｍがより好ましく、５〜２０μｍがさらに好ましい。

第１開口１６Ａの長さＬ１は、第１面１２を結ぶ仮想の直線と凹部１６の内壁１６Ｃとの２つ交点で画定され、２つの交点の長さとなる。第２開口１６Ｂの長さＬ２は、第２面１４を結ぶ仮想の直線と凹部１６の内壁１６Ｃとの２つ交点で画定され、２つの交点の長さとなる。第３開口２０Ａの長さＬ３は、突出部２０の先端の間の距離として画定される。

内壁１６Ｃの角度θは５〜３０°が好ましく、８〜２５°がより好ましく、１０〜２０°がさらに好ましい。ここで、角度θは、内壁１６Ｃと、第１面１２に対する垂線との成す角度を意味する。

本実施形態では凹部１６は、断面視で錐体形状を有しており、角度θが凹部１６において一定である。しかし、これに限定されず、凹部１６の形状を、例えば多段の錐体形状とすることができる。多段の錐体形状とは、凹部１６の内壁１６Ｃが、複数の角度θを有する形状を意味する。

モールド１０と突出部２０とは一体構造で構成されることが好ましい。ここで一体構造とは、一つの材料から作製された構造を意味する。モールド１０は弾性材料で構成されることが好ましい。弾性材料としてシリコーン樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体、Ethylene-Vinyl Acetate copolymer）等を挙げることができる。なかでも、モールド１０は、シリコーン樹脂で構成されることが好ましい。モールド１０をシリコーン樹脂で作製することにより、モールド１０、及び突出部２０に空気透過性と弾性とを持たせることができる。

次にマイクロニードルアレイ成形用のモールドの製造方法について説明する。図４は型の斜視図であり、図５、６はモールドの作製工程の一部を示す工程図である。

図４に示すように、型４０を準備する。型４０は、一方面に突起状パターン４２を備える。突起状パターン４２とは、型４０の一方面から離間する方向に突出する先端先細りの突起部が、型４０の一方面の上に配置されている状態をいう。突起部の数、突起部の配置の位置等は限定されない。本実施形態では、型４０は９個の突起状パターン４２を有している。各突起状パターン４２は５×５の２５個の突起部で構成されている。

図５（Ａ）に示すように、突起状パターン４２を有する型４０を台５０上に配置する。台５０上で、型４０の外側にギャップ調整機構として、スペーサ５２を配置する。スペーサ５２の高さを調節することで、以後のシリコーン樹脂膜６０を基板６４で押圧する工程において、型４０と基板６４の間隔を調整することができ、製造されるモールド１０の厚みを調整する。

スペーサ５２は、平面視で、矩形状の型４０の各辺の中央部の外側に設けられる。基板６４を接触させた際にモールドの厚みを一定にすることができれば、これに限定されない。スペーサ５２は、型４０の周囲一周にわたり設けても良いし、型４０の角部の外側に設けても良い。

スペーサ５２の素材としては、ＳＵＳ（Stainless Used Steel）、アルミなどの金属やガラスを用いることができる。基板６４を接触させることで、スペーサ５２の高さにシリコーン樹脂膜６０の厚みを調整することができるので、スペーサ５２は、剛性の高い材料が好ましい。

次に、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、シリコーン樹脂溶液５８を型４０上に塗布し、シリコーン樹脂膜６０を形成する。

シリコーン樹脂溶液５８の塗布方法は、特に限定されないが、スピンコーターを用いた塗布を挙げることができる。また、突起状パターン４２が形成された領域を複数有する場合は、スリットノズル６２により、突起状パターン４２の幅で、突起状パターン４２を有する領域ごとに塗布することもできる。突起状パターン４２を有する領域ごとにシリコーン樹脂溶液５８を塗布することで、モールドを製造する位置にのみシリコーン樹脂溶液５８を塗布することができるので、不要なシリコーン樹脂溶液の塗布を防止することができる。

次に、型４０上に形成されたシリコーン樹脂膜６０を減圧し、シリコーン樹脂膜６０を脱泡する。シリコーン樹脂膜６０の脱泡は、減圧装置（不図示）内に、シリコーン樹脂膜６０を、台５０、型４０、スペーサ５２などとともに入れ、減圧装置内を減圧にすることにより行う。減圧は大気圧以下を意味し、絶対圧力で２０〜１００Ｐａの圧力にすることが好ましい。なお、減圧でなく、加圧によって脱泡することもできる。

シリコーン樹脂膜６０の脱泡の確認は、目視もしくはＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラによる画像認識により行うことができる。シリコーン樹脂膜６０の脱泡を行うことで、シリコーン樹脂膜中に含まれる空気を除去することができるので、成形時の形状を安定させることができる。

次に、図６（Ａ）に示すように、基板６４の一方の面に分離シート６６を密着させる。分離シート６６を密着させた面がシリコーン樹脂膜６０を押圧する面となる。

基板６４の素材としては、金属、多孔質のセラミックなどを用いることができる。基板６４として、これらの素材を用いることで、形成されるモールド１０の高さを一定にすることができる。

また、分離シート６６の素材としては、フッ素ゴムシート、テフロン（登録商標）シート、剥離処理を施したシリコーン樹脂シートなどを用いることができる。剥離処理としては、フッ素系離型剤を塗布することなどで行うことができる。分離シート６６の厚みは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとすることが好ましい。

基板６４と分離シート６６との密着および剥離は、エアー吸引機構およびエアー噴出機構（不図示）により行うことができる。基板６４の分離シート６６の反対側の面から、エアー吸引機構で吸引することで、基板６４と分離シート６６の密着、エアー噴出機構でエアーを供給することで、基板６４と分離シート６６の剥離をすることができる。エアー吸引機構としては、真空ポンプを用いることができ、エアー噴出機構としては、ブロアを用いることできる。エアー吸引機構とエアー噴出機構との切換えは、例えば、切換弁を用いて行うことができる。エアー吸引機構およびエアー剥離機構を用いて、基板と分離シートの密着および剥離を行う場合、基板６４は、多孔質材のセラミックとすることが好ましい。基板６４を多孔質材とすることで、基板６４の分離シート６６を密着させる面の反対側からエアーを吸引、供給することで、分離シート６６の密着、剥離をすることができる。

次に、図６（Ｂ）に示すように、シリコーン樹脂膜６０に、基板６４を接触させる。そして、基板６４を図６（Ｃ）に示すように、スペーサ５２に押圧することで、シリコーン樹脂膜６０も押圧し、シリコーン樹脂膜６０の厚み、すなわち、形成されるモールド１０の厚みが調整される。

次に、基板６４をスペーサ５２およびシリコーン樹脂膜６０に接触させた状態で、シリコーン樹脂膜６０を加熱、硬化することで、モールド１０を形成する。シリコーン樹脂膜６０を加熱する方法としては、アルミヒータ、赤外線ヒータ、セラミックヒータ、ＩＨ（Induction Heating）ヒータなどにより行うことができる。

図７は、モールド形成時の突起状パターン４２と分離シート６６の部分拡大図である。図７に示すように、シリコーン樹脂膜６０を硬化させる際、スペーサ５２の高さを調整して基板６４を押圧することにより、型４０の突起状パターン４２の突起部がシリコーン樹脂膜６０を貫通させて、突起状パターン４２の突起部の先端を分離シート６６に到達させている。

突起状パターン４２がシリコーン樹脂膜６０を貫通させているので、モールド１０に第１面１２の第１開口１６Ａと第２面１４の第２開口１６Ｂとを貫通する凹部１６が形成される（図１〜図３参照）。

さらに、突起状パターン４２の突起部の先端を分離シート６６に到達させているので、第２開口１６Ｂの周囲の第２面１４のシリコーン樹脂膜６０が、分離シート６６に向け突出する。分離シート６６が弾性材料で構成されているので、突出されたシリコーン樹脂膜６０の形状に応じて、分離シート６６が変形する。その結果、第２開口１６Ｂの周囲に位置し、断面視で先細りである、環状の突出部２０が形成される。

突出部２０は、熱可塑性樹脂では形成され難く、シリコーン樹脂の場合に形成される。熱可塑性樹脂では、成形時に、突起状パターン４２の突起部を分離シート６６に到達させても、突起部の先端の周りに熱可塑性樹脂が入り込まないことが要因と考えられる。

突起状パターン４２の突起部の先端と分離シート６６の位置は、スペーサ５２の高さにより調整することができる。分離シート６６の厚みを上述したように、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲とし、さらに、突起状パターンの高さよりも、シート厚み設定を０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍ程度狭くすることで、突起状パターン４２の突起部の先端を分離シート６６に刺さる位置とすることができる。分離シート６６の厚みが上記範囲より薄いと、基板６４を押圧する際に、突起状パターン４２の先端が基板６４と接触し、型４０の突起状パターン４２の先端が傷んだり、破損したりする場合がある。突起状パターン４２の先端が破損した型４０を用いて、モールド１０を製造しても、４０の反転型であるパターンシートとはならないため、破損した型４０は、以後のモールド１０の製造に使用することができなくなるため、型４０の突起状パターン４２の先端の変形を防止しすることが重要となる。

また、基板６４とシリコーン樹脂膜６０の間に、分離シート６６を設けることで、基板６４とシリコーン樹脂膜６０との剥離を容易に行うことができる。基板６４は、上記の素材を用いているため、柔軟性がなく、基板６４が配置された状態で、型４０からモールド１０を剥離すると、型４０の突起状パターン４２の先端が傷んだり、破損したりする恐れがある。分離シート６６を設けることで、モールド１０と基板６４の剥離を容易に行うことができ、突起状パターン４２の変形を防止し、モールド１０の製造を行うことができる。

次に、図６（Ｄ）に示すように、モールド１０から基板６４を剥離する。分離シート６６は、モールド１０に付着したままとする。

図７で示すように、本実施形態においては型４０の突起状パターン４２の先端は、分離シート６６にのみ到達しているので、基板６４を剥離しても型４０の突起状パターン４２の先端の形状を傷付けることなく、基板６４の剥離を行うことができる。

また、基板６４には、エアー噴出機構を備えているので、エアー噴出機構によりエアーを供給することで、基板６４のみを容易に剥離することができる。

次に、図６（Ｅ）に示すように、分離シート６６が付着したモールド１０を、型４０から剥離する。基板６４が剥離されており、突起状パターン４２の先端は、分離シートに到達しているので、突起状パターン４２の先端を保護して剥離することができる。モールド１０を型４０から剥離する際、できるだけ遅い速度で剥離することが好ましい。突出部２０が損傷を受けるのを防止するためである。

最後に、図６（Ｆ）に示すように、分離シート６６を剥離することで、型４０の突起状パターン４２の反転型である凹部１６で構成される凹状パターン１８を有するモールド１０を作製することができる。分離シート６６を剥離する際、例えば、１０〜３０ｍｍ／ｓｅｃ程度の、できるだけ遅い速度で剥離することが好ましい。突出部２０が損傷を受けるのを防止するためである。

次に、型４０の作製方法について説明する。一の方法として、Ｎｉなどの金属基板に、ダイヤモンドバイトなどの切削工具を用いた機械切削で加工することにより、金属基板の表面に複数の突起状パターン４２を有する型４０を作製することができる。

他の方法として、Ｓｉ基板上にフォトレジストを塗布した後、露光、現像を行う。そして、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング：Reactive Ion Etching）などによるエッチングを行うことにより、突起状パターン４２を有する型４０を作製することができる。

上記の方法は、大型の型４０を作製するので、作業負担、コスト増となる場合がある。そこで、小型の原版を作製し、この原版から小型のモールドを作製し、小型のモールドを連結して大型のモールドを作製し、この大型モールドから大型の型を作製する方法を採用することができる。

まず、図８（Ａ）に示すように、突起状パターン７２が形成された原版７０を用意する。突起状パターン７２は、例えば５×５の２５個の突起部で構成される。原版７０は作成しようとする型４０よりも小さい。

突起状パターン７２が形成された原版７０の作製方法は、特に限定されないが、例えば、次のように、作製することができる。Ｎｉなどの金属基板に、ダイヤモンドバイトなどの切削工具を用いた機械切削で加工することにより、原版７０の表面に複数の突起状パターン７２を作製することができる。

他の方法として、Ｓｉ基板上にフォトレジストを塗布した後、露光、現像を行う。そして、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング：Reactive Ion Etching）などによるエッチングを行うことにより、原版７０の表面に、突起状パターン７２を作製することができる。

次に、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、原版７０を利用して凹状パターン７６を有する第１モールド７４を複数製作する。第１モールド７４を製作する方法としては、次の方法により、樹脂を用いて行うことができる。１番目の方法は、原版７０にＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン：polydimethylsiloxane、例えば、ダウ・コーニング社製シルガード１８４）に硬化剤を添加したシリコーン樹脂を流し込み、１００℃で加熱処理し硬化した後に、原版７０から突起状パターン７２の反転型である、凹状パターン７６を有する第１モールド７４を作製する。

２番目の方法は、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化樹脂を原版７０に流し込み、窒素雰囲気中で紫外線を照射した後に、原版７０から第１モールド７４を剥離する方法である。３番目の方法は、ポリスチレンやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート：polymethyl methacrylate）などのプラスチック樹脂を有機溶剤に溶解させたものを剥離剤の塗布された原版７０に流し込み、乾燥させることにより有機溶剤を揮発させて硬化させた後に、原版７０から第１モールド７４を剥離する方法である。

第１モールド７４を形成する材料としては、樹脂であり、紫外線硬化樹脂、または、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化樹脂、または、熱可塑性樹脂を用いることにより、第１モールド７４の製作を容易に行うことができ、かつ、型４０の突起状パターン４２を安定して形成することができる。

次に、図８（Ｄ）に示すように、原版７０から製作された複数の第１モールド７４を接合し、第１モールド７４の凹状パターン７６が形成された面７８を大面積化し、第１集合モールド８０を製作する。

第１集合モールド８０は、複数の第１モールド７４を接合することで製作することができる。第１モールド７４の接合は、例えば、接着剤により行うことができる。第１集合モールド８０は、次の工程で製造される突起状パターン４２を有する型４０の型枠となるため、凹状パターン７６が形成された面７８の平面性が確保された状態で、第１集合モールド８０を形成することが好ましい。凹状パターン７６が形成された面７８の平面性が確保されていないと、その後の工程で製造される電鋳金型、モールド、および、パターンシートにおいて、段差が形成されるため好ましくない。

凹状パターン７６の平面性を確保し、第１集合モールド８０を製作する方法としては、特に限定されないが、例えば、基板上に、第１モールド７４の凹状パターン７６が形成された面７８を下向きとし、基板に接触する位置に配置した後、接着剤で硬化することで、第１集合モールド８０の平面性を確保することができる。このように、基板を用いて第１集合モールド８０の平面性を確保することで、第１集合モールド８０の第１モールド７４間の接着剤との段差、変形などの発生を抑制することができ、第１集合モールド８０の平面性を確保することができる。

なお、第１集合モールド８０の製作は、行ってもよく、行わなくてもよい。第１集合モールド８０を製作しない場合、第１モールド７４から突起状パターンを有する型を製作する。ただし、第１集合モールド８０を製作することで、１回の電鋳処理で、大面積の型を製作することができるので好ましい。また、その後の工程においても、大面積の型を用いてモールドの製造、および、モールドからパターンシートを製造することができるので、パターンシートの生産性を向上させることができるので好ましい。

図８（Ｅ）は、第１集合モールド８０を用いて、突起状パターン４２を有する型４０を製作する工程を示す図である。なお、以下では、一例として、電鋳処理により突起状パターンを有する型を製作する方法を説明する。

電鋳処理においては、まず、第１集合モールド８０に対して、導電化処理を行う。第１集合モールド８０の第１モールド７４に、金属（例えば、ニッケル）をスパッタし、第１集合モールド８０の第１モールド７４の表面、凹状パターン７６に金属を付着する。

次いで、導電化処理を経た第１集合モールド８０を陰極に保持する。金属ペレットを金属製のケースに保持し陽極とする。第１集合モールド８０を保持する陰極と金属ペレットを保持する陽極とを電鋳液中に浸漬し、通電することで、第１集合モールド８０の凹状パターン７６に金属が埋め込まれ、剥離することで突起状パターン４２を有する型４０、いわゆる電鋳金型が製作される（図８（Ｆ））。

なお、突起状パターン４２を有する型４０の作製方法は、上述の方法に限定されない。

次に、上記の製造方法で製造されたモールド１０を用いて、マイクロニードルアレイを製造する方法について説明する。図９は、マイクロニードルアレイ９６を製造する工程図であり、図１０はモールド準備工程の部分拡大図である。

図９（Ａ）は、モールド準備工程を示している。モールド１０の第２面１４を、多孔質体の平板である吸着板９０に固定する。モールド１０を吸着板９０に固定する前は、図１０（Ａ）に示すように突出部２０に力が加えられていないので、第２開口１６Ｂは開放されている。次に、図１０（Ｂ）に示すように、モールド１０の第２面１４が吸着板９０に固定されると、突出部２０に吸着板９０から凹部１６の方向に力が加えられる。この力により突出部２０が変形し、突出部２０が第２開口１６Ｂを閉じる。突出部２０が重なり合って、又は重なり合わずに、第２開口１６Ｂを閉じる。吸着板９０となる、多孔質の平板としては焼結金属、セラミック、樹脂等を使用することができる。

本実施形態では、突出部２０は断面視で先細りの形状を有している。したがって、突出部２０を容易に変形することができる。

図９（Ｂ）は、吸着板９０を吸引しながら、モールド１０の凹状パターン１８の凹部１６にポリマー溶解液９２を供給する工程を示している。

マイクロニードルアレイ９６を形成するポリマー溶解液９２の材料としては、水溶性材料を用いることが好ましい。マイクロニードルアレイの製造に用いられるポリマー溶解液の樹脂ポリマーの素材としては、生体適合性のある樹脂を用いることが好ましい。このような樹脂としては、グルコース、マルトース、プルラン、コンドロイチン硫酸ナトリウム、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒドロキシエチルデンプンなどの糖類、ゼラチンなどのタンパク質、ポリ乳酸、乳酸・グリコール酸共重合体などの生分解性ポリマーを使用することが好ましい。これらの中でもゼラチン系の素材は多くの基材と密着性をもち、ゲル化する材料としても強固なゲル強度を持つため、基材と密着させることができ、マイクロニードルアレイ９６をモールド１０から剥離する際、基材（不図示）を用いてマイクロニードルアレイ９６を剥離することができるので、好適に利用することができる。濃度は材料によっても異なるが、薬剤を含まないポリマー溶解液９２中に樹脂ポリマーが１０〜５０質量％含まれる濃度とすることが好ましい。また、溶解に用いる溶媒は、温水以外であっても揮発性を有するものであればよく、メチルエチルケトン（ＭＥＫ：methyl ethyl ketone）、アルコールなどを用いることができる。そして、ポリマー溶解液９２中には、用途に応じて体内に供給するための薬剤を共に溶解させることが可能である。薬剤を含むポリマー溶解液のポリマー濃度（薬剤自体がポリマーである場合は薬剤を除いたポリマーの濃度）としては、０〜３０質量％含まれることが好ましい。ここで水溶性材料とは、水に可溶な材料を意味する。

ポリマー溶解液９２の調製方法としては、水溶性の高分子（ゼラチンなど）を用いる場合は、水溶性粉体を水に溶解し、溶解後に薬剤を添加してもよいし、薬剤が溶解した液体に水溶性高分子の粉体を入れて溶かしても良い。水に溶解しにくい場合、加温して溶解してもよい。温度は高分子材料の種類により、適宜選択可能であるが、約６０℃以下の温度で加温することが好ましい。ポリマー樹脂の溶解液の粘度は、薬剤を含む溶解液では１００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは１０Ｐａ・ｓ以下とすることが好ましい。薬剤を含まない溶解液では２０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下とすることが好ましい。ポリマー溶解液９２の粘度を適切に調整することにより、モールドの針状凹部に容易に溶解液を注入することが容易となる。例えば、ポリマー溶解液９２の粘度は、細管式粘度計、落球式粘度計、回転式粘度計または振動式粘度計で測定することができる。

ポリマー溶解液９２に含有させる薬剤は、薬剤としての機能を有するものであれば限定されない。特に、ペプチド、タンパク質、核酸、多糖類、ワクチン、水溶性低分子化合物に属する医薬化合物、又は化粧品成分から選択することが好ましい。

このようなポリマー溶解液９２をモールド１０の凹部１６に注入する方法としては、例えば、スピンコーターを用いた塗布を挙げることができる。

モールド１０の凹部１６の第２開口１６Ｂは、突出部２０の変形により、一見して閉じられているので、水密状態にある。したがって、吸着板９０を吸引しても、ポリマー溶解液９２が漏れ出すことはない。

一方、第２開口１６Ｂは、突出部２０が変形により、閉じられているので、気密状態ではない。したがって、吸着板９０を吸引することにより、凹部１６から空気を除去することができる。ポリマー溶解液９２の漏れ防止と、凹部１６の空気の除去とを達成することができる。

図９（Ｃ）は、ポリマー溶解液９２を乾燥させてポリマーシート９４とする工程を示している。例えば、モールド１０に供給されたポリマー溶解液９２に風を吹き付けることにより乾燥させることができる。ポリマーシート９４とは、ポリマー溶解液９２に所望の乾燥処理を施した後の状態を意味する。ポリマーシート９４の水分量等は適宜設定される。なお、乾燥により、ポリマーの水分量が低くなりすぎると剥離しにくくなるため、弾力性を維持している状態の水分量を残存させておくことが好ましい。

図９（Ｄ）、（Ｅ）は、ポリマーシート９４をモールド１０から剥離し、マイクロニードルアレイ９６とした状態を示す図であり、図９（Ｆ）は、マイクロニードルアレイ９６を切断して、個別のマイクロニードルアレイ９６Ａ、９６Ｂ、９６Ｃとする工程を説明する図である。

モールド１０から剥離したマイクロニードルアレイ９６は切断装置（不図示）にセットされ、マイクロニードルアレイ９６を切断する位置が決定される。基本的には、突起状パターン９８を有する領域９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃごととなるように切断位置を決定する。図９（Ｆ）に示すように、マイクロニードルアレイ９６を切断して、複数の個別のマイクロニードルアレイ９６Ａ、９６Ｂ、９６Ｃとする。

なお、本実施形態では、ポリマー溶解液９２をモールド１０の凹状パターン１８に充填し、乾燥することによりポリマーシート９４を形成する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、薬剤を含むポリマー溶解液をモールド１０の凹状パターン１８に充填して乾燥し、その後、薬剤を含まないポリマー溶解液をモールド１０の凹状パターン１８に充填し、乾燥することによりポリマーシート９４を形成することができる。

また、モールド１０の使用は、初回の１回限りの使用とし、使い捨てとすることが好ましい場合がある。マイクロニードルアレイ９６が医薬品として用いられる場合、製造されるマイクロニードルアレイ９６の生体への安全性を考慮して、使い捨てとすることが好ましい。また、使い捨てとすることで、モールド１０を洗浄する必要がなくなるので、洗浄によるコストを下げることができる。特に、マイクロニードルアレイ９６が、医薬品として用いられる場合には、高い洗浄性が求められるため、洗浄コストが高くなる。

製造されるマイクロニードルアレイ９６の突起状の形状は、先端が先細り形状となっていれば、特に限定されないが、例えば、円錐状、または、三角錐、四角錐などの角錐状の形状とすることができる。また、先細り形状のニードル部と、ニードル部と接続された錐台部とにより形成することができる。

突起状パターン９８の突起部の高さは、１００μｍ以上２０００μｍ以下の範囲であり、好ましくは、２００μｍ以上１５００μｍ以下である。

製造される突起状パターン９８を有するマイクロニードルアレイ９６は、突起状パターン４２を有する型４０の複製であるため、型４０の突起状パターン４２の形状、または、原版７０の突起状パターン７２の形状を所望の形状とすることで、製造されるマイクロニードルアレイ９６の突起状パターン９８を所望の形状とすることができる。

シートの製造方法として、マイクロニードルアレイの製造方法について説明したが、特に限定されず、ポリマー溶解液に代えて、モールド１０のシートを作製きる液であれば良く、特に限定されない。

１０…モールド、１２…第１面、１４…第２面、１６…凹部、１６Ａ…第１開口、１６Ｂ…第２開口、１６Ｃ…内壁、１８…凹状パターン、２０…突出部、２０Ａ…第３開口、２０Ｂ…内壁、４０…型、９０…吸着板、９２…ポリマー溶解液、９４…ポリマーシート、９６…マイクロニードルアレイ、９８…突起状パターン

Claims (8)

1. 対向する第１面と第２面と、前記第１面の第１開口と前記第２面の第２開口とを貫通し、前記第１面から前記第２面に向けて先細りである複数の凹部と、を有するモールドであって、
   前記第２開口の周囲に位置し、前記第２面を板に固定した際、前記第２開口を閉じる、環状の突出部を有するモールド。
2. 前記第２開口の長さが１０〜６０μｍであり、前記突出部の前記第２面からの高さが１０〜８０μｍであり、前記突出部の第３開口の長さが１〜４０μｍである請求項１に記載のモールド。
3. 前記突出部が断面視で先細りである請求項１又は２に記載のモールド。
4. 前記モールドが弾性材料で構成される請求項１から３の何れか一項に記載のモールド。
5. 前記モールドがシリコーン樹脂で構成される請求項１から４の何れか一項に記載のモールド。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のモールドの前記第２面を、多孔質体の吸着板に固定し、前記第２開口を前記突出部により閉じるモールド準備工程と、
   前記吸着板を吸引しながら前記モールドの凹部に液を供給する工程と、
   前記液を乾燥させてシートを形成する工程と、
   前記シートを前記モールドから剥離する工程と、
   を有するシートの製造方法。
7. 前記液が水溶性材料で構成される請求項６に記載のシートの製造方法。
8. 前記シートがマイクロニードルアレイである、請求項６又は７に記載のシートの製造方法。

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