JP2019195903A - マイクロニードルの作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロニードルの作製方法を提供する。【解決手段】マイクロニードルの作製方法は、モールドピラー１１０を作製することと、導電性ポリマー層を含む１以上のコーティング層１１４を前記モールドピラー１１０上に形成することと、前記導電性ポリマー層１１４上に金属層を堆積させて第１のマイクロニードルを得ることと、を含む。前記モールドピラー１１０上に前記１つ以上のコーティング層１１４を形成した後、前記モールドピラー１１０をコーティングする前記１つ以上のコーティング層の厚さは、基材に近い領域では比較的厚く、前記基材から遠い領域では比較的薄い。【選択図】図１Ｄ

Description

本発明は、機械的ミクロ構造体を作製する方法に関する。特に、本発明は、マイクロニードルの作製方法に関する。

マイクロニードルの各種作製方法が公知である。公知技術の例としては、以下の文献（特許文献１及び非特許文献１〜４）に記載されるものが挙げられる。

米国特許第７６２７９３８号明細書

ディー・ヴィー・マカリスターら（Ｄ．Ｖ．ＭｃＡｌｌｉｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．）、「Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｎｅｅｄｌｅｓ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ：Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｔｕｄｉｅｓ」、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、第１００（２４）巻、１３７５５〜１３７６０ページ（２００３年） ビー・シュトゥーバー（Ｂ．Ｓｔｏｅｂｅｒ）、ディー・リープマン（Ｄ．Ｌｉｅｐｍａｎｎ）、「Ａｒｒａｙｓ ｏｆ Ｈｏｌｌｏｗ ｏｕｔ−ｏｆ−Ｐｌａｎｅ Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ ｆｏｒ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」、Ｊ．Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈ．Ｓｙｓｔ．、第１４巻、第３号、４７２〜４７９ページ（２００５年） Ｉ・マンスールら（Ｉ．Ｍａｎｓｏｏｒｒ ｅｔ ａｌ．）、「Ｈｏｌｌｏｗ Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｐｌａｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ Ｍａｄｅ ｂｙ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｃａｓｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」、Ｊ．Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈ．Ｓｙｓｔ．、第２１巻、４４〜５２ページ（２０１２年） エス・ピー・デービスら（Ｓ．Ｐ．Ｄａｖｉｓ ｅｔ ａｌ．）、「Ｈｏｌｌｏｗ ｍｅｔａｌ ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ ｆｏｒ ｉｎｓｕｌｉｎ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｔｏ ｄｉａｂｅｔｉｃ ｒａｔｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｅｎｇ．、第５２巻、９０９〜９１５ページ（２００５年）

本発明の課題は明細書に開示される。

以下の実施形態およびその態様は、範囲を限定するものではなく代表的かつ例示的であることが意図される方法および装置とともに記述され、示される。
本発明の一態様は、有孔マイクロニードルを作製する方法を提供する。本方法は、モールドピラーを準備することと、有孔導電層をモールドピラー上に形成することと、有孔導電層上に金属層を堆積させて有孔マイクロニードルを得ることとを含む。

いくつかの実施形態では、モールドピラーは基材表面から離れるように延びる。モールドピラーは基材表面に略垂直な方向に、基材表面から離れるように延びてもよい。モールドピラーはフォトレジストを含んでよく、モールドピラーを準備することは、フォトレジストをマスクを通して化学線に露光させることを含んでもよい。マスクは、化学線に対して透過性である円形状領域を含んでもよい。モールドピラーは、底部および先端を有する円錐形モールドピラーを含んでもよい。モールドピラーを準備することは、エッチングプロセスを使用してモールドピラーの先端を鋭利にすることを含んでもよい。いくつかの実施形態では、モールドピラーは、モールドピラーを後のプロセスから保護し、複数のマイクロニードルを作製するためにモールドピラーを使用可能にするための保護層を含む。本方法は、溶液流延プロセスを使用して保護層を形成することを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、モールドピラー上に有孔導電層を形成することは、溶液流延プロセスを使用することを含む。導電層を溶液流延することは、ポリマーおよび導電性粒子を溶媒に添加することを含んでもよい。ポリマーはポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）を含んでよく、導電性粒子はカーボンブラック粒子を含んでもよい。本方法は、界面活性剤を溶媒に添加することを含んでもよい。有孔導電層は、ポリマー中に均一に分布した導電性粒子を含んでもよい。有孔導電層をモールドピラー上に形成することは、モールドピラーに導電層をコーティングすることと、その後導電層を一部除去して孔を形成することとを含んでもよい。本方法は、ドライエッチングによって導電層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、フォトリソグラフィによって導電層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、機械的研削によって導電層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、局所加熱によって導電層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、モールドピラーの領域にコーティングを塗布することと、コーティングされる領域に位置する孔を有して導電層が形成されるように、コーティングによってはじかれる溶媒を使用してモールドピラーに導電層を溶液流延することによって、有孔導電層を形成することをさらに含んでもよい。コーティングは極性コーティングを含んでよく、かつ溶媒は非極性溶媒を含んでもよいか、またはコーティングは非極性コーティングであり、かつ溶媒は極性溶媒である。本方法は、モールドピラーの第１の領域がモールドピラーの第２の領域よりも縦方向に高くなるように、モールドピラーを配向させることと、重力によって導電層が第１の領域に孔を有して形成されるように、モールドピラー上に導電層を溶液流延することとによって、有孔導電層を形成することをさらに含んでもよい。

いくつかの実施形態において、金属層を有孔導電層上に堆積させることは、金属層を有孔導電層上に電気めっきすることと、電気めっきプロセスにおいて有孔導電層を電極として使用することとを含む。金属層は、導電層に隣接する金属製の第１の副層と、金属製の第１の層に隣接する金属製の第２の副層とを含んでもよい。金属製の第１の副層は構造的金属を含んでよく、金属製の第２の副層は生体適合性金属を含んでよく、または、第１の金属副層は生体適合性金属を含んでよく、第２の金属副層は構造的金属を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、本方法はモールドピラーからマイクロニードルを除去することを含んでもよい。モールドピラーからマイクロニードルを除去することは、少なくとも部分的に有孔導電層を溶解させることを含んでもよい。モールドピラーからマイクロニードルを除去することは、モールドピラー上に形成された犠牲層を少なくとも部分的に溶解させることを含んでもよい。犠牲層は、モールドピラーと有孔導電層との間に形成されてもよい。モールドピラーからマイクロニードルを除去することにより、モールドピラーが実質的に無傷のまま残される。本方法は、再びモールドピラーを使用して第２のマイクロニードルを作製することをさらに含んでもよい。再びモールドピラーを使用して第２のマイクロニードルを作製することは、第２の有孔導電層をモールドピラー上に形成することと、第２の有孔導電層上に第２の金属層を堆積させて第２のマイクロニードルを得ることとを含んでもよい。再びモールドピラーを使用して第２のマイクロニードルを作製することは、第２の金属層を有孔導電層上に堆積させて第２のマイクロニードルを得ることを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、本方法は、マイクロニードルにコーティングを塗布することをさらに含む。コーティングは生体適合性コーティングを含んでもよい。コーティングは、電気絶縁性コーティングを含んでもよい。本方法は、モールドピラーからマイクロニードルを除去することと、マイクロニードルの内部表面にコーティングを塗布することとを含む。マイクロニードルの内部表面は、マイクロニードルがモールドピラーから除去される前にモールドピラーによって隠されている。本方法は、モールドピラー上に犠牲層を形成することを含んでもよい。第１の金属層をモールドピラー上に堆積させることは、第１の金属層を犠牲層上にスパッタリングすることを含む。モールドピラーから第１のマイクロニードルを除去することは、少なくとも部分的に犠牲層を溶解させることを含んでもよい。コーティングは金属を含んでもよい。金属コーティングをマイクロニードルの内部表面に塗布することは、金属コーティングをマイクロニードルの内部表面に電気めっきすることと、電気めっきプロセスにおいてマイクロニードルを電極として使用することとを含んでもよい。コーティングは生体適合性コーティングを含んでもよい。

本発明の別の態様は、第１のマイクロニードルおよび第２のマイクロニードルを作製する方法を提供する。本方法は、モールドピラーを準備することと、第１の金属層をモールドピラー上に堆積させて、第１のマイクロニードルを得ることと、モールドピラーから第１のマイクロニードルを除去することと、第２の金属層をモールドピラー上に堆積させて、第２のマイクロニードルを得ることとを含む。

いくつかの実施形態では、モールドピラーは基材表面から離れるように延びる。モールドピラーは基材表面に略垂直な方向に、基材表面から離れるように延びてもよい。モールドピラーはフォトレジストを含んでよく、モールドピラーを準備することは、フォトレジストをマスクを通して化学線に露光させることを含んでもよい。マスクは、化学線に対して透過性である円形状領域を含んでもよい。モールドピラーは、底部および先端を有する円錐形モールドピラーを含んでもよい。モールドピラーを準備することは、エッチングプロセスを使用してモールドピラーの先端を鋭利にすることを含んでもよい。いくつかの実施形態では、モールドピラーは、モールドピラーを後のプロセスから保護し、複数のマイクロニードルを作製するためにモールドピラーを使用可能にするための保護層を含む。本方法は、溶液流延プロセスを使用して保護層を形成することを含んでもよい。

いくつかの実施形態において、第１の金属層をモールドピラー上に堆積させて、第１のマイクロニードルを得ることは、導電層をモールドピラー上に形成することと、第１の金属層を導電層上に堆積させることとを含む。導電層をモールドピラー上に形成することは、溶液流延プロセスを使用することを含んでもよい。導電層を溶液流延することは、ポリマーおよび導電性粒子を溶媒に添加することを含んでもよい。ポリマーはポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）を含んでよく、導電性粒子はカーボンブラック粒子を含んでもよい。本方法は、界面活性剤を溶媒に添加することを含んでもよい。導電層は、ポリマー中に均一に分布した導電性粒子を含んでもよい。導電層は有孔導電層を含んでもよい。本方法は、モールドピラーを導電層でコーティングすることと、その後導電層の一部を除去して孔を形成することとによって有孔導電層を形成することをさらに含んでもよい。本方法は、ドライエッチングによって導電層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、フォトリソグラフィによって導電層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、機械的研削によって導電層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、局所加熱によって導電層の一部を除去することを含んでもよい。導電層をモールドピラー上に形成することは、モールドピラーの領域にコーティングを塗布することと、コーティングされる領域に位置する孔を有して導電層が形成されるように、コーティングによってはじかれる溶媒を使用してモールドピラーに導電層を溶液流延することとを含んでもよい。コーティングは極性コーティングを含んでよく、かつ溶媒は非極性溶媒を含んでよく、またはコーティングは非極性コーティングを含んでよく、かつ溶媒は極性溶媒を含んでもよい。有孔導電層をモールドピラー上に形成することは、モールドピラーの第１の領域がモールドピラーの第２の領域よりも縦方向に高くなるように、モールドピラーを配向させることと、重力によって導電層が第１の領域に孔を有して形成されるように、モールドピラー上に導電層を溶液流延することとを含んでもよい。

いくつかの実施形態において、第１の金属層を導電層上に堆積させることは、電極として導電層を使用することと、第１の金属層を導電層上に電気めっきすることとを含む。第１の金属層は、導電層上に適用された第１の金属副層と、第１の金属副層に適用された第２の金属副層とを含んでもよい。第１の金属副層は構造的金属を含んでよく、第２の金属副層は生体適合性金属を含んでもよい。

いくつかの実施形態において、モールドピラーから第１のマイクロニードルを除去することは、少なくとも部分的に導電層を溶解させることを含む。モールドピラーから第１のマイクロニードルを除去することは、モールドピラー上に形成された犠牲層を少なくとも部分的に溶解させることを含んでもよい。本方法は、モールドピラーと導電層との間に犠牲層を形成することを含んでよく、モールドピラーから第１のマイクロニードルを除去することは、少なくとも部分的に犠牲層を溶解させることを含んでもよい。モールドピラーから第１のマイクロニードルを除去することにより、モールドピラーが実質的に無傷のまま残されてもよい。本方法は、コーティングを第１のマイクロニードルに塗布することをさらに含んでもよい。コーティングは生体適合性コーティングを含んでもよい。コーティングは、電気絶縁性コーティングを含んでもよい。本方法は、モールドピラーから第１のマイクロニードルを除去した後に、第１のマイクロニードルの内部表面にコーティングを塗布することを含んでもよい。第１のマイクロニードルの内部表面は、第１のマイクロニードルがモールドピラーから除去される前にモールドピラーによって隠されている。コーティングは金属を含んでもよい。金属コーティングを第１のマイクロニードルの内部表面に塗布することは、電気めっきプロセスにおいて第１のマイクロニードルを電極として使用して、金属コーティングを第１のマイクロニードルの内部表面に電気めっきすることを含んでもよい。コーティングは生体適合性コーティングを含んでもよい。第２の金属層をモールドピラー上に堆積させて、第２のマイクロニードルを得ることは、導電層上に第２の金属層を堆積させて第２のマイクロニードルを得ることを含んでもよい。

第２の金属層をモールドピラー上に堆積させて、第２のマイクロニードルを得ることは、第２の導電層をモールドピラー上に形成することと、第２の導電層上に第２の金属層を堆積させて第２のマイクロニードルを得ることとを含んでもよい。

本発明の別の態様は、マイクロニードルを作製する方法を提供する。本方法は、モールドピラーを準備することと、導電性ポリマー層をモールドピラー上に形成することと、導電性ポリマー層上に金属層を堆積させてマイクロニードルを得ることとを含む。

いくつかの実施形態では、モールドピラーは基材表面から離れるように延びる。モールドピラーは基材表面に略垂直な方向に、基材表面から離れるように延びてもよい。モールドピラーはフォトレジストを含んでよく、モールドピラーを準備することは、フォトレジストをマスクを通して化学線に露光させることを含んでもよい。マスクは、化学線に対して透過性を備える円形状領域を含んでもよい。モールドピラーは、底部および先端を有する円錐形モールドピラーを含んでもよい。モールドピラーを準備することは、エッチングプロセスを使用してモールドピラーの先端を鋭利にすることを含んでもよい。いくつかの実施形態では、モールドピラーは、モールドピラーを後のプロセスから保護し、複数のマイクロニードルを作製するためにモールドピラーを使用可能にするための保護層を含む。本方法は、溶液流延プロセスを使用して保護層を形成することを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、モールドピラー上に導電性ポリマー層を形成することは、溶液流延プロセスを使用することを含む。導電性ポリマー層を溶液流延することは、ポリマーおよび導電性粒子を溶媒に添加することを含んでもよい。ポリマーはポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）を含んでよく、導電性粒子はカーボンブラック粒子を含んでもよい。本方法は、界面活性剤を溶媒に添加することを含んでもよい。導電性ポリマー層は、ポリマー中に均一に分布した導電性粒子を含んでもよい。導電性ポリマー層は有孔導電性ポリマー層を含んでもよい。本方法は、モールドピラーを導電性ポリマー層でコーティングすることと、その後導電性ポリマー層の一部を除去して孔を形成することとによって有孔導電性ポリマー層を形成することをさらに含んでもよい。本方法は、ドライエッチングによって導電性ポリマー層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、フォトリソグラフィによって導電性ポリマー層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、機械的研削によって導電性ポリマー層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、局所加熱によって導電性ポリマー層の一部を除去することを含んでもよい。本方法は、モールドピラーの領域にコーティングを塗布することと、コーティングされる領域に位置する孔を有して導電性ポリマー層が形成されるように、コーティングによってはじかれる溶媒を使用してモールドピラーに導電性ポリマー層を溶液流延することとによって、有孔導電性ポリマー層を形成することを含んでもよい。コーティングは極性コーティングを含んでよく、かつ溶媒は非極性溶媒を含んでよく、またはコーティングは非極性コーティングを含んでよく、かつ溶媒は極性溶媒を含んでもよい。本方法は、モールドピラーの第１の領域がモールドピラーの第２の領域よりも縦方向に高くなるように、モールドピラーを配向させることと、重力によって導電性ポリマー層が第１の領域に孔を有して形成されるように、モールドピラー上に導電性ポリマー層を溶液流延することとによって、有孔導電性ポリマー層をモールドピラー上に形成することをさらに含んでもよい。

いくつかの実施形態において、金属層を導電層上に堆積させることは、金属層を導電性ポリマー層上に電気めっきすることと、電気めっきプロセスにおいて導電性ポリマー層を電極として使用することとを含む。金属層を導電性ポリマー層上に堆積させることは、金属層を導電性ポリマー層上にスパッタリングすることを含んでもよい。金属層は、導電性ポリマー層に隣接する金属製の第１の副層と、金属製の第１の層に隣接する金属製の第２の副層とを含んでもよい。金属製の第１の副層は構造的金属を含んでよく、金属製の第２の副層は生体適合性金属を含んでよく、または、第１の金属副層は生体適合性金属を含んでよく、第２の金属副層は構造的金属を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、本方法はモールドピラーからマイクロニードルを除去することを含む。モールドピラーからマイクロニードルを除去することは、少なくとも部分的に導電性ポリマー層を溶解させることを含んでもよい。モールドピラーからマイクロニードルを除去することは、モールドピラー上に形成された犠牲層を少なくとも部分的に溶解させることを含んでもよい。犠牲層は、モールドピラーと導電性ポリマー層との間に形成されてもよい。モールドピラーからマイクロニードルを除去することにより、モールドピラーが実質的に無傷のまま残される。本方法は、再びモールドピラーを使用して第２のマイクロニードルを作製することをさらに含んでもよい。再びモールドピラーを使用して第２のマイクロニードルを作製することは、第２の導電性ポリマー層をモールドピラー上に形成することと、第２の導電性ポリマー層上に第２の金属層を堆積させて第２のマイクロニードルを得ることとを含んでもよい。再びモールドピラーを使用して第２のマイクロニードルを作製することは、第２の金属層を導電性ポリマー層上に堆積させて第２のマイクロニードルを得ることを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、本方法は、マイクロニードルにコーティングを塗布することをさらに含む。コーティングは生体適合性コーティングを含んでもよい。コーティングは、電気絶縁性コーティングを含んでもよい。本方法は、モールドピラーからマイクロニードルを除去することと、マイクロニードルの内部表面にコーティングを塗布することとをさらに含んでもよい。マイクロニードルの内部表面は、マイクロニードルがモールドピラーから除去される前にモールドピラーによって隠されている。コーティングは金属を含んでもよい。金属コーティングをマイクロニードルの内部表面に塗布することは、金属コーティングをマイクロニードルの内部表面に電気めっきすることと、電気めっきプロセスにおいてマイクロニードルを電極として使用することとを含んでもよい。コーティングは生体適合性コーティングを含んでもよい。

上述の例示的な態様および実施形態に加えて、さらなる態様および実施形態が、図面を参照し、また以下の発明を実施するための形態を研究することによって明らかになるであろう。

図１Ａ乃至図１Ｇは、集合的に例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示し、図１Ａは、その断面図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す断面図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す断面図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す断面図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す断面図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す断面図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す断面図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す概略図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す概略図である。 特定の実施形態に従った非対称に成形されたモールドピラーの概略平面図である。 特定の実施形態に従った導電層内に形成された非対称に成形された孔の概略平面図である。 例示的な実施形態に従って金属マイクロニードルを作製する方法を示す概略図である。

例示的な実施形態が、図面の参照図に図示される。本明細書に開示される実施形態および図は、限定的なものではなく例示的なものとして考慮されるべきであることを意図する。

以下の記述を通して、当業者がより完全に理解できるように具体的な詳細が記述される。しかし、不必要に本開示を不明瞭にすることを回避するために、公知の要素は示されないか、または詳細に記述されない場合がある。したがって、本明細書および図面は、限定するものではなく例示としてみなされるべきである。

本発明の一実施形態は、金属マイクロニードルを作製する方法を提供する。本方法は、モールドピラーを準備することと、導電層をモールドピラー上に形成することと、導電層上に金属層を堆積させてマイクロニードルを得ることと、モールドピラーからマイクロニードルを除去することとを含んでもよい。導電層は導電層を堆積する前に孔が開けられて、有孔金属層、したがって有孔マイクロニードルが形成されてもよい。モールドピラーはさらなる金属マイクロニードルを作製するために再使用されてもよい。

（モールドピラーの作製または別の方法による提供）
モールドピラーはマイクロマシニング（例えば、シリコンマイクロマシニング）、エンボス加工（例えば、熱エンボス加工）、リソグラフィ（例えば、ソフトリソグラフィおよび任意のリソグラフィ）、３Ｄプリント、および同等の方法、あるいはマイクロマシニング（例えば、シリコンマイクロマシニング）、エンボス加工（例えば、熱エンボス加工）、リソグラフィ（例えば、ソフトリソグラフィおよび任意のリソグラフィ）、３Ｄプリント、または同等の方法を含む任意の好適な方法によって作製されてもよい。モールドピラーは任意の好適な材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、あらかじめ作製されたマイクロニードルをモールドピラーとして使用してもよい。

モールドピラーは任意の好適な形状を有してもよく、円柱、支柱、円錐、壁等を含んでもよい。モールドピラーは、基材から離れるように延びるように作製されてもよい（または、基材から離れるように別様に延びてもよい）。基材はケイ素、ガラス、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）、石英、ポリマー、金属、セラミック、およびこれらの任意の組み合わせを含む任意の好適な材料を含んでもよい。モールドピラーは、基材が略平面状である場合、面外方向（例えば、基材の略平面状の表面に垂直な成分を少なくとも有する方向）を含む任意の方向に基材表面から延びてもよい。基材が非平面状の実施形態では、モールドピラーは、モールドピラーの位置で、基材表面に垂直な成分を少なくとも有する方向に延びてもよい。基材表面に複数のモールドピラーを含むアレイが作製されても、または別の方法で提供されてもよい。以下の記述から明らかになるように、モールドピラーのアレイの間隔および配置は、モールドピラーのアレイを使用して作製されたマイクロニードルのアレイの間隔および配置を規定してもよい。

図１Ａおよび図１Ｂは、例示的な実施形態に従うモールドピラー１１０のアレイを作製する方法を示す。フォトレジスト１０２は基材１０４の第１の表面１０４Ａに適用されてよく、マスク１０６は基材１０４の反対面１０４Ｂに適用されてもよい。基材１０４のマスクされた表面１０４Ｂは、化学線１０８に露光されてもよい。化学線１０８への露光後、フォトレジスト１０２を現像液浴に浸漬させることによって、フォトレジスト１０２の一部を溶解させ、モールドピラー１１０を残すことができる（図１Ｂ）。図１Ａおよび図１Ｂの図示した実施形態は、（露光されたフォトレジストが露光後も維持されてモールドピラー１１０を提供する場合）ネガ型フォトレジスト１０２を使用することを伴う。いくつかの実施形態において、（露光されたフォトレジストが溶解され、露光されないフォトレジストが露光後も維持されてモールドピラー１１０を提供する場合）ポジ型フォトレジストを使用してもよい。

いくつかの例示的実施形態では、ＳＵ−８ ２１５０エポキシ系ネガ型フォトレジスト（マサチューセッツ州ニュートンのＭｉｃｒｏＣｈｅｍ（登録商標）より入手）の厚さが２００μｍ〜１２００μｍ（例えば、７００μｍ）の範囲の層は、１００μｍ〜５００μｍの範囲内の厚さ（例えば、３００μｍ）を有するＰｙｒｅｘ（登録商標）ウェハを含む基材１０４の表面１０４Ａにスピンコーティングされて（または別の方法でコーティングされて）もよい。基材１０４およびフォトレジスト１０２は、６５℃で１０分間、また９５℃で２．５時間ソフトベークされてもよい。化学線に対して透過性の円形状領域（例えば、孔）１０６Ａのアレイを規定するように成形された暗視野マスク１０６を使用して、マスクされる表面１０４Ｂを覆う。いくつかの実施形態では、円形状透過性領域１０６Ａは、２０〜１２０μｍの直径（例えば、４０μｍ）を有する。いくつかの実施形態では、透過性領域１０６Ａは異なる形状（例えば、多角形）を有してもよい。いくつかの実施形態では、このような多角形状に成形された領域の縁部は、２０〜１２０μｍの範囲内のサイズ（例えば、４０μｍ）を有してもよい。

基材１０４のマスクされる表面１０４Ｂは、ＳＵ−８フォトレジストの露光される部分に架橋を形成させる化学線に露光されてもよい。いくつかの実施形態では、化学線は、紫外線を含む。特定の一例示的実施形態では、化学線は９２００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線である。露光後、基材１０４およびフォトレジスト１０２は、６５℃で５分間、また９５℃で３５分間ベークされ、次に現像液浴に５０分間入れられ、露光されてないフォトレジスト１０４を除去し、その後１７５℃で１時間ベークされてもよい。

マスク１０６の透過性領域１０６Ａを通してのフォトレジスト１０２の露光により、フォトレジスト１０２の円錐形部分を化学線に露光でき、それによって現像後、円錐形のモールドピラー１１０を形成でき、このような円錐形モールドピラー１１０は底部１１０Ｂおよび先端１１０Ａを含む。この形状は、例えば、基材１０４を通ってフォトレジスト１０２を露光させることによって設けられる（マスク１０６とフォトレジスト１０２の間の）空間のため得ることができる。円錐形モールドピラー１１０の底部１１０Ｂは、モールドピラー１１０の先端１１０Ａよりも大きい断面寸法を有してもよい。しかしながら、このことは必須ではない。いくつかの実施形態において、モールドピラー１１０は、モールドピラー１１０がその少なくとも一部（例えば、底部１１０Ｂに近い部分）が基材１０４の表面から略直角に（または法線ベクトルの方向に）延びる側壁を有し、所望により先端１１０Ａに近付くほど鋭くなってもよいように成形されてもよい。いくつかの実施形態では、モールドピラー１１０は、基材１０４の表面に対して７５〜９０度の範囲の角度を有する側壁を有してもよい。いくつかの実施形態において、モールドピラー１１０は、３：１〜１２：１の範囲のアスペクト比（すなわち、高さ（例えば、底部１１０Ｂと先端１１０Ａとの間の距離）対底部寸法（例えば、底部直径、底部１１０Ｂの最大寸法、および同等のもの、あるいは底部直径、底部１１０Ｂの最大寸法、または同等のものの比）を有してもよい。その他の実施形態では、モールドピラー１１０は、その他の側壁角度およびその他のアスペクト比を有してもよい。

以下でさらに詳しく説明するように、図示した実施形態の円錐形モールドピラー１１０を使用して、（例えば、モールドピラー１１０の底部１１０Ｂ付近の）比較的広いチャネル開口部および（例えば、円錐形モールドピラー１１０の先端１１０Ａ付近の）鋭利な先端を有するマイクロニードルを作製してもよい。円錐形モールドピラー１１０の底部１１０Ｂの直径／縁部の長さ（およびモールドピラー１１０を使用して作製されたマイクロニードルのチャネル開口部の対応する直径／縁部の長さ）は、マスク１０６の透過性領域１０６Ａの直径／縁部の長さにほぼ等しくてもよい。

いくつかの実施形態において、上にモールドピラー１１０が形成される基材１０４は、小さな片（例えば１ｃｍ×１ｃｍの片）に切断されて（または別の方法で分割されて）もよく、各片はモールドピラー１１０および複数のモールドピラー１１０のアレイ、あるいはモールドピラー１１０または複数のモールドピラー１１０のアレイを含む。

いくつかの実施形態では、モールドピラー１１０はさらに任意の好適な方法によって成形されてもよい。例えば、モールドピラー１１０の先端１１０Ａは、エッチングプロセス（例えば、ドライエッチング）を使用して（例えば、等方的に）鋭利にされてもよい。いくつかの実施形態において、モールドピラー１１０の先端１１０Ａは、例えば、図４Ａに示されるモールドピラーの先端１１０Ａの形状１１０Ｃに類似の非対称な先端形状を有するように、非対称に鋭利にされてもよい。

図１Ｃの例示的実施形態を含むいくつかの実施形態では、保護層１１２は、昇華、噴霧堆積、凝結、鋳込み、スパッタリング、回転成形、溶液流延、および同等の方法、あるいは昇華、噴霧堆積、凝結、鋳込み、スパッタリング、回転成形、溶液流延、または同等の方法を含む任意の好適な方法によってモールドピラー１１０の表面および基材１０４、あるいはモールドピラー１１０の表面または基材１０４に塗布されてもよい。このような保護層１１２は、モールドピラー１１０の強度および基材１０４へのモールドピラー１１０の結合、あるいはモールドピラー１１０の強度または基材１０４へのモールドピラー１１０の結合を強化できる。保護層１１２は、複数のセットのマイクロニードルを作成するために複数回使用されるのに十分な耐久性があるモールドピラー１１０を製造する手助けができる。保護層１１２は任意であり必須ではない。いくつかの実施形態において、モールドピラー１１０は、保護層１１２なしでもマイクロニードルを作成するために複数回使用されるのに十分耐久性があってもよい。保護層１１２は任意の好適な材料を含んでもよい。保護層１１２は、モールドピラー１１０と同一材料または異なる材料を含んでもよい。

図１Ｃは、モールドピラー１１０および基材１０４に保護層１１２をコーティングする例示的方法を示す。保護層１１２は、保護層１１２の材料を溶媒中で溶解させて溶液を形成し、その後その溶液をモールドピラー１１０および基材１０４にキャスト（例えば、溶液流延および回転成形、あるいは溶液流延または回転成形）することによって塗布されてもよい。溶媒は蒸発し、保護層１１２を残すことができる。保護層１１２は光、熱、および同等のもの、あるいは光、熱、または同等のものにより硬化されてもよい。

非限定的な特定の一実施形態において、ＳＵ−８ ３０２５（マサチューセッツ州ニュートンのＭｉｃｒｏＣｈｅｍ（登録商標）より入手）はシクロペンタノンで希釈され、６．７重量％溶液を作る。この溶液は、９５℃で２０分間、モールドピラー１１０および基材１０４、あるいはモールドピラー１１０または基材１０４にキャスト（例えば、溶液流延および回転成形、あるいは溶液流延または回転成形）され、３０μｍの保護層１１２を残すことができる。この保護層１１２は、９００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線で硬化され、９５℃で５分間、１９０℃で１時間ベークされてもよい。

（導電層のモールドピラー上における形成）
モールドピラー１１０を作製または別の方法で提供した後に、モールドピラー１１０の露光される表面は、非限定例として、昇華、噴霧堆積、凝結、鋳込み、回転成形、溶液流延、スパッタリング、および同等の方法、あるいは昇華、噴霧堆積、凝結、鋳込み、回転成形、溶液流延、スパッタリング、または同等の方法を含む任意の好適な方法によって導電層１１４でコーティングしてもよい。モールドピラー１１０が保護層１１２を有する場合、保護層１１２の露光される表面は、導電層１１４でコーティングされてもよい。いくつかの実施形態において、モールドピラー１１０または保護層１１２は、まず犠牲層（すなわち、後に溶解、融解、または別の方法で破壊されてもよい層）でコーティングされてよく、その後犠牲層の露光される表面は導電層１１４でコーティングされてもよい。いくつかの実施形態では、導電層１１４それ自体が犠牲層を提供してもよい（以下で詳述される）。

導電層１１４は任意の好適な材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、導電層１１４は、１種以上の導電性ポリマーを含む。導電性ポリマーを含む導電層１１４は、１種以上の元々または自然状態で導電性のポリマー類（例えば、ポリ（３，４−エチレン−ジオキシチオフェン））、導電性コポリマー類（例えば、ポリ（３，４−エチレン−ジオキシチオフェン）とポリ（スチレン−スルホネート）のコポリマー）、および導電性複合ポリマーマトリックスを形成する導電性粒子を含有するポリマー類を含んでもよい。非限定例として、導電性複合ポリマーマトリックスに使用してもよいポリマー類としては、以下が挙げられる。

・ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、
・ポリ（酢酸ビニル）、
・ポリアクリロニトリル、
・ポリ（塩化ビニル）、
・ポリ（塩化ビニリデン）、
・ポリエチレン（ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ）、
・ポリプロピレン、
・ポリスチレン、
・ポリテトラフルオロエチレン、
・生分解性のポリマーおよびコポリマー（例えば、ポリ（乳酸）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリホスファゼン、およびポリ無水物）、
・バイオポリマー（例えば、多糖類（例えば、キトサンおよびセルロース）、ポリペプチド、およびポリヌクレオチド）、および／または
・同等のもの
導電性複合ポリマーマトリックスに使用してもよい導電性粒子としては、カーボンブラック（ＣＢ）粒子、金属粒子（例えば、銀ナノ粒子）、金属酸化物粒子、導電性ポリマーを含む粒子、および同等のもの、あるいはカーボンブラック（ＣＢ）粒子、金属粒子（例えば、銀ナノ粒子）、金属酸化物粒子、導電性ポリマーを含む粒子、または同等のものが挙げられる。いくつかの実施形態では、導電層１１４は１種以上の好適な金属またはそれらの合金を含んでもよい。

図１Ｄは、１つまたは複数のモールドピラー１１０を導電層１１４でコーティングする例示的方法を示す。図示した実施形態では、モールドピラー１１０は保護層１１２を含み、（上述のように）これは必須ではないが、導電層１１４は、保護層１１２なしのモールドピラー１１０に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、導電層１１４は溶液流延される。導電層１１４は、最初に導電層１１４の材料を溶媒に溶解させて溶液を作り、その後その溶液をモールドピラー１１０に（例えば、図示した実施形態の場合には保護層１１２に）キャストすることによって塗布されてもよい。溶媒は蒸発されて、導電層１１４をモールドピラー１１０に残すことができる。図１Ｄの実施形態では、モールドピラー１１０は、モールドピラー１１０が基材１０４から離れるように、重力とは反対の方向に延びるように配向され、すなわち、モールドピラー１１０の先端１１０Ａは基材１０４上方に位置する。重力によって、導電層溶液は、先端１１０Ａでは比較的薄い膜を、底部１１０Ｂ付近では比較的厚い層を形成する。したがって、いくつかの実施形態では、導電層１１４は先端１１０Ａでは比較的薄いかまたはなくてもよい。溶液流延パラメーター（例えば、濃度、温度、露点、蒸発速度、湿度等）を調節して、導電層１１４の厚さ（例えば、モールドピラー１１０の先端１１０Ａと底部１１０Ｂとの間の導電層１１４の厚さ）を制御できる。

いくつかの例示的実施形態では、導電層１１４は、主な粒径が約１５０ｎｍのカーボンブラック（ＣＢ、マサチューセッツ州ボストンのＣａｂｏｔ（登録商標）コーポレーションより入手したＶＵＬＣＡＮ（登録商標） ＸＣ７２Ｒ）が入った、分子量２５ｋＤａのＰＭＭＡ（ペンシルベニア州ウォリントンのＰｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ（登録商標）より入手）を含んでもよい。ＰＭＭＡ／ＣＢ溶液／懸濁液は、ＰＭＭＡ０．３グラムおよびＣＢ０．１３５グラムを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を含むキャリア流体に添加することによって調製されてもよい。いくつかの実施形態では、その他の好適なキャリア流体を使用してもよい。非限定例として、好適なキャリア流体としては、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１−オクタノールを含むより長鎖のアルコール類、および同等のもの、あるいはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１−オクタノールを含むより長鎖のアルコール類、または同等のものを挙げてもよい。

０．０１５グラムのドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ、オンタリオ州オークビルのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（登録商標）より入手）を含む界面活性剤を、導電性ポリマー溶液／懸濁液に添加してもよい。溶液／懸濁液を３０分間超音波浴内に入れてもよい。得られた流体は、９重量％の固体濃度を有してよく、その全固形分含有量のうち３０％をＣＢが占める。この流体はモールドピラー１１０（例えば、図示した実施形態の場合、保護層１１２に）および基材１０４に塗布されて、蒸発させられ、ＰＭＭＡおよびＣＢのポリマーマトリックスを含む導電層を残すことができる。

界面活性剤は、ＣＢ粒子クラスタの形成を防止するのを補助することができ、したがって、溶液／懸濁液中のＣＢ粒子の比較的均一な分布がもたらされ得る。溶液／懸濁液中のＣＢ粒子が均一な懸濁液により、材料がモールドピラー１１０および基材１０４にキャストされると、ＰＭＭＡポリマーマトリックス中のＣＢ粒子の均一な分布がもたらされ得る。ＰＭＭＡポリマーマトリックス中のＣＢ粒子の均一な分布により、均一な導電性を有する導電層１１４を得ることができる。以下により詳細に説明するように、この導電層１１４の均一な電導率により、今度は電気めっきによる導電層１１４への均一な金属層１１８の堆積を容易にすることができる。

任意の好適な界面活性剤が導電性ポリマー溶液／懸濁液に使用されてもよい。非限定例として、好適な界面活性剤は以下を含んでもよい。
・以下を含む非イオン性界面活性剤：
○ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）、
○グルコシドアリルエーテル（ラウリルグルコシド）、
○ソルビタンアルキルエステル（ｓｐａｎ）、
○ポリエチレングリコールのコポリマー類、
○ポリプロピレングリコール（ポロキサマー）、および／もしくは
○同等のもの
・以下を含むアニオン性界面活性剤：
○ドデシル硫酸ナトリウム、
○ラウリル硫酸アンモニウム、
○ラウリル硫酸ナトリウム、
○アルキル−アリールエーテルホスフェート、
○アルキルエーテルホスフェート、
○ジオクチルナトリウムスルホスクシネート
○パーフルオロオクタンスルホネート、および／もしくは
○同等のもの
・以下を含むカチオン性界面活性剤：
○セチルトリメチルアンモニウムブロミド、
○塩化セチルピリジニウム、および
○ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、および／もしくは
○同等のもの、ならびに
・以下を含む双極性界面活性剤：
○レシチン（ホスファチジルコリン）、
○ＣＨＡＰＳ（３−［（３−コラミドプロピル）ジメチルアンモニオ］−１−プ○ロパンスルホネート）、および／もしくは
○同等のもの、ならびに／または
・同等のもの
いくつかの実施形態において、導電層１１４を塗布する前に、物質をモールドピラー１１０および基材１０４、あるいはモールドピラー１１０または基材１０４（または、存在する場合、保護層１１２または犠牲層）に塗布して、表面付着性を改善してもよい。例えば、特定の一例示的実施形態において、２０μｌのヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ、オンタリオ州オークビルＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（登録商標）より入手）をモールドピラー１１０（例えば、図示した実施形態の場合、保護層１１２に）および基材１０４に室温で塗布してもよい。次いで、４０μｌの９重量％ＰＭＭＡ／ＣＢ混合物をモールドピラー１１０および基材１０４に堆積させて、その後８０℃で３時間ベークし、ＮＭＰを蒸発させ、ＰＭＭＡ／ＣＢ混合物を完全に乾燥させてもよい。ＰＭＭＡ／ＣＢの得られた層は基材１０４において１００μｍ厚であってよく、モールドピラー１１０の先端１１０Ａに向かうにつれて厚さが徐々に減少してもよい。

いくつかの実施形態では、導電層１１４は孔を開けられて、有孔導電層１１４Ａを提供してもよい。本明細書においては、用語「導電層１１４」の使用は、その文脈が指示する場合、有孔導電層１１４Ａを含んでもよい（が、必ずしも含まなくてもよい）。有孔導電層１１４Ａを使用して、中空マイクロニードル（すなわち、マイクロニードルを通る孔を有するマイクロニードル）を作製することができる。中実の（すなわち、孔が開いてない）導電層１１４を使用して、中実の（すなわち、孔が開いてない）マイクロニードルを作製してもよい。

任意の好適な方法を使用して、有孔導電層１１４Ａを通る１つまたは複数の孔１１７を有するかまたは規定する有孔導電層１１４Ａを形成してもよい。任意の好適な方法を使用して、有孔導電層１１４Ａを提供するために既に形成されている導電層１１４に１つまたは複数の孔１１７を作成または形成してもよい。

有孔導電層１１４Ａを通る孔１１７は、有孔導電層１１４Ａのどの位置にあってもよい。いくつかの実施形態では、孔１１７は、有孔導電層１１４Ａのモールドピラー１１０に対応する領域に位置する。例えば、孔１１７は有孔導電層１１４Ａを通って延び、モールドピラー１１０の表面を露出させてもよく、または、モールドピラー１１０間の領域とは対照的な、有孔導電層１１４Ａのモールドピラー１１０に対応する（例えば、覆う）領域を通って延びてもよい。いくつかの実施形態では、孔１１７はモールドピラー１１０の先端１１０Ａに位置してもよい。いくつかの実施形態では、孔１１７はモールドピラー１１０の先端１１０Ａで対称に成形されてもよい。いくつかの実施形態では、孔１１７は、図４Ｂに示す方法と同様にしてモールドピラー１１０の先端１１０Ａにて非対称に成形されてもよい。

いくつかの実施形態において、好適なエッチング技術を使用して既に形成されている導電層１１４に孔１１７を形成して、有孔導電層１１４Ａを提供してもよい。好適なエッチング技術は、化学エッチング、物理エッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、および同等のもの、あるいは化学エッチング、物理エッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、または同等のものを含んでもよい。いくつかの実施形態において、レーザーアブレーションを使用して既に形成されている導電層１１４に孔１１７を形成して、有孔導電層１１４Ａを提供してもよい。

図１Ｅは、モールドピラー１１０の先端１１０Ａから導電層１１４を除去して、導電層１１４のモールドピラー１１０に（より詳細には、モールドピラー１１０の先端１１０Ａに）対応する領域を通って延びる孔１１７を形成することにより、有孔導電層１１４Ａを提供する、例示的方法を示す。導電層１１４は、図１Ｅの矢印により示されるおよその方向でイオン１１６で衝突されてもよい。孔１１７が形成されて、モールドピラー１１０の先端１１０Ａ（または先端１１０Ａを覆う保護層１１２の部分）が露出されることにより有孔導電層１１４Ａが提供されるまで、イオン１１６によって導電層１１４を摩滅させてもよい。エッチングプロセスによって先端１１０Ａは、モールドピラー１１０の他の部分よりも高い温度を有してもよい。モールドピラー１１０は不十分な熱伝導率を有してよく、これが温度差の一因となり得る。先端１１０Ａの温度が高いほど、モールドピラー１１０の他の部分と比較して先端１１０Ａにおけるエッチング速度は大きくなり得る。

いくつかの実施形態において、導電層１１４の、モールドピラー１１０の先端１１０Ａを覆う部分（または導電層１１４のモールドピラー１１０を覆う他の部分）を、プラズマエッチングによって除去して孔１１７を作ることによって、有孔導電層１１４Ａを提供してもよい。非限定例として、プラズマは、Ｏ_２／ＣＦ_４を含んでもよい（Ｏ_２流量：８０ｓｃｃｍ、ＣＦ_４流量：２０ｓｃｃｍ、圧力：５００ｍＴｏｒｒ（約６６．６Ｐａ）、温度：２５℃、出力：２００Ｗ）。プラズマは、適切な時間（例えば、２００秒）、または導電層１１４がモールドピラー１１０の先端１１０Ａから除去されて孔１１７を開けることによって有孔導電層１１４Ａを提供するまで、適用されてもよい。

いくつかの実施形態において、機械的研削、レーザーマイクロマシニング、または局所加熱によって、導電層１１４の一部を除去して孔１１７を開けて（したがって、有孔導電層１１４Ａを提供して）よい。

いくつかの実施形態において、導電層１１４は、光パターン化可能ポリマーを含んでよく、フォトリソグラフィによって導電層１１４の一部を除去して孔１１７を形成することによって、有孔導電層１１４Ａを提供してもよい。

いくつかの実施形態において、導電層１１４は、溶液流延を使用して塗布されてよく、溶液が蒸発したときにモールドピラー１１０の一部が導電層１１４でコーティングされないように、すなわち、導電層１１４がモールドピラー１１０に塗布されるときに導電層１１４を通る孔１１７が形成されることによって、有孔導電層１１４Ａを提供するように、さまざまな溶液流延パラメーター（例えば、濃度、温度、露点、蒸発速度、湿度等）が調節されてもよい。例えば、導電層１１４がモールドピラー１１０の先端１１０Ａに対応する領域に形成されず、したがって、先端１１０Ａ近傍の導電層１１４を通る孔１１７を提供することによって有孔導電層１１４Ａを提供するように、導電層１１４を塗布するために使用される導電性ポリマー溶液中のポリマーまたは界面活性剤の濃度が調節されてもよい。

いくつかの実施形態において、モールドピラー１１０の表面の一部は、その濡れ挙動を変化させるように化学的または物理的に改質されてもよいため、溶液流延される導電層１１４は孔１１７を有して形成され、それによって有孔導電層１１４Ａを提供してもよい。例えば、導電層１１４が極性溶媒を使用して溶液流延される場合、非極性コーティング（図示せず）がモールドピラー１１０の先端１１０Ａ（または、孔１１７を提供することが望まれるモールドピラー１１０の他の領域）に塗布されてもよいため、導電層１１４は、非極性コーティングでコーティングされるモールドピラー１１０の領域（例えば、先端１１０Ａ）を濡らさない（またはこれに付着しない）。例えば、導電層１１４が非極性溶媒を使用して溶液流延される場合、極性コーティング（図示せず）がモールドピラー１１０の先端１１０Ａ（または、孔１１７を提供することが望まれるモールドピラー１１０の他の領域）に塗布されてもよいため、導電層１１４は、極性コーティングでコーティングされるモールドピラー１１０の領域（例えば、先端１１０Ａ）を濡らさない（またはこれに付着しない）。

導電層１１４が水性溶媒を使用して溶液流延により塗布されるいくつかの実施形態では、疎水性ナノ粒子がモールドピラー１１０の先端１１０Ａ（または、孔１１７を提供することが望まれるモールドピラー１１０の他の領域）に堆積されてよく、その後導電層１１４をモールドピラー１１０に塗布する。非限定的な例として、ポリ（エチレン−コ−テトラフルオロエチレン）、ポリ（クロロトリフルオロ−エチレン）、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、および同等のもの、あるいはポリ（エチレン−コ−テトラフルオロエチレン）、ポリ（クロロトリフルオロ−エチレン）、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、または同等のものを含む好適な任意の種類の疎水性物質を使用してもよい。疎水性ナノ粒子を堆積する前に、モールドピラー１１０の先端１１０Ａは、ＳＵ−８の薄膜でコーティングされてよく、これによって疎水性ナノ粒子が先端１１０Ａに付着するのを補助してもよい。ＳＵ−８は例えば、スタンピングにより塗布されてもよい。

例示的な一実施形態において、乾燥した３００ｎｍ直径のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ナノ粒子粉末を、１：５０の重量比でエタノールと混合して、懸濁液を形成してもよい。懸濁液はエアブラシを使用してスタンプに堆積されてもよい。スタンプは、標準的なソフトリソグラフィを使用して作製される、柔らかいポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の片を備えてもよい。エアブラシの懸濁液および空気流量およびエアブラシとスタンプとの間の距離を調節することによって、確実にエアブラシにより排出される霧化された液滴がスタンプに到達したときに蒸発できる。コーティングされたモールドピラー１１０は１００℃で２分間ベークされ、その後、スタンプとモールドピラーの先端との間を１０秒間均一に接触させてもよい。

導電層１１４が非極性溶媒を使用して溶液流延により塗布されるいくつかの実施形態では、疎油性ナノ粒子がモールドピラー１１０の先端１１０Ａ（または、孔１１７を提供することが望まれるモールドピラー１１０の他の領域）に堆積されてよく、その後導電層１１４がモールドピラー１１０に塗布されることにより、類似のプロセスで有孔導電層１１４の形成を促すことができると理解されよう。

（マイクロニードルを提供するための導電層への金属層の堆積）
１つまたは複数の金属層１１８を、電気めっき、スパッタリングおよび同等の方法、あるいは電気めっき、スパッタリングまたは同等の方法を含む任意の好適な方法を使用して導電層１１４に堆積させてもよい。現在好ましい実施形態では、１つまたは複数の金属層１１８は、電気めっき技術を使用して有孔導電層１１４Ａに塗布され、これにより１つまたは複数の対応する有孔金属層１１８Ａを形成する。本明細書においては、用語「金属層１１８」の使用は、その文脈が指示する場合、有孔金属層１１８Ａを含んでもよい（が、必ずしも含まなくてもよい）。金属層１１８は、非限定的な例として、コバルト、ニッケル、クロム、マンガン、鉄、金、銅、鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、水銀、レニウム、チタン、ニオビウム、タンタル、オスミウム、イリジウム、プラチナ、これらの組み合わせ、および同等のもの、あるいはコバルト、ニッケル、クロム、マンガン、鉄、金、銅、鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、水銀、レニウム、チタン、ニオビウム、タンタル、オスミウム、イリジウム、プラチナ、これらの組み合わせ、または同等のものを含む任意の好適な金属を含んでもよい。金属層１１８は、これから作製されるマイクロニードル１２０に望ましい構造強度を付与することができる。

いくつかの実施形態では、複数の金属層１１８は導電層１１４に堆積されてもよい。いくつかの実施形態において、金属Ａ、Ｂ、およびＣは順次堆積されてもよいため、金属ＡおよびＣだけが完成したマイクロニードルでは露出することになる（マイクロニードルがモールドピラー１１０から除去されるときに、導電層１１４が部分的にまたは完全に除去される場合）。被覆された金属Ｂは構造的金属であってよく、例えば、ニッケルを含んでもよい。露出される金属ＡおよびＣは生体適合性金属を含んでもよい。露出される金属ＡおよびＣは、互いに同じであっても、または異なっていてもよい。生体適合性金属の非限定的な例としては、金、プラチナ、チタン、ＣｏＣｒ、３１６Ｌステンレス鋼、コバルト−クロム、チタン、酸化物薄膜による不動態化に頼るチタンベースのインプラント用合金、これらの合金、および同等のもの、あるいは金、プラチナ、チタン、ＣｏＣｒ、３１６Ｌステンレス鋼、コバルト−クロム、チタン、酸化物薄膜による不動態化に頼るチタンベースのインプラント用合金、これらの合金、または同等のものが挙げられる。

図１Ｆは、電気めっきによって導電層１１４を金属層１１８でコーティングする例示的方法を示す。より詳細には、図１Ｆは、金属層１１８を有孔導電層１１４Ａに電気めっきして、有孔金属層１１８Ａを得る方法を示す。導電層１１４は、金属イオンを含有する溶液１１６に入れてもよい。導電層１１４は溶液１１６中の２つの電極のうちの１つとして接続されてもよい。電極間に電圧を印加してよく、溶液１１６中の金属イオンを導電層１１４に電気めっきしてよく、これにより金属層１１８を形成する。導電層１１４が孔１１７を有する場合（図示した実施形態の有孔導電層１１４Ａの場合のように）、金属イオンは孔１１７またはその中に堆積されず、それにより孔１１７を有する有孔金属層１１８Ａを形成する。前述のように、図１Ｆの実施形態では、有孔導電層１１４Ａがモールドピラー１１０の先端１１０Ａにて孔１１７を有し、したがって、図１Ｆの電気めっきプロセスにより、有孔金属層１１８Ａを形成し、有孔金属層１１８Ａはモールドピラー１１０の先端１１０Ａにて孔１１７を有して形成される。金属層１１８はマイクロニードル１２０のアレイを提供してもよい。

一実施形態では、導電層１１４を電気めっき溶液に入れてもよい。電気めっき溶液は、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、およびホウ酸を含んでもよい。導電層１１４は、純ニッケルアノードに平行かつ２．５ｃｍ離して位置付けられてもよい。導電層１１４はカソードとして作用してよく、好適な電気結線（例えば、ワイヤ）によって電源に接続されてもよい。導電層１１４は電気結線よりも低い電導率を有してよく、電気結線は、電気結線にニッケルが蓄積するのを防止するために大部分が溶液から出されたままでもよい。電源は、１５０分間２ｍＡの定電流を提供してもよい。このことにより、ニッケルの金属層１１８が導電層１１４上に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、金属層１１８は、１０〜２００μｍの範囲内の厚さ（例えば、７０μｍ）を有する。その他の実施形態では、金属層１１８は、より広い厚さ範囲を有してもよい。

一実施形態では、０．２ｍｍ直径の白金線（マサチューセッツ州ワードヒルのＡｌｆａ Ａｅｓａｒ（登録商標）より入手）をアノードとして使用してもよい。その他の実施形態では、その他の好適な材料から作製されたワイヤをアノードとして使用してもよい。Ｋｅｎｗｏｏｄ（登録商標）ＰＲ１８−１．２Ａ電源（メリーランド州ボルチモアのＤａｖｉｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（登録商標）より入手）を使用して、第１の金属層を導電層上に電気めっきしてもよい。次いで、ｐＨ７のリン酸緩衝液、０．１７ＭのＨ_３ＰＯ_４、０．０７ＭのＫＨ_２ＰＯ_４、および０．０７ＭのＫＡｕ（ＣＮ）_２を含む溶液を使用して、金の層を第１の金属層上に電気めっきしてもよい。金は５分間、１０２Ａ／ｍ^２の電流密度で電気めっきされてもよい。金の層の最終的厚さは０．０５〜１０μｍの範囲内（例えば、３μｍ）であってもよい。

（マイクロニードルのモールドピラーからの除去）
金属層１１８により提供されるマイクロニードル１２０は任意の好適な方法によってモールドピラー１１０から除去されてもよい。非限定例としては、
・モールドピラー１１０は、金属層１１８（およびマイクロニードル１２０）がモールドピラー１１０から除去できるまで、少なくとも部分的に溶解されるか、または別の方法で消耗されてもよい。

・導電層１１４は、金属層１１８（およびマイクロニードル１２０）がモールドピラー１１０から除去できるまで、少なくとも部分的に溶解されるか、または別の方法で消耗されてもよい。

・導電層１１４は金属層１１８との表面結合が弱くてもよいことにより、金属層１１８（およびマイクロニードル１２０）がモールドピラー１１０から機械的に除去できる。
・導電層１１４は、金属層１１８（およびマイクロニードル１２０）が機械的に除去できるまで、熱処理によって軟化されるか、または融解されてもよい。

・犠牲層はモールドピラー１１０と導電層１１４との間に形成されてもよい：
○マイクロニードル１２０（金属層１１８と、導電層１１４の可能であれば一部またはすべてを含む）をモールドピラー１１０から除去できるように、犠牲層は少なくとも部分的に溶解され、消耗され、または破壊されてもよい。

○マイクロニードル１２０（金属層１１８と、導電層１１４の可能であれば一部またはすべてを含む）のモールドピラー１１０からの機械的除去が可能なように、犠牲層は導電層１４４と弱く表面結合してもよい。

○マイクロニードル１２０（金属層１１８と、導電層１１４の可能であれば一部またはすべてを含む）をモールドピラー１１０から除去するために、犠牲層は熱処理によって少なくとも軟化されるか、または融解されてもよい、および／または
・同等の方法
犠牲層は導電性であっても非導電性であってもよい。犠牲層は二酸化ケイ素、窒化ケイ素、シリコンゲルマニウム、およびポリシリコンを含む任意の好適な材料から作成されてもよい。昇華、噴霧堆積、化学気相成長、凝結、鋳込み、溶液流延、スパッタリング、および同等の方法、あるいは昇華、噴霧堆積、化学気相成長、凝結、鋳込み、溶液流延、スパッタリング、または同等の方法を含む任意の好適な方法によって犠牲層が堆積されてもよい。

マイクロニードル１２０が除去された後にモールドピラー１１０が無傷（または実質的に無傷）のまま残される実施形態では、モールドピラー１１０はさらなるマイクロニードルを作製するために再使用されてもよい。

有孔導電層１１４Ａが使用され、対応する有孔金属層１１８Ａがこの有孔導電層の上に形成される場合、除去されたマイクロニードル１２０は、中空の（または有孔）マイクロニードル１２０（例えば、マイクロニードル１２０を通って流体が移動できるマイクロニードル１２０）を含んでもよい。孔のない導電層１１４が使用された場合は、除去されるマイクロニードル１２０が孔のないマイクロニードルを含んでもよい。いくつかの実施形態では、孔のないマイクロニードル１２０はモールドピラー１１０に付着したままでよく、使用前にモールドピラー１１０から除去しなくてもよい。

図１Ｇは、マイクロニードル１２０のアレイをモールドピラー１１０から除去する例示的方法を示す。図１Ｇでは、導電層１１４は、マイクロニードル１２０をモールドピラー１１０から除去するために少なくとも部分的に破壊される犠牲層を含む。導電層１１４は、好適な溶媒（例えば、図１Ｄのステップで導電層１１４を溶液流延するために使用されたものと同じ溶媒）を使用して少なくとも部分的に溶解されてもよい。導電層１１４が部分的に溶解されると、マイクロニードル１２０のアレイはモールドピラー１１０から除去できる。マイクロニードル１２０は有孔（または、いわゆる中空）マイクロニードル１２０を含んでもよい。図１Ｇに示すように、マイクロニードル１２０はルーメン１２０Ａ（モールドピラー１１０の底部１１０Ｂに形成される）、孔／ノズル１２０Ｂ（モールドピラー１１０の先端１１０Ａに形成される）、外部表面１２０Ｃ、および内部表面１２０Ｄを含んでもよい。

いくつかの実施形態において、マイクロニードル１２０のアレイは、６０分間、または導電層１１４が十分に溶解してマイクロニードル１２０のアレイが除去されるまで、ＮＭＰの超音波浴に導電層１１４を入れることによって、モールドピラー１１０から除去されてもよい。

マイクロニードル１２０は、（例えば、いかなる残存する導電層１１４をも除去するために）その外部表面１２０Ｃおよび内部表面１２０Ｄ、あるいはその外部表面１２０Ｃまたは内部表面１２０Ｄが清浄にされてもよい。マイクロニードル１２０は、ポリマーコーティングおよび金属コーティング、あるいはポリマーコーティングまたは金属コーティングを含む任意の好適なコーティングでその外部表面１２０Ｃおよび内部表面１２０Ｄ、あるいはその外部表面１２０Ｃまたは内部表面１２０Ｄがコーティングされてもよい。このようなコーティングは、非限定的な例として、電気めっき、スパッタリング、蒸着、化学気相成長、および同等の方法、あるいは電気めっき、スパッタリング、蒸着、化学気相成長、または同等の方法を含む任意の好適な方法によって塗布されてもよい。このようなコーティングは、マイクロニードル１２０がモールドピラー１１０から除去される前または後において塗布されてもよい。このようなコーティングにより、マイクロニードル１２０の表面特性を変化させてもよい。例えば、このようなコーティングによって、マイクロニードル１２０の表面を、疎水性、親水性、生体適合性、電気絶縁性、および同等の性質、あるいは疎水性、親水性、生体適合性、電気絶縁性、または同等の性質にしてもよい。生体適合性コーティングは、マイクロニードル１２０が皮膚を穿刺するかまたは別の方法でヒトもしくはその他の動物の体内で使用される用途で有用であり得る。生体適合性金属の非限定的な例としては、金、プラチナ、チタン、ＣＯＣＲ、３１６Ｌステンレス鋼、コバルト−クロム、チタン、酸化物薄膜による不動態化に頼るチタンベースのインプラント用合金、これらの合金、および同等のもの、あるいは金、プラチナ、チタン、ＣＯＣＲ、３１６Ｌステンレス鋼、コバルト−クロム、チタン、酸化物薄膜による不動態化に頼るチタンベースのインプラント用合金、これらの合金、または同等のものが挙げられる。ポリ（メチルメタクリレート）等の非金属生体適合性コーティングもまた使用され得る。例えば、マイクロニードル１２０が電気化学的センサの一部として使用される場合は、電気絶縁性コーティングが有益であり得る。電気絶縁性コーティングは、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ（ラクチド−コ−グリコリド）、および同等のもの、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ（ラクチド−コ−グリコリド）、または同等のものを含む任意の好適な材料を含んでもよい。

上述のように、金属層１１８により、金属層１１８から作製されるマイクロニードル１２０に構造強度を提供する。いくつかの実施形態では、マイクロニードル１２０はヒトの皮膚を穿孔するのに十分なほど強くてもよい。プロトタイプのマイクロニードル１２０のアレイは、図１Ａ〜図１Ｇに図示される例示的な方法を用いて作製された。プロトタイプのマイクロニードル１２０のアレイは、一連の機械的圧縮試験を受け、これらの試験の結果は文献データと比較された。垂直圧縮荷重が、５μｍ／秒の一定速度でプロトタイプのマイクロニードル１２０のアレイに加えられた。破壊荷重の分析のために力対変位のデータを得た。各圧縮試験の後に、マイクロニードル１２０は目視検査され、マイクロニードルのシャフトが座屈しているかどうか、またはマイクロニードルの先端がつぶれているかどうか調べた。

５回の圧縮試験が行われ、平均破壊荷重は４．２プラスマイナス０．６１Ｎであった。（機械的圧縮試験を受けるプロトタイプのマイクロニードル１２０と同様に）先端直径が５０μｍ未満のマイクロニードル１２０では、マイクロニードル１２０のヒトの皮膚への貫入に伴う典型的な力は十分に１Ｎを下回る。プロトタイプのマイクロニードルの破壊荷重は十分に１Ｎを上回るため、プロトタイプのマイクロニードルは破損することなくヒトの皮膚に挿入されるだけの十分な強度がある。

図２は、例示的な実施形態に従って金属マイクロニードル１２０を作製する方法２００の概略図である。方法２００は、モールドピラー１１０を作製するかまたは別の方法で提供することを含むブロック２０２から始まる。ブロック２０２のモールドピラー１１０は、（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃ、あるいは図１Ａ、図１Ｂ、または図１Ｃの記述を含む）モールドピラー１１０の提供に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いて作製または別の方法で提供されてもよい。ブロック２０２のモールドピラー１１０は保護層１１２を含んでよく、保護層１１２はモールドピラー１１０の一部と考えてもよい。

方法２００は次いで、有孔導電層１１４Ａをブロック２０２のモールドピラー１１０上に形成することを含むブロック２０４に進む。有孔導電層１１４Ａの形成は、（例えば、図１Ｄおよび図１Ｅ、あるいは図１Ｄまたは図１Ｅの記述を含む）有孔導電層１１４Ａの形成に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いることを含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、有孔導電層１１４Ａは、導電性ポリマーを含み、ブロック２０４において導電性ポリマーは溶液流延により塗布されてもよい。上述したように、導電層１１４がブロック２０２のモールドピラー１１０に塗布されて有孔導電層１１４Ａを提供するとき、または導電層１１４がブロック２０２のモールドピラー１１０に塗布されて有孔導電層１１４Ａを提供した後に、孔１１７が導電層１１４に形成されてもよい。

方法２００は次いで、金属層１１８をブロック２０４の有孔導電層１１４Ａ上に堆積させることを含むブロック２０６に進む。ブロック２０６において金属層１１８を堆積させることは、（例えば、図１Ｆの記述を含む）金属層１１８の堆積に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いることを含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、金属層１１８は電気めっき技術を用いて導電層１１４に塗布される。導電層１１４が有孔導電層１１４Ａを含む場合、電気めっきにより、対応する有孔金属層１１８Ａを堆積させる。いくつかの実施形態では、ブロック２０６は複数の金属層１１８を堆積させることを含む。

方法２００は、マイクロニードル１２０をモールドピラー１１０から除去することを伴う任意のブロック２０８を含んでもよい。任意のブロック２０８のマイクロニードル１２０の除去は、（例えば、図１Ｇの記述を含む）マイクロニードル１２０のモールドピラー１１０からの除去に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、有孔導電層１１４Ａを提供するために使用される導電性ポリマーは少なくとも部分的に溶解されて、ブロック２０８にてマイクロニードル１２０をモールドピラー１１０から除去できる。

図３は、例示的な実施形態に従って金属マイクロニードル１２０を作製する方法３００を示す概略図である。方法３００は、モールドピラー１１０を作製するかまたは別の方法で提供することを含むブロック３０２から始まる。ブロック３０２は、上述の方法２００のブロック２０２と類似していてもよい。ブロック３０２のモールドピラー１１０は導電層１１４を含んでよく、ブロック３０２は、（例えば、図１Ｄおよび図１Ｅ、あるいは図１Ｄまたは図１Ｅの記述を含む）導電層１１４の形成に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせに従って、モールドピラー１１０に導電層１１４を形成することを含んでもよい。

いくつかの実施形態において、方法３００は、導電層１１４をブロック３０２のモールドピラー１１０上に形成することを含む任意のブロック３０３を含む。ブロック３０３における導電層１１４の形成は、（例えば、図１Ｄおよび図１Ｅ、あるいは図１Ｄまたは図１Ｅの記述を含む）導電層１１４の形成に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いることを含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、導電層１１４は、導電性ポリマーを含み、ブロック３０３において導電性ポリマーは溶液流延により塗布されてもよい。上述したように、導電層１１４がブロック３０２のモールドピラー１１０に塗布されて有孔導電層１１４Ａを提供するとき、または導電層１１４がブロック３０２のモールドピラー１１０に塗布されて有孔導電層１１４Ａを提供した後に、孔１１７が導電層１１４に形成されてもよい。

方法３００は次いで、金属層１１８をブロック３０２のモールドピラー１１０およびブロック３０３の導電層１１４上、あるいはブロック３０２のモールドピラー１１０またはブロック３０３の導電層１１４上に堆積させることを含むブロック３０４に進む。ブロック３０４において金属層１１８を堆積させることは、（例えば、図１Ｆの記述を含む）金属層１１８の堆積に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いることを含んでもよい。ブロック３０２のモールドピラーが導電層１１４を含むいくつかの例示的実施形態では、金属層１１８は電気めっき技術を使用してブロック３０２のモールドピラーに塗布されてもよい。ブロック３０２のモールドピラー１１０が有孔導電層１１４Ａを含む場合、電気めっきにより、対応する有孔金属層１１８Ａを堆積させる。いくつかの実施形態では、ブロック３０４は複数の金属層１１８を堆積させることを含む。

方法３００は次いで、マイクロニードル１２０をモールドピラー１１０から除去することを含むブロック３０６に進む。ブロック３０６におけるマイクロニードル１２０の除去は、（例えば、図１Ｇの記述を含む）マイクロニードル１２０のモールドピラー１１０からの除去に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、導電層１１４をブロック１１０のモールドピラーに提供するために使用される導電性ポリマーは少なくとも部分的に溶解されて、ブロック３０６でマイクロニードル１２０をモールドピラー１１０から除去できる。

方法３００は次いで、第２の金属層１１８をブロック３０２のモールドピラー上に堆積させて第２のマイクロニードルを提供することを含むブロック３０８に進む。ブロック３０８は、ブロック３０２のモールドの少なくとも一部を使用することを含んでもよい。ブロック３０８は任意で、導電層１１４をブロック３０２のモールドピラー１１０（および可能であればブロック３０３の導電層１１４のいかなる残留物）上に形成することを含んでもよい。このような導電層の形成は、（例えば、図１Ｄおよび図１Ｅ、あるいは図１Ｄまたは図１Ｅの記述を含む）導電層１１４の形成に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いることを含んでもよい。ブロック３０８において第２の金属層をモールドピラー上に塗布することは、（例えば、図１Ｆの記述を含む）金属層１１８の堆積に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いることを含んでもよい。

図５は、例示的な実施形態に従って金属マイクロニードル１２０を作製する方法４００を示す概略図である。方法４００は、モールドピラー１１０を作製するかまたは別の方法で提供することを含むブロック４０２から始まる。ブロック４０２は、上述の方法２００のブロック２０２と類似していてもよい。

方法４００は次いで、導電性ポリマーを含む導電層１１４をブロック４０２のモールドピラー１１０上に形成することを含むブロック４０４に進む。ブロック４０４における導電層１１４の形成は、（例えば、図１Ｄおよび図１Ｅ、あるいは図１Ｄまたは図１Ｅの記述を含む）導電層１１４が導電性ポリマーを含む導電層１１４の形成に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いることを含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、導電層１１４はブロック４０４において溶液流延によって塗布されてもよい。上述したように、導電層１１４がブロック４０２のモールドピラー１１０に塗布されて有孔導電層１１４Ａを提供するとき、または導電層１１４がブロック４０２のモールドピラー１１０に塗布されて有孔導電層１１４Ａを提供した後に、孔１１７が導電層１１４に形成されてもよい。

方法４００は次いで、金属層１１８をブロック４０４の導電性ポリマー層１１４上に堆積させることを含むブロック４０６に進む。ブロック４０６において金属層１１８を堆積させることは、（例えば、図１Ｆの記述を含む）金属層１１８の堆積に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを用いることを含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、金属層１１８は電気めっき技術を使用してブロック４０４の導電性ポリマー層１１４に塗布されてもよい。ブロック４０４の導電性ポリマー層１１４が有孔導電性ポリマー層１１４Ａを含む場合、電気めっきにより、対応する有孔金属層１１８Ａを堆積させる。いくつかの実施形態では、ブロック４０６は複数の金属層１１８を堆積させることを含む。

いくつかの実施形態において、方法４００は、マイクロニードル１２０をモールドピラー１１０から除去することを含む任意のブロック４０８を含む。ブロック４０８におけるマイクロニードル１２０の除去は、（例えば、図１Ｇの記述を含む）マイクロニードル１２０のモールドピラー１１０からの除去に関連して上述される特徴のいずれか、特徴の組み合わせ、または特徴の部分的な組み合わせを含んでもよい。いくつかの例示的実施形態では、導電層１１４をブロック１１０のモールドピラーに提供するために使用される導電性ポリマーは少なくとも部分的に溶解されて、ブロック４０８でマイクロニードル１２０をモールドピラー１１０から除去できる。

（用途１：送達デバイス）
マイクロニードル１２０は、ヒトもしくは動物の組織、または植物もしくは土壌へと作用物質を送達するために使用されてもよい。マイクロニードル１２０を使用して、薬物、化合物、粒子、および懸濁液を含む任意の好適な作用物質を送達してもよい。マイクロニードル１２０を使用して、ワクチン、Ｂｏｔｏｘ（登録商標）のような神経毒、およびアレルギー検査のための作用物質を送達してもよい。

中空（すなわち、有孔）マイクロニードル１２０は作用物質を直接注入するために使用されてもよい。経皮的注入の場合、中空マイクロニードル１２０（または中空マイクロニードル１２０のアレイ）は、皮膚の最外層（角質層）を穿孔し、作用物質を皮膚の真皮組織または表皮組織へと放出できる。いくつかの実施形態において、マイクロニードル１２０は、神経を損傷させたりまたは神経に触れたりすることなく皮膚に挿入できるため、この挿入は痛みがないか、または従来の皮下針の挿入ほど痛くない。いくつかの実施形態では、マイクロニードル１２０は、真皮において血管に触れずに挿入され得る。

マイクロニードル１２０のアレイ（または１つのマイクロニードル１２０）は、作用物質が入った、従来のシリンジまたはマイクロリザーバのような容器に取り付けられてもよい。膜を動かすかまたは変形させて作用物質に圧力をかけることによって、マイクロニードル１２０のルーメンを通して作用物質を外に出すことができる。

図１Ａ〜図１Ｇに示される方法を使用して作製される高さ５００μｍのプロトタイプのマイクロニードル１２０を使用して、蛍光ビーズを豚の皮に注入した。マイクロニードル１２０は、従来の１ｍｌシリンジの先端に結合された。シリンジには、２．２８μｍ蛍光ビーズ／水の０．０１重量％懸濁液が充填された。マイクロニードル１２０が皮膚に押し当てられ、約２Ｎの力が５分間シリンジプランジャに印加された。注射部位近傍の皮膚表面を水で洗浄してワイプで乾燥させた。Ｎｉｋｏｎ（登録商標）のＥｃｌｉｐｓｅ（登録商標）Ｃ１共焦点顕微鏡（ニューヨーク州メルヴィル）を使用して、皮膚内の蛍光ビーズの分布をスキャンした。注射部位の共焦点スキャンによって、蛍光ビーズの送達は皮膚の２５０μｍの深さにまで及んでいることが示された。蛍光ビーズ溶液を豚の皮の表面に１０分間適用し、皮膚を洗浄し、その後皮膚の共焦点スキャンを行うことによって対照試験を行った。対照試験では皮膚表面下にいかなる蛍光微粒子も見られなかった。このことにより、豚の皮は蛍光ビーズに対して透過性ではなく、またプロトタイプのマイクロニードル１２０は、懸濁液を含む薬物の経皮的送達に有用であり得ることが示唆される。

図１Ａ〜図１Ｇに示される方法を使用して作製される高さ５００μｍのプロトタイプのニッケル製マイクロニードル１２０を使用して、蛍光化学療法薬（ドキソルビシン）を豚の皮に注入した。マイクロニードルの受け板は、可撓性プラスチック毛細管を介して従来のシリンジに接続された薬物容器に結合された。シリンジには、１７４μｍのドキソルビシン水溶液が充填された。シリンジは市販のシリンジポンプシステム（マサチューセッツ州ホリストンのＫＤ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（商標）より入手）に配置された。マイクロニードル１２０を剃毛された豚の皮サンプルに当てた。ポンプは、プランジャを押圧して３分間０．２μｍ／分の一定流量になるように設定された。この流量は、シリコンマイクロニードルを使用した経皮的薬物注入の効率を調査した研究（ユー・オー・ハフェリら（Ｕ．Ｏ．ＨＡＦＥＬＩ ｅｔ ａｌ．）、Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍｉｃｒｏｄｅｖｉｃｅｓ、第１１巻、９４３〜９５０ページ（２００９年））に基づいて選択され、その流量はこの研究により注入試験において各ニードルを通して０．２μｍ／分の平均送達量であると分かった。注入後、皮膚を清浄にし、その後共焦点顕微鏡を使用してスキャンした。共焦点スキャンにより、ドキソルビシンは約１３０μｍの深さまで浸透したことが示された。

いくつかの実施形態において、作用物質はマイクロニードル１２０の構造内に埋め込まれるおよびマイクロニードル１２０の表面に塗布される、あるいはマイクロニードル１２０の構造内に埋め込まれるかまたはマイクロニードル１２０の表面に塗布され、マイクロニードル１２０の皮膚内への挿入により作用物質が皮膚に移動する。マイクロニードル１２０は中実または中空のマイクロニードル１２０であってもよい。マイクロニードル１２０は、それによって形成されたモールドピラーから除去される必要がなくてもよい。

（用途２：穿孔デバイス）
マイクロニードル１２０は、皮膚（例えば、角質層）に穿孔する（例えば、孔を形成する、引っかく、傷をつける）穿孔デバイスとして使用してもよい。中実または中空のマイクロニードル１２０を使用してもよい。マイクロニードル１２０は、スタンピングおよびロール（例えば、マイクロニードル１２０のアレイをローラーに取り付け、ローラーを皮膚領域全体に転がす）を含む任意の好適な方法によって皮膚に当ててもよい。

作用物質は、皮膚の領域が穿孔される前および後、あるいは皮膚の領域が穿孔される前または後にその皮膚領域へと適用してもよい。皮膚への穿孔により、皮膚の透過性を増加させることができ、また皮膚を通る作用物質の吸収量を向上させることができる。

真空吸引デバイスを使用して、生体液（例えば、間質液および血液）を穿孔した皮膚から抜いてもよい。
（用途３：センシング）
マイクロニードル１２０を使用して、１種以上の作用物質を吸い上げることができる。例えば、中空マイクロニードル１２０のアレイを使用して、皮膚に貫入し、生体液（例えば、抗がん剤を含有する間質液）を吸い上げることができる。流体は、圧力、電界、毛細管力、およびマイクロニードル１２０内のキャリア液体による拡散を含む任意の好適な方法によって能動的にマイクロニードル１２０に引き込まれ得る。流体はその後、１つまたは複数のセンシング領域へと向けられてもよい。流体はチャネルを介してセンシング領域へと移送されてもよい。センシング領域は、マイクロニードルアレイの、流体がマイクロニードルアレイに入る側とは反対側に位置付けられてもよい。センシング領域は、光学センサおよび電気化学センサを含む任意の好適なセンサを備えてもよい。

（用途４：材料堆積）
マイクロニードル１２９を使用して、材料（例えば、流体、粉末等）を堆積させることができる。マイクロニードル１２０はノズルとして機能してもよい。流体の液滴が個々のマイクロニードル開口部から排出され得る（インクジェット式印刷と同様の方法で）。あるいは、流体の噴流が個々のマイクロニードル開口部から排出されてもよい。比較的粘稠な流体の場合、この排出によって比較的粘稠な噴流を形成できる。材料は、圧力および電界の印加を含む任意の好適な方法を使用して排出されてもよい。

材料はマイクロニードル１２０のアレイから排出できる。材料はアレイのマイクロニードル１２０すべてから同時に排出できる。マイクロニードル１２０は、個々に作動されて、個々のマイクロニードル１２０各々からの材料の排出を制御できる。マイクロニードル１２０は、集団で作動されて、マイクロニードル１２０の各群からの材料の排出を制御できる。各マイクロニードル１２０から排出される材料は、他のマイクロニードル１２０から排出される材料と同じであっても異なっていてもよい。各マイクロニードル１２０から排出される材料は、時間の経過とともに変化してもよい。マイクロニードル１２０から排出される材料は、基材に堆積されてもよく、パターン化された構造を形成してもよい。

（用途５：電着）
マイクロニードル１２０を使用して、電界紡糸またはエレクトロスプレー堆積によって材料を堆積させてもよい。電界が、排出される材料と、標的基材（または標的基材の下の電極）との間に印加されてもよい。材料が電極に接触してから材料がマイクロニードル１２０を出てもよく、またはマイクロニードル１２０を電極として使用してもよい。材料はさらに、容積移送式ポンプによって駆動されてもよい。材料がマイクロニードル１２０を出るときに材料は液滴へと分裂してもよく、または材料は噴流を形成してもよい。電界によって、この噴流はホイッピングモーションを受け、噴流を引き延ばす。材料がポリマー溶液である場合、溶媒は蒸発して、非常に薄い繊維を残すことができる。

（用途６：燃焼）
マイクロニードル１２０は液体または気体燃料用の燃料噴射器として使用できる。燃料はマイクロニードル１２０を通って排出されてもよい。燃料は、互いに反応可能な材料の混合物を含んでもよい。燃料は周りの空気または他のマイクロニードル１２０を出る物質と反応してもよい。燃料は点火されてもよい。

（用途７：入れ墨）
マイクロニードル１２０を使用して、入れ墨を形成することができる。比較的短いマイクロニードル１２０を使用して、一時的な入れ墨を形成することができる。比較的長いマイクロニードル１２０を使用して、永久的な入れ墨を形成することができる。

（用途８：画像化）
マイクロニードル１２０は材料または組織に埋め込まれて、画像化することができる。例えば、マイクロニードルアレイは器械またはインプラントのような医療デバイスの一部を形成することができ、このデバイスは組織に挿入または埋め込まれ得る。マイクロニードルアレイは、放射線イメージング、Ｘ線イメージング、コンピュータ断層撮影イメージング、蛍光透視／血管造影イメージング、およびこれらの任意の組み合わせを含む任意の好適な画像化プロセスによって画像化され得る。金属マイクロニードル１２０は、良好なＸ線造影特性を有してもよい。

以上、複数の例示的な態様および実施形態が論じられたが、当業者は、特定の変更、変形、追加、およびこれらの部分的な組み合わせを認識するであろう。したがって、以下の添付の特許請求の範囲およびその後に紹介された特許請求の範囲は、それらの真の趣旨および範囲内にあるので、そのような変更、変形、追加およびそれらの部分的な組み合わせを含むと解釈されるものとする。

Claims (34)

1. マイクロニードルの作製方法であって、
   モールドピラーを作製することと、
   導電性ポリマー層を含む１以上のコーティング層を前記モールドピラー上に形成することと、
   前記導電性ポリマー層上に金属層を堆積させて第１のマイクロニードルを得ることと、
   を含み、
   前記モールドピラー上に前記１つ以上のコーティング層を形成した後、前記モールドピラーをコーティングする前記１つ以上のコーティング層の厚さは、基材に近い領域では比較的厚く、前記基材から遠い領域では比較的薄い、
   マイクロニードルの作製方法。
2. 前記モールドピラー上に前記１つ以上のコーティング層を形成することは、
   前記モールドピラーの上に保護層を堆積させることによって前記モールドピラーを前記保護層でコーティングすることと、
   前記保護層の上に前記導電性ポリマー層を形成することによって前記保護層をコーティングすることと、
   を含む、
   請求項１に記載のマイクロニードルの作製方法。
3. 前記保護層をコーティングする前記導電性ポリマー層を形成した後、前記モールドピラーをコーティングする前記保護層と前記保護層をコーティングする前記導電性ポリマー層とを合わせた厚さは、前記基材に近い領域では比較的厚く、前記基材から遠い領域では比較的薄い、
   請求項２に記載のマイクロニードルの作製方法。
4. 前記保護層をコーティングする前記導電性ポリマー層の厚さが、前記基材に近い領域では比較的厚く、前記基材から遠い領域では比較的薄い、
   請求項２に記載のマイクロニードルの作製方法。
5. 前記モールドピラーを作製することは、
   フォトレジスト層を前記基材に塗布することと、
   前記フォトレジスト層の一部をマスクを通して化学線に露光させることと、
   前記露光後に、前記フォトレジスト層の少なくとも一部を溶解して、前記基材から前記フォトレジスト層の少なくとも一部を除去して前記モールドピラーを残すことと、
   を含む、
   請求項１に記載のマイクロニードルの作製方法。
6. 前記モールドピラー及び前記保護層から、少なくとも前記金属層を分離することによって、前記モールドピラーから前記第１のマイクロニードルを除去することと、
   前記保護層上に第２の導電層を形成して前記保護層をコーティングすることによって第２のマイクロニードルを得ることと、
   を含む、
   請求項２に記載のマイクロニードルの作製方法。
7. 前記保護層上に前記第２の導電層を形成して前記保護層をコーティングすることによって前記第２のマイクロニードルを得ることは、
   前記保護層をコーティングする第２の導電性ポリマー層を形成することと、
   前記第２のマイクロニードルを得るために、前記第２の導電性ポリマー層上に第２の金属層を堆積させることと、
   を含む、
   請求項６に記載のマイクロニードルの作製方法。
8. 前記保護層をコーティングする前記第２の導電性ポリマー層を形成した後、前記モールドピラーをコーティングする層の厚さは、前記基材に近い領域では比較的厚く、前記基材から遠い領域では比較的薄く、前記第２のマイクロニードルは対応する形状を示す、
   請求項７に記載のマイクロニードルの作製方法。
9. 前記モールドピラー及び前記保護層から、少なくとも前記金属層を分離することによって、前記モールドピラーから前記第１のマイクロニードルを除去することは、少なくとも第１の導電性ポリマー層を部分的に溶解することによって前記金属層を前記保護層から分離することを含む、
   請求項６に記載のマイクロニードルの作製方法。
10. 前記モールドピラー上に前記１つ以上のコーティング層を形成することは、
    前記モールドピラーの上に保護層を堆積させることによって前記モールドピラーを前記保護層でコーティングすることと、
    前記保護層の上に前記導電性ポリマー層を形成することによって前記保護層をコーティングすることと、
    を含む、
    請求項５に記載のマイクロニードルの作製方法。
11. 前記モールドピラー及び前記保護層から、少なくとも前記金属層を分離することによって、前記モールドピラーから前記第１のマイクロニードルを除去することと、
    前記保護層上に第２の導電層を形成して前記保護層をコーティングすることによって第２のマイクロニードルを得ることと、
    を含む、請求項１０に記載のマイクロニードルの作製方法。
12. 前記保護層上に前記第２の導電層を形成して前記保護層をコーティングすることによって前記第２のマイクロニードルを得ることは、
    前記保護層をコーティングする第２の導電性ポリマー層を形成することと、
    前記第２のマイクロニードルを得るために、前記第２の導電性ポリマー層上に第２の金属層を堆積させることと、
    を含む、
    請求項１１に記載のマイクロニードルの作製方法。
13. 前記保護層をコーティングする前記第２の導電性ポリマー層を形成した後、前記モールドピラーをコーティングする層の厚さは、前記基材に近い領域では比較的厚く、前記基材から遠い領域では比較的薄く、前記第２のマイクロニードルは対応する形状を示す、
    請求項１２に記載のマイクロニードルの作製方法。
14. 前記モールドピラー及び前記保護層から、少なくとも前記金属層を分離することによって、前記モールドピラーから前記第１のマイクロニードルを除去することは、少なくとも第１の導電性ポリマー層を部分的に溶解することによって前記金属層を前記保護層から分離することを含む、
    請求項１１に記載のマイクロニードルの作製方法。
15. 前記モールドピラー、及び、前記１以上のコーティング層のうちの少なくとも１つから、少なくとも前記金属層を分離することによって、前記モールドピラーから前記第１のマイクロニードルを除去することと、
    前記１以上のコーティング層のうちの少なくとも１つの上に第２の導電層を形成することによって第２のマイクロニードルを得ることと、
    を含む、
    請求項１に記載のマイクロニードルの作製方法。
16. 前記１以上のコーティング層のうちの少なくとも１つの上に前記第２の導電層を形成することによって前記第２のマイクロニードルを得ることは、
    前記１以上のコーティング層のうちの少なくとも１つをコーティングする第２の導電性ポリマー層を形成することと、
    前記第２のマイクロニードルを得るために、前記第２の導電性ポリマー層上に第２の金属層を堆積させることと、
    を含む、
    請求項１５に記載のマイクロニードルの作製方法。
17. 前記１以上のコーティング層のうちの少なくとも１つをコーティングする前記第２の導電性ポリマー層を形成した後、前記モールドピラーをコーティングする層の厚さは、前記基材に近い領域では比較的厚く、前記基材から遠い領域では比較的薄く、前記第２のマイクロニードルは対応する形状を示す、
    請求項１６に記載のマイクロニードルの作製方法。
18. 前記モールドピラー、及び、前記１以上のコーティング層のうちの少なくとも１つから、少なくとも前記金属層を分離することによって、前記モールドピラーから前記第１のマイクロニードルを除去することは、少なくとも第１の導電性ポリマー層を部分的に溶解することによって前記金属層を前記１以上のコーティング層のうちの少なくとも１つから分離することを含む、
    請求項１５に記載のマイクロニードルの作製方法。
19. 前記保護層をコーティングする導電性ポリマー層を形成することは、
    前記保護層をコーティングするために、溶媒に溶解されたポリマーおよび導電性粒子を含む溶液を塗布することと、
    前記モールドピラーから前記溶媒を蒸発させて前記モールドピラー上に前記導電性ポリマー層を残すことと、
    を含む、
    請求項２に記載のマイクロニードルの作製方法。
20. 前記保護層をコーティングする導電性ポリマー層を形成することは、前記導電性ポリマー層を前記保護層上に溶液流延することを含む、
    請求項２に記載のマイクロニードルの作製方法。
21. 前記第１のマイクロニードルを得るために前記１以上のコーティング層の上に前記金属層を堆積させることは、
    前記金属層を前記導電性ポリマー層上に電気めっきすることと、
    前記電気めっきプロセスにおいて前記導電性ポリマー層を電極として使用することと、
    を含む、
    請求項１に記載のマイクロニードルの作製方法。
22. 前記第１のマイクロニードルを得るために前記１以上のコーティング層の上に前記金属層を堆積させることは、
    前記金属層を前記導電性ポリマー層上に電気めっきすることと、
    前記電気めっきプロセスにおいて前記導電性ポリマー層を電極として使用することと、
    を含む、
    請求項１９に記載のマイクロニードルの作製方法。
23. 前記モールドピラー上に前記１つ以上のコーティング層を形成した後、前記モールドピラーをコーティングする前記１つ以上のコーティング層の前記厚さは、前記基材に近い領域では比較的厚く、前記基材から遠い領域では比較的薄く、前記第１のマイクロニードルは対応する形状を示す、
    請求項１〜２２のうち何れか一項に記載のマイクロニードルの作製方法。
24. 前記導電性ポリマー層を含む前記１以上のコーティング層を前記モールドピラー上に形成することは、
    前記モールドピラーをコーティングするために、溶媒に溶解されたポリマーおよび導電性粒子を含む溶液を塗布することと、
    前記モールドピラーから前記溶媒を蒸発させて前記モールドピラー上に前記導電性ポリマー層を残すことと、
    を含む、
    請求項１に記載のマイクロニードルの作製方法。
25. 前記導電性ポリマー層を含む前記１以上のコーティング層を前記モールドピラー上に形成することは、前記導電性ポリマー層を前記モールドピラー上に溶液流延することを含む、
    請求項１に記載のマイクロニードルの作製方法。
26. 前記モールドピラー上に前記保護層を堆積することによって前記モールドピラーを前記保護層でコーティングすることは、
    ポリマーを溶媒に溶解して保護層溶液を得ることと、
    前記保護層溶液を前記モールドピラーに塗布して前記モールドピラーをコーティングすることと、
    前記ポリマーを硬化させて当該硬化したポリマーから前記保護層を形成することと、
    を含む、
    請求項２，３，６〜９，１９，２０，２２のうち何れか一項に記載のマイクロニードルの作製方法。
27. 前記保護層溶液を前記モールドピラーに塗布することは、前記保護層溶液を回転成形することを含む、
    請求項２６に記載のマイクロニードルの作製方法。
28. 前記モールドピラーに前記保護層溶液を塗布することは、前記保護層溶液を溶液流延することを含む、
    請求項２６に記載のマイクロニードルの作製方法。
29. 前記ポリマーを硬化させて当該硬化したポリマーから前記保護層を形成することは、前記ポリマーに電磁放射線を照射することを含む、
    請求項２６に記載のマイクロニードルの作製方法。
30. 前記ポリマーを硬化させて当該硬化したポリマーから前記保護層を形成することは、前記ポリマーに熱を加えることを含む、
    請求項２６に記載のマイクロニードルの作製方法。
31. 前記モールドピラー上に前記保護層を堆積させて前記モールドピラーを前記保護層でコーティングすることは、硬化に先だって、前記保護層溶液から前記溶媒を蒸発させて前記ポリマーを残すことにより、前記モールドピラーを前記ポリマーでコーティングすることをさらに含む、
    請求項２６に記載のマイクロニードルの作製方法。
32. 前記モールドピラー上に前記保護層を堆積させて前記モールドピラーを前記保護層でコーティングすることは、前記保護層から前記溶媒を蒸発させた後に、複数の別々のベーキング工程を用いて前記モールドピラーと前記ポリマーとの組み合わせをベークすることを含み、一連のベーキング工程における連続するベーキング工程の各々は、より長い継続時間及びより高い温度を伴う、
    請求項３１に記載のマイクロニードルの作製方法。
33. 前記モールドピラー上に前記保護層を堆積させて前記モールドピラーを前記保護層でコーティングすることは、前記硬化したポリマーから前記保護層を形成するために前記ポリマーを硬化させることに先だって、複数の別々のベーキング工程を使用して前記モールドピラーと前記ポリマーとの組み合わせをベークすることを含み、一連のベーキング工程における連続するベーキング工程の各々は、異なる継続時間及び異なる温度を伴う、
    請求項２６に記載のマイクロニードルの作製方法。
34. 前記フォトレジスト層の一部を前記マスクを通して化学線に露光させた後、前記フォトレジスト層の少なくとも一部を溶解する前に、複数の別々のベーキング工程を使用して前記基材と前記フォトレジスト層の組み合わせをベークすることを含み、一連のベーキング工程における連続するベーキング工程の各々は、より長い継続時間及びより高い温度を伴う、
    請求項５に記載のマイクロニードルの作製方法。