JP2018175240A - Micro needle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイス、光学部材、創薬、化粧品、美容用途等に用いるマイクロニードルに関する。皮膚に穿刺するマイクロニードルに関する。 The present invention relates to a microneedle used for medical applications, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) devices, optical members, drug discovery, cosmetics, cosmetic applications and the like. It relates to a microneedle to puncture the skin.
薬剤を人体に投与する方法としては、経口投与、注射器による皮膚真皮層または静脈への穿刺、皮膚表面への軟膏剤の塗布による局部真皮層への投与、皮膚表面への貼付け方法による局部真皮層への投与、などの方法が挙げられる。 Methods for administering the drug to the human body include oral administration, puncturing the skin dermis layer or vein with a syringe, administration to the topical dermal layer by application of an ointment onto the skin surface, topical dermal layer by the method of application to the skin surface Administration, and the like.
この中で、貼り付けまたはアプリケーターを用いて穿刺する方法によって体内に薬剤を投与する器具として、近年、複数の微小な針である突起部を備えたマイクロニードルの開発が進められてきた。マイクロニードルの材料には穿刺によって針形状体の一部が折れて体内に残留しても悪影響がないように、生体内で溶解または残留しても無害なものが選択されている。 Among them, in recent years, development of a microneedle provided with a plurality of minute needles, which are projections, has been advanced as a device for administering a drug into the body by sticking or using a puncturing method using an applicator. The material of the microneedle is selected to be harmless even if it dissolves or remains in the living body so that there is no adverse effect even if part of the needle-shaped body is broken by puncture and remains in the body.
本発明のマイクロニードルにあっては、皮膚に穿刺後一定時間穿刺した状態を保持することが可能な、穿刺後に皮膚から抜けにくいマイクロニードルを提供することを課題とする。 An object of the microneedle of the present invention is to provide a microneedle which can hold the punctured state for a certain period of time after puncturing the skin and which is not easily detached from the skin after puncturing.
上記課題を解決するために、請求項1にかかる発明としては、基板の一方の面に複数の突起部を備えるマイクロニードルであって、前記複数の突起部が、前記基板との接合箇所において交差する格子状に形成されており、複数の突起部が前記接合箇所において第1の面、前記第1の面と対向する第2の面、前記接合箇所において第1の面及び第2の面と交差する第3の面、第3の面と対向する第4の面の4つの面から形成されており、かつ、前記第1の面、前記第2の面、前記第3の面および前記第4の面は、前記交差する2つの方向に沿って隣接する格子状の突起部間で同一の平面となるように形成されており、かつ、前記複数の突起部が、少なくとも前記第1の面と前記基板のなす角θ1Aと前記第2の面と前記基板とのなす角θ2Aである領域Aと、前記複数の突起部が前記第1の面と前記基板のなす角θ1Bと前記第2の面と前記基板とのなす角θ2Bである領域Bにより形成され、以下の関係式を満たすことを特徴とするマイクロニードルとした。
[関係式]
θ1A≠θ1B
θ1A≠θ2A
In order to solve the above-mentioned subject, according to the
[Relational expression]
θ 1A ≠ θ 1B
θ 1A ≠ θ 2A
また、請求項2にかかる発明としては、θ1Aとθ2Aの差が3°以上40°以下の範囲内であることを特徴とする請求項1記載のマイクロニードルとした。
The invention according to
本発明のマイクロニードルとすることにより、穿刺後に皮膚から抜けにくいマイクロニードルとすることができる。 By using the microneedle of the present invention, it is possible to obtain a microneedle that does not easily come off the skin after puncturing.
本発明のマイクロニードルについて図面を用いて説明する。なお、本発明のマイクロニードルは、図面や図面に基づいた説明に限定されるものではない。 The microneedle of the present invention will be described using the drawings. In addition, the microneedle of this invention is not limited to the description based on drawing or drawing.
図1に本発明のマイクロニードルの説明図(第1の態様)を示した。図1(A)は、本発明のマイクロニードルの斜視図であり、図1(B)は、本発明のマイクロニードルの突起部側からの上面図であり、図1(C)は、本発明のマイクロニードルのX−X´断面図であり、図1(D)は、本発明のマイクロニードルのY−Y´断面図である。 FIG. 1 is an explanatory view (first embodiment) of the microneedle of the present invention. FIG. 1 (A) is a perspective view of the microneedle of the present invention, FIG. 1 (B) is a top view from the side of the protrusion of the microneedle of the present invention, and FIG. 1 (C) is the present invention FIG. 1 (D) is a cross-sectional view of the microneedle of the present invention, taken along the line YY '.
本発明のマイクロニードル1は、平板上の基板12上に複数の突起部11を備える、
複数の突起部11は、基板12との接合箇所において、交差する格子状に形成されている。複数の突起部は、基板12との接合箇所において4つの側面を備える。4つの側面をそれぞれ第1の面、第1の面と対向する第2の面、接合箇所において第1の面及び第2の面と交差する第3の面、第3の面と対向する第4の面とする。このとき、第1の面、第2の面、第3の面および第4の面は、前記交差する2つの方向に沿って隣接する格子状の突起部間で同一の平面となるように形成される。
The
The plurality of
図2に本発明のマイクロニードルの説明図(第1の態様)を示した。図2(A)、(B)は図1(B)と同一の図面である。図2(A)において、黒塗りで示した面は、同一の平面状に存在する。同様に、図2(A)において、黒塗りで示した面は、同一の平面状に存在する。 An explanatory view (first aspect) of the microneedle of the present invention is shown in FIG. FIGS. 2A and 2B are the same as FIG. 1B. In FIG. 2A, the surfaces shown in black are present in the same plane. Similarly, the surfaces shown in black in FIG. 2A exist in the same plane.
図1記載の本発明のマイクロニードル1は、基板12上に設けられる複数の突起部11が二つの領域である領域Aと領域Bに分けられる。
領域Aにおいて、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1A、第2の面と基板12とのなす角θ2A、第3の面と基板のなす角θ3A、前記第4の面と基板12とのなす角θ4Aは、全て突起部間で同じ角度となる。一方、第1の面と基板12のなす角θ1Aと第2の面と基板12とのなす角θ2Aは異なる値をとる。本発明のマイクロニードルにおいて、少なくとも複数の突起部11の一部は基板12との接合部において正四角錐形状または正四角柱形状ではなく、基板12の垂直方向に対して傾斜した構造をとる。少なくとも複数の突起部11の一部が基板12の垂直方向に対して傾斜した構造をとることにより、皮膚に穿刺後、抜けにくくすることができる。
In the
In the region A, an angle θ 1A between the first surface of each protrusion and the
本発明のマイクロニードルにあっては、θ1A≠θ2Aとすることにより、基板12の垂直方向に対して傾斜した構造をとる。少なくとも複数の突起部11の一部が基板12の垂直方向に対して傾斜した構造(正四角錐形状または正四角柱形状ではない構造)をとることにより、皮膚に穿刺後、抜けにくくすることができる。
In the microneedle of the present invention, by setting θ 1A ≠ θ 2A , the structure is inclined with respect to the vertical direction of the
さらに、本発明のマイクロニードルにおいて、第1の面と基板12のなす角θ1Aと第2の面と基板12とのなす角θ2Aの差が3°以上40°以下の範囲内であることが好ましい。差が3°以上とすることにより、基板12の垂直方向に対してより傾斜した構造をとることにより、皮膚に穿刺後、抜けにくくすることができる。一方、差が40°を超える場合は、一方の角度を低角にする必要があり、皮膚に穿刺しにくくなる可能性がある。
Furthermore, in the microneedle according to the present invention, the difference between the angle θ 1A between the first surface and the
一方、領域Bにおいて、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1B、第2の面と基板12とのなす角θ2B、第3の面と基板のなす角θ3B、前記第4の面と基板12とのなす角θ4Bは、全て突起部間で同じ角度となる。
On the other hand, in the region B, the angle theta 1B of the first surface and the
次に、領域Aの突起部と領域Bの突起部の形状の違いについて述べる。本発明のマイクロニードルにおいて、領域Aの第1の面と基板12のなす角θ1Aと領域Bの第1の面と基板12のなす角θ1Bは異なる。本構成のマイクロニードルとすることにより、皮膚に穿刺後、抜けにくくすることができる。
Next, the difference in the shape of the protrusion of the region A and the protrusion of the region B will be described. In the microneedles of the present invention, the first surface and the first surface and the angle theta 1B of the
本発明のマイクロニードルにあっては、θ1A≠θ1Bとすることにより、突起部が複数の領域に分割され、分割された領域毎に突起部の傾斜方向が異なる。このように領域毎に傾斜方向の異なる突起部を備えるマイクロニードルとすることにより、皮膚に穿刺後、抜けにくくすることができる。 In the microneedle of the present invention, by setting θ 1A ≠ θ 1 B , the projection is divided into a plurality of areas, and the inclination direction of the projection is different for each divided area. As described above, the microneedles provided with the projections having different inclination directions for each area can make it difficult for the skin to come off after puncture.
また、図1のマイクロニードルにおいて、領域Aでは第1の面と基板12のなす角θ1Aは第2の面と基板12とのなす角θ2Aよりも小さく、領域Bでは第1の面と基板12のなす角θ1Bは第2の面と基板12とのなす角θ2Bよりも大きい。このような構造とすることにより、皮膚に穿刺後、抜けにくくすることができる。
Further, in the microneedle of FIG. 1, in the region A, the angle θ 1 A between the first surface and the
また、本発明のマイクロニードルにおいて、第1の面と基板12のなす角θ1Aおよびθ1B、第2の面と基板12とのなす角θ2Aおよびθ2B、第3の面と基板のなす角θ3Aおよびθ3B、第4の面と基板12とのなす角θ4Aおよびθ4Bはそれぞれ、45°以上90°以下の範囲内に設定することが好ましい。さらに好ましくは、60°以上90°以下の範囲内に設定することが好ましい。
In the microneedle of the present invention, the angles θ 1A and θ 1B between the first surface and the
図3に本発明のマイクロニードルの説明図(第2の態様)を示した。図3(A)は、本発明のマイクロニードルの斜視図であり、図3(B)は、本発明のマイクロニードルの突起部側からの上面図であり、図3(C)は、本発明のマイクロニードルのX−X´断面図であり、図3(D)は、本発明のマイクロニードルのY−Y´断面図である。 An explanatory view (second aspect) of the microneedle of the present invention is shown in FIG. Fig. 3 (A) is a perspective view of the microneedle of the present invention, Fig. 3 (B) is a top view from the side of the protrusion of the microneedle of the present invention, and Fig. 3 (C) is the present invention. 3D is a cross-sectional view of the microneedle of the present invention, and FIG. 3D is a YY 'cross-sectional view of the microneedle of the present invention.
図3のマイクロニードルも図1のマイクロニードルと同様、領域Aと領域Bの2つの領域において突起部の形状が異なる。図3のマイクロニードルは、図1のマイクロニードルの形状と異なり、領域Aでは第1の面と基板12のなす角θ1Aは第2の面と基板12とのなす角θ2Aよりも大きく、領域Bでは第1の面と基板12のなす角θ1Bは第2の面と基板12とのなす角θ2Bよりも小さい。このような構造とすることにより、皮膚に穿刺後、抜けにくくすることができる。
Similar to the microneedle of FIG. 1, the microneedle of FIG. 3 also has different shapes of protrusions in the two regions A and B. The microneedle of FIG. 3 differs from the shape of the microneedle of FIG. 1 in that in the region A, the angle θ 1A between the first surface and the
図1と図3のマイクロニードルでは、均等な2つの領域である領域Aと領域Bに分割された。領域Aと領域Bでは、対応する突起部の数は同数である。しかし、本発明のマイクロニードルにあっては、領域Aと領域Bの間で必ずしも、同数とする必要はない。 The microneedles of FIGS. 1 and 3 were divided into two equal regions, region A and region B. In the regions A and B, the number of corresponding protrusions is the same. However, in the microneedle of the present invention, the numbers do not necessarily have to be the same between the regions A and B.
図4に本発明のマイクロニードルの説明図(第3の態様)を示した。図4(A)は、本発明のマイクロニードルの斜視図であり、図4(B)は、本発明のマイクロニードルの突起部側からの上面図であり、図4(C)は、本発明のマイクロニードルのX−X´断面図であり、図4(D)は、本発明のマイクロニードルのY−Y´断面図である。 FIG. 4 is an explanatory view (third embodiment) of the microneedle of the present invention. Fig. 4 (A) is a perspective view of the microneedle of the present invention, Fig. 4 (B) is a top view from the side of the protrusion of the microneedle of the present invention, and Fig. 4 (C) is the present invention. 4D is a cross-sectional view of a microneedle of the present invention, and FIG. 4 (D) is a YY 'cross-sectional view of a microneedle of the present invention.
図5に本発明のマイクロニードルの説明図(第4の態様)を示した。図5(A)は、本発明のマイクロニードルの斜視図であり、図5(B)は、本発明のマイクロニードルの突起部側からの上面図であり、図5(C)は、本発明のマイクロニードルのX−X´断面図であり、図5(D)は、本発明のマイクロニードルのY−Y´断面図である。 FIG. 5 is an explanatory view (fourth embodiment) of the microneedle of the present invention. Fig. 5 (A) is a perspective view of the microneedle of the present invention, Fig. 5 (B) is a top view from the side of the protrusion of the microneedle of the present invention, and Fig. 5 (C) is the present invention. 5D is a cross-sectional view of the microneedle of the present invention, and FIG. 5D is a YY 'cross-sectional view of the microneedle of the present invention.
図4、図5記載の本発明のマイクロニードル1は、基板12上に設けられる複数の突起部11が二つの領域である領域Aと領域Bと領域Cと領域Dに分けられる。
領域Aにおいて、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1A、第2の面と基板12とのなす角θ2A、第3の面と基板のなす角θ3A、前記第4の面と基板12とのなす角θ4Aは、全て突起部間で同じ角度となる。一方、第1の面と基板12のなす角θ1Aと第2の面と基板12とのなす角θ2Aは異なる値をとる。また、第3の面と基板12のなす角θ3Aと第4の面と基板12とのなす角θ4Aは異なる値をとる。
同様に、領域Bにおいて、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1B、第2の面と基板12とのなす角θ2B、第3の面と基板のなす角θ3B、前記第4の面と基板12とのなす角θ4Bは、全て突起部間で同じ角度となる。一方、第1の面と基板12のなす角θ1Bと第2の面と基板12とのなす角θ2Bは異なる値をとる。また、第3の面と基板12のなす角θ3Bと第4の面と基板12とのなす角θ4Bは異なる値をとる。
同様に、領域Cにおいて、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1C、第2の面と基板12とのなす角θ2C、第3の面と基板のなす角θ3C、前記第4の面と基板12とのなす角θ4Cは、全て突起部間で同じ角度となる。一方、第1の面と基板12のなす角θ1Cと第2の面と基板12とのなす角θ2Cは異なる値をとる。また、第3の面と基板12のなす角θ3Cと第4の面と基板12とのなす角θ4Cは異なる値をとる。
同様に、領域Dにおいて、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1D、第2の面と基板12とのなす角θ2D、第3の面と基板のなす角θ3D、前記第4の面と基板12とのなす角θ4Dは、全て突起部間で同じ角度となる。一方、第1の面と基板12のなす角θ1Dと第2の面と基板12とのなす角θ2Dは異なる値をとる。また、第3の面と基板12のなす角θ3Dと第4の面と基板12とのなす角θ4Dは異なる値をとる。
The
In the region A, an angle θ 1A between the first surface of each protrusion and the
Similarly, in the region B, the first surface and the angle theta 1B of the
Similarly, in the region C, the angle θ 1C between the first surface of each protrusion and the
Similarly, in the region D, the angle θ 1D between the first surface of each protrusion and the
図4、図5記載のマイクロニードルも複数の突起部11の一部が基板12の垂直方向に対して傾斜した構造をとることにより、皮膚に穿刺後、抜けにくくすることができる。
The microneedle shown in FIG. 4 and FIG. 5 can also be made difficult to come off after puncturing the skin by adopting a structure in which some of the plurality of
図6に本発明のマイクロニードルの説明図(第5の態様)を示した。図6(A)は、本発明のマイクロニードルの斜視図であり、図6(B)は、本発明のマイクロニードルの突起部側からの上面図であり、図6(C)は、本発明のマイクロニードルのX−X´断面図であり、図6(D)は、本発明のマイクロニードルのY−Y´断面図である。 FIG. 6 is an explanatory view (fifth aspect) of the microneedle of the present invention. FIG. 6 (A) is a perspective view of the microneedle of the present invention, FIG. 6 (B) is a top view from the side of the protrusion of the microneedle of the present invention, and FIG. 6 (C) is the present invention 6D is a cross-sectional view of the microneedle of the present invention, and FIG. 6 (D) is a YY 'cross-sectional view of the microneedle of the present invention.
図6記載の本発明のマイクロニードル1は、基板12上に設けられる複数の突起部11が二つの領域である領域Aと領域Bと領域Cに分けられる。
領域Aにおいて、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1A、第2の面と基板12とのなす角θ2A、第3の面と基板のなす角θ3A、前記第4の面と基板12とのなす角θ4Aは、全て突起部間で同じ角度となる。一方、第1の面と基板12のなす角θ1Aと第2の面と基板12とのなす角θ2Aは異なる値をとる。また、第3の面と基板12のなす角θ3Aと第4の面と基板12とのなす角θ4Aは異なる値をとる。
同様に、領域Bにおいて、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1B、第2の面と基板12とのなす角θ2B、第3の面と基板のなす角θ3B、前記第4の面と基板12とのなす角θ4Bは、全て突起部間で同じ角度となる。一方、第1の面と基板12のなす角θ1Bと第2の面と基板12とのなす角θ2Bは異なる値をとる。また、第3の面と基板12のなす角θ3Bと第4の面と基板12とのなす角θ4Bは異なる値をとる。
一方、領域Cにおいては、各突起部における第1の面と基板12のなす角θ1c、第2の面と基板12とのなす角θ2c、第3の面と基板のなす角θ3c、前記第4の面と基板12とのなす角θ4cは、全て突起部間で同じ角度となる。
第1の面と基板12のなす角θ1c、第2の面と基板12とのなす角θ2c、第3の面と基板のなす角θ3c、前記第4の面と基板12とのなす角θ4cは同じ値をとり、突起部の形状は正四角錐となる。このように本発明のマイクロニードルにおいては、θ1c=θ2c=θ3c=θ4cとなる正四角錘形状の突起部を有していても良い。
In the
In the region A, an angle θ 1A between the first surface of each protrusion and the
Similarly, in the region B, the first surface and the angle theta 1B of the
On the other hand, in the region C, the angle θ 1c between the first surface of each protrusion and the
An angle θ 1c between the first surface and the
さらに詳細に本発明のマイクロニードルについて説明する。
本発明のマイクロニードルの突起部11の形状は、基板12との接合部において、四角錐形状または四角柱形状をとる。一方、先端は適宜、様々な形状を選択することができる。図1、図3に示したように四角錐形状であってもよいし、先端を平坦にしても良い。また、側面に括れや段差を設けても良い。
The microneedle of the present invention is described in further detail.
The shape of the
また、本発明のマイクロニードルにおいて突起部11の数は2以上であれば特に限定されない。
Further, in the microneedle of the present invention, the number of
また、突起部11の長さHは、基板12の厚さ方向、すなわち、基体21の第一の面12Aと直交する方向における、第一の面12Aから突起部11の先端までの長さである。突起部11の長さHは、10μm以上2000μm以下であることが好ましく、突起部11の長さHは、この範囲のなかで、突起部22によって穿孔の対象に形成される孔に必要な深さに応じて決定される。穿孔の対象が人体の皮膚であって、孔の底が角質層内に設定される場合、長さHは10μm以上300μm以下であることが好ましく、30μm以上200μm以下であることがより好ましい。孔の底が角質層を貫通し、かつ、神経層へ到達しない深さに設定される場合、長さHは200μm以上700μm以下であることが好ましく、200μm以上500μm以下であることがより好ましく、200μm以上300μm以下であることがさらに好ましい。孔の底が真皮に到達する深さに設定される場合、長さHは200μm以上500μm以下であることが好ましい。孔の底が表皮に到達する深さに設定される場合、長さHは200μm以上300μm以下であることが好ましい。
The length H of the
マイクロニードル1の材料としては、熱可塑性樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ乳酸−ポリグリコール酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、環状ポリオレフィン、ポリカプロラクトン、アクリル、ウレタン樹脂、芳香族ポリエーテルケトン、および、エポキシ樹脂等が挙げられる。
A thermoplastic resin or the like can be used as the material of the
また、マイクロニードルの材料としては、皮膚が有する水分によって溶解する材料、すなわち、水溶性材料であってもよい。水溶性材料としては、水溶性高分子や多糖類を用いることができる。水溶性高分子としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース(MC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリル酸系ポリマー、ポリアクリルアミド(PAM)、ポリエチレンオキシド(PEO)、プルラン、アルギン酸塩、ペクチン、キトサン、キトサンサクシナミド、および、オリゴキトサンが挙げられる。これらの水溶性高分子のなかでも、キトサン、キトサンサクシナミド、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、および、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)は、生物学的に安全性が高いため好ましい。また、多糖類としては、トレハロースやマルトースが挙げられる。 In addition, the material of the microneedle may be a material that can be dissolved by the moisture of the skin, that is, a water-soluble material. As the water-soluble material, water-soluble polymers and polysaccharides can be used. Examples of water-soluble polymers include carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose (MC), hydroxypropylcellulose (HPC), hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylic acid-based polymer, polyacrylamide (PAM), Polyethylene oxide (PEO), pullulan, alginate, pectin, chitosan, chitosan succinamide, and oligochitosan can be mentioned. Among these water-soluble polymers, chitosan, chitosan succinamide, carboxymethylcellulose (CMC), hydroxypropylcellulose (HPC), and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) are preferable because of their high biological safety. . Moreover, examples of polysaccharides include trehalose and maltose.
また、マイクロニードルの材料としては、金属材料、セラミック材料等を使用することもできる。金属材料としては、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、シリコン、シリコンカーバイト、石英などを使用することも可能である。ただし、本発明においてマイクロニードルの形成材料はこれらに限定されるものではない。 In addition, as a material of the microneedles, metal materials, ceramic materials and the like can also be used. As the metal material, ceramics such as alumina, aluminum nitride and machinable ceramics, silicon, silicon carbide, quartz and the like can also be used. However, in the present invention, the forming material of the microneedle is not limited to these.
次に、本発明のマイクロニードルの製造方法について説明する。ただし、本発明のマイクロニードルの製造方法は本製造方法に限定されるものではない。
図7に本発明のマイクロニードルの製造方法の原理説明図を示した。
本発明のマイクロニードルは、研削加工を用いて、板状部材を加工し、マイクロニードルを製造する。ここで、「研削加工」とは、高速で回転する研削砥石を用いて、該砥石を構成するきわめて硬く微細な砥粒によって加工物を削り取ってゆく加工法をいう。例えば、研削砥石として、ダイシングブレードを用いてもよい。本発明のマイクロニードルは、板状部材2を用い、研削砥石3を直線状に操作し、溝を形成する作業を繰り返すことにより製造される。
Next, a method of manufacturing the microneedle of the present invention will be described. However, the method of manufacturing the microneedle of the present invention is not limited to the present manufacturing method.
FIG. 7 shows an explanatory view of the principle of the method of manufacturing a microneedle according to the present invention.
The microneedle of this invention processes a plate-like member using a grinding process, and manufactures a microneedle. Here, “grinding” refers to a processing method in which a workpiece is scraped off by the extremely hard and fine abrasive grains constituting the grindstone using a grinding stone rotating at high speed. For example, a dicing blade may be used as a grinding wheel. The microneedle of the present invention is manufactured by using the plate-
図8、図9に本発明のマイクロニードルの製造方法の説明図(断面図)を示した。
板状部材2に傾斜角度φSを有する第1のダイシングブレード3Aを用い、線状溝4を研削加工により形成する(図8A、図8B)。第1のダイシングブレード3Sの傾斜面の傾斜角度φSは、最終的に形成されるマイクロニードルの基板12と突起部11の接合面における突起部11の面と基板12のなす角θを決定する。これらの作業を繰り返しおこなうことにより、線状溝を形成する。本研削加工は繰り返しおこなわれる(図8C、図8D)。
An explanatory view (cross-sectional view) of the method of manufacturing the microneedle of the present invention is shown in FIG. 8 and FIG.
The linear groove 4 is formed by grinding using the
次に、傾斜面φBを有する第2のダイシングブレード3Bを用い、線状溝4を研削加工により形成する(図9E、図9F)。第2のダイシングブレード3Tの傾斜面の傾斜角度φTは、最終的に形成されるマイクロニードル基板12と突起部11の接合面における突起部11の面と基板12のなす角θを決定する。本研削加工は繰り返しおこなわれる(図8G、図8H)。
Next, the linear groove 4 is formed by grinding using the
図10に、本発明のマイクロニードルの製造方法の説明図(斜視図)を示した。
本作業を行うことにより、図10Aのような形状の構造物が製造される。さらに、作製した線状溝と直交する方向に同様の研削加工をおこなうことにより、図10Bのような本発明のマイクロニードル1が作製される。
FIG. 10 shows an explanatory view (perspective view) of the method of manufacturing the microneedle of the present invention.
By performing this operation, a structure having a shape as shown in FIG. 10A is manufactured. Furthermore, the
研削加工により作製されたマイクロニードルはマイクロニードル原版として使用される。図11に、本発明のマイクロニードルの製造方法の説明図(断面図)を示した。次に、上述の方法によって形成されたマイクロニードル原版1´に充填層5を形成し、充填層5をマイクロニードル原版1´から剥離する事で凹型の複製版6を形成する(図11A、図11B、図11C)。一体成形された機械的強度の高い複製版6を作製することにより、同一の複製版6で多量のマイクロニードルを製造することができるため、生産コストを低くし、生産性を高めることが可能となる。
The microneedle produced by grinding is used as a microneedle original plate. FIG. 11 is an explanatory view (cross-sectional view) of the method of manufacturing the microneedle of the present invention. Next, the filling layer 5 is formed on the microneedle original plate 1 'formed by the above-mentioned method, and the
充填層の材料は特に制限されず、複製版として機能するだけの形状追従性、後述する転写加工成形における転写製、耐久性および離型性を考慮した材質を選択することができる。例えば、充填層としてニッケル、熱硬化性のシリコーン樹脂などを用いても良い。ニッケルを選択した場合、充填層の形成方法としては、メッキ法、PVD法、CVD法などが挙げられる。 The material of the filling layer is not particularly limited, and it is possible to select a material in consideration of the shape followability to function as a replica plate, the transfer product in transfer processing and forming described later, durability and releasability. For example, nickel, a thermosetting silicone resin, or the like may be used as the filling layer. When nickel is selected, a plating method, a PVD method, a CVD method, etc. may be mentioned as a method of forming the filling layer.
また、充填層とマイクロニードル原版1´の剥離方法としては、物理的な剥離力による剥離などを用いることができる。 Moreover, as a peeling method of a filling layer and microneedle original plate 1 ', peeling etc. by physical peeling force can be used.
次に、複製版6にマイクロニードル材料を充填し、マイクロニードル1を形成する。マイクロニードル材料の充填方法は制限されないが、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できる。以上によりマイクロニードルが製造される。
Next, the
(実施例1)
以下に、実施例1を示す。実施例1では、図1に示す領域Aと領域Bからなるマイクロニードルを作製した。
Example 1
Example 1 is shown below. In Example 1, a microneedle composed of the region A and the region B shown in FIG. 1 was produced.
まず、傾斜角が異なる先端部を有するダイヤモンド砥粒を含有した複数のダイシングブレードを用意した。次に、ダイシングブレードによる研削加工で、アルミナ基板1の表面に線状溝を形成する研削加工を実施した。さらに前記線状溝と直交する方向に同様の研削加工をおこない、マイクロニードル原版を作製した。
First, a plurality of dicing blades containing diamond abrasive having tip portions having different inclination angles were prepared. Next, grinding was performed to form linear grooves on the surface of the
次に、作製したマイクロニードルを複製するため、マイクロニードル原版を母型とし、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、マイクロニードル原版の表面にニッケル膜を形成した。次に前記ニッケル膜をマイクロニードル原版から剥離し、複製版を作製した。次に、インプリント法によって、ポリグリコール酸に前記複製版を転写し、実施例1のポリグリコール酸製のマイクロニードルを得た。 Next, in order to duplicate the manufactured microneedles, a step of using the microneedle master plate as a mother die, making a duplicate plate from the mother die, and performing transfer processing and molding was carried out. First, a nickel film was formed on the surface of the microneedle original plate by plating. Next, the nickel film was peeled off from the microneedle original plate to prepare a duplicate plate. Next, the replica plate was transferred to polyglycolic acid by imprinting to obtain a polyneedle microneedle of Example 1.
得られた実施例1のマイクロニードルは、基板上の6行×6列の36本の突起部が格子状に形成されている。領域Aと領域Bの突起部の寸法は以下の通りである。
(領域A)
針本数 18本(3×6本)
針高さH 700μm
角度θ1A 85°
角度θ2A 65°
角度θ3A 75°
角度θ4A 75°
(領域B)
針本数 18本(3×6本)
針高さH 700μm
角度θ1A 65°
角度θ2A 85°
角度θ3A 75°
角度θ4A 75°
In the obtained microneedle of Example 1, 36 projections of 6 rows × 6 columns on the substrate are formed in a lattice. The dimensions of the protrusions in the region A and the region B are as follows.
(Area A)
Number of needles: 18 (3 x 6)
Needle height H 700 μm
Angle θ 1A 85 °
Angle θ 2A 65 °
Angle θ 3A 75 °
Angle θ 4A 75 °
(Area B)
Number of needles: 18 (3 x 6)
Needle height H 700 μm
Angle θ 1A 65 °
Angle θ 2A 85 °
Angle θ 3A 75 °
Angle θ 4A 75 °
(比較例1)
以下に、比較例1を示す。
(Comparative example 1)
Below, the comparative example 1 is shown.
実施例1、ダイヤモンド砥粒を含有したダイシングブレードを用意した。次に、ダイシングブレードによる研削加工で、アルミナ基板1の表面に線状溝を形成する研削加工を実施した。さらに前記線状溝と直交する方向に同様の研削加工をおこない、マイクロニードル原版を作製した。
Example 1 A dicing blade containing diamond abrasive was prepared. Next, grinding was performed to form linear grooves on the surface of the
次に、作製したマイクロニードルを複製するため、マイクロニードル原版を母型とし、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、マイクロニードル原版の表面にニッケル膜を形成した。次に前記ニッケル膜をマイクロニードル原版から剥離し、複製版を作製した。次に、インプリント法によって、ポリグリコール酸に前記複製版を転写し、比較例1のポリグリコール酸製のマイクロニードルを得た。 Next, in order to duplicate the manufactured microneedles, a step of using the microneedle master plate as a mother die, making a duplicate plate from the mother die, and performing transfer processing and molding was carried out. First, a nickel film was formed on the surface of the microneedle original plate by plating. Next, the nickel film was peeled off from the microneedle original plate to prepare a duplicate plate. Next, the duplicate plate was transferred to polyglycolic acid by imprinting to obtain a polyneedle microneedle of Comparative Example 1.
得られた比較例1のマイクロニードルは、基板上の6行×6列の36本の突起部が格子状に形成されている。突起部の寸法は以下の通りである。
針高さH 700μm
角度θ1A 75°
角度θ2A 75°
角度θ3A 75°
角度θ4A 75°
In the obtained microneedle of Comparative Example 1, 36 projections of 6 rows × 6 columns on the substrate are formed in a lattice. The dimensions of the protrusions are as follows.
Needle height H 700 μm
Angle θ 1A 75 °
Angle θ 2A 75 °
Angle θ 3A 75 °
Angle θ 4A 75 °
(評価)
人工皮膚を用意し、得られた実施例1と比較例1のマイクロニードルについて、マイクロニードルの突起部を人工皮膚に穿刺し、その後、マイクロニードルの突起部を引き抜く作業を手作業により5回おこない、引き抜いた際の力を評価した。実施例1のマイクロニードルでは、比較例1のマイクロニードルと比較して、引き抜く際に大きな力を要することが確認された。これにより、実施例1のマイクロニードルは、穿刺後に皮膚から抜けにくいマイクロニードルであることが確認された。
(Evaluation)
For the microneedles of Example 1 and Comparative Example 1 obtained by preparing artificial skin, the protrusions of the microneedles are punctured into the artificial skin, and then the protrusions of the microneedles are pulled out manually by five times. , The power at the time of pulling out was evaluated. It was confirmed that the microneedle of Example 1 requires a large force at the time of withdrawal as compared with the microneedle of Comparative Example 1. Thereby, it was confirmed that the microneedle of Example 1 is a microneedle which does not easily come off the skin after puncturing.
本発明は、医療、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイス、光学部材、創薬、化粧品、美容用途等に用いるマイクロニードルの製造に用いることができる。 The present invention can be used to manufacture microneedles used for medical applications, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) devices, optical members, drug discovery, cosmetics, cosmetic applications and the like.
1 マイクロニードル
11 突起部
12 基板
2 板状部材
3 研削砥石
3A ダイシングブレード
3B ダイシングブレード
4 線状溝
5 充填層
6 複製版
1´ マイクロニードル原版
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記複数の突起部が、前記基板との接合箇所において交差する格子状に形成されており
複数の突起部が前記接合箇所において第1の面、前記第1の面と対向する第2の面、前記接合箇所において第1の面及び第2の面と交差する第3の面、第3の面と対向する第4の面の4つの面から形成されており、かつ、
前記第1の面、前記第2の面、前記第3の面および前記第4の面は、前記交差する2つの方向に沿って隣接する格子状の突起部間で同一の平面となるように形成されており、かつ、
前記複数の突起部が、少なくとも前記第1の面と前記基板のなす角θ1Aと前記第2の面と前記基板とのなす角θ2Aである領域Aと、前記複数の突起部が前記第1の面と前記基板のなす角θ1Bと前記第2の面と前記基板とのなす角θ2Bである領域Bにより形成され、以下の関係式を満たすことを特徴とするマイクロニードル。
[関係式]
θ1A≠θ1B
θ1A≠θ2A A microneedle comprising a plurality of protrusions on one side of a substrate,
The plurality of protrusions are formed in a grid shape intersecting at a junction with the substrate, and the plurality of protrusions are a first surface at the junction, a second surface facing the first surface, and And a fourth surface that intersects the first surface and the second surface at the junction, and a fourth surface that faces the third surface, and
The first surface, the second surface, the third surface, and the fourth surface may be in the same plane between adjacent grid-like protrusions along the intersecting two directions. Is formed and
Wherein the plurality of protrusions, and the area A is the angle theta 2A of at least the first said surface and the angle theta 1A of the substrate second surface and the substrate, the plurality of protrusions wherein the second is formed by the region B is the angle theta 2B of the first plane and the angle theta 1B and the second surface of the substrate and the substrate, the micro-needle and satisfies the following relationship.
[Relational expression]
θ 1A ≠ θ 1B
θ 1A ≠ θ 2A
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KR20210027610A (en) * | 2019-08-29 | 2021-03-11 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Microneedle, mold for the microneedle array production and the production method of microneedle array |
-
2017
- 2017-04-10 JP JP2017077553A patent/JP2018175240A/en active Pending
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KR20210027610A (en) * | 2019-08-29 | 2021-03-11 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Microneedle, mold for the microneedle array production and the production method of microneedle array |
KR102263615B1 (en) | 2019-08-29 | 2021-06-14 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Mold for the microneedle array production and the production method of microneedle array |
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