JP4500851B2 - 横穴付きマイクロ針の製造に使用するための方法および型 - Google Patents

Description

本発明は、横穴付きマイクロ針に関し、すなわち少なくとも１つの側面に開口を有しているマイクロ針に関する。特には、本発明は、例えばアレイをなす横穴付きマイクロ針の製造に使用される方法および型、ならびにそのようにして製造された横穴付きマイクロ針に関する。

マイクロ針（microneedle）は、典型的には長さが１μｍ（ミクロン）から３ｍｍの範囲にあって、ベースにおける直径が１０ｎｍから１ｍｍの範囲にあり、これらの範囲は、例えば長さが最大１０ｍｍであって、基部において２ｍｍであるなど、より幅広くてもよいが、いずれにせよ小さな針である。マイクロ針は、典型的には、例えば経皮的に薬物を投与するためなど、生物医学的な装置における用途を有している。既存のマイクロ針製造技術は、柔らかすぎ（ポリマー材料で作られている）、脆すぎ（シリコンまたはガラスで作られている）、及び／またはコストのかかりすぎるマイクロ針を生み出しがちであり、及び／または信頼性に乏しすぎる傾向にある。経皮的な薬物の投与においては、外皮（角質層）の貫通が必要であり、マイクロ針の強度および靭性に最小限の要求が存在する。マイクロ針は、通常は使い捨ての製品であるため、価格が低くなければならない。

２００１年４月４日付で公開されたBecton Dickinson ＆ Co．名義の欧州特許出願公開第ＥＰ−Ａ１−１，０８８，６４２号が、成型による中実マイクロ針のアレイの製造方法を説明している。凹部付きの表面を有するシリコン製の母型部材が、成型用のキャビティ内に配置される。プラスチック材料が、成型用のキャビティに送り込まれる。マイクロ針が、母型部材の凹部に形成される。

２００３年３月５日付で公開されたLifescan，Inc．名義の欧州特許出願公開第ＥＰ−Ａ１−１，２８７，８４７号は、プラスチックの射出成型によって中空マイクロ針を製造する方法を説明している。型が、２つの部分から作られており、上部が、成型用表面に円錐形の凹部を有している。上部および下部のうちの一方が、針の管腔を形成するため、他方の成型用表面へと延伸する突起を有している。この針の管腔を形成するための部分が、出来上がった針の針管腔が偏心した様相で針の先端かつ片側のみに途中まで下った部位から延びるように、上部の円錐形の表面に出会っている。

２００２年１月１日にAllenらへと発行された米国特許第ＵＳ−Ｂ１−６，３３４，８５６号は、中空マイクロ針のアレイを製作する種々の方法を説明している。一例においては、マスクが、シリコン製マイクロ針アレイの中実マイクロ針の先端に形成され、二酸化シリコンまたは金属の層が、このマイクロ針アレイの表面に形成され、シリコンがエッチングによって除かれて、金属または二酸化シリコンからなる中空マイクロ針のアレイが残される。他の例においては、エポキシの層が、中実のシリコン製マイクロ針のアレイへと注型される。エポキシの水位は、マイクロ針の先端を下回るように少なくされる。シリコン製のアレイが取り除かれ、エポキシ製のマイクロ針製造用モールドが残される。Ｔｉ−Ｃｕ−Ｔｉのシード層が、このエポキシ製のマイクロ針製造用モールドの表面にスパッタによって堆積され、このシード層へと、Ｎｉ−Ｆｅが電気めっきされる。その後、エポキシの層が取り除かれ、中空の金属製マイクロ針のアレイが残される。

２００２年４月３０日にGartsteinらへと発行された米国特許第ＵＳ−Ｂ１−６，３７９，３２４号は、中空マイクロ針のアレイを製作する種々の方法を説明している。１つの方法は、ポリマー・フィルムをマイクロ柱上へと、加熱によって自発的に成型させている。第２の方法は、ポリマー・フィルムをマイクロ柱上へと配置し、このフィルムを加熱して、凹部付きのプレートを使用してマイクロ柱へと下方に押し付けるやり方である。第３の方法は、型の下部においてプラスチック・フィルムを加熱し、この下部へと型の上部をもたらす方法である。型の上部が、中心からマイクロ柱を突出させてなるマイクロ凹所を有している。型の上部が下降するにつれて、マイクロ柱の下部が、プラスチック・フィルムのプラスチックをマイクロ凹所内へと上方に移動させる。

従来技術の大部分の針は、針の先端に開口を有しており、これは、針が先端において最小限の幅を有しているに相違なく、したがって鋭さが限られていることを意味している。さらに、注入される流体が、針の軸方向を通って出されるときに、より大きな組織の逆圧に直面し、流体を上手く注入するためにより多くの力を必要としている。

本発明の一態様によれば、マイクロ針の製造に使用するためのマイクロ針製造用モールドの製造方法であって、製造しようとするマイクロ針に対応する凹所を第１の表面から延伸させて有しているマイクロ針製造用モールドベースを用意するステップ、およびマイクロ針製造用モールドベースの凹所の横穴形成位置において該凹所の側面に延伸する横穴形成孔を、マイクロ針製造用モールドベースに形成するステップ、を含んでいる方法が提供される。

横穴形成孔は、好ましくは、マイクロ針製造用モールドベースにチャネルを形成することによって形成される。あるいは、凹所の横穴形成位置において、凹所の側面に不連続部が設けられ、この横穴形成用の不連続部を設けた後に、凹所へとシード層が堆積させられるが、シード層は、実質的に、この横穴形成用の不連続部には堆積できない。

本発明の第２の態様によれば、マイクロ針の製造に使用するための母型の製造方法であって、複数の母型針を突出させて備える母型ベース表面を有する母型を用意するステップを含んでおり、複数の母型針が、横穴形成部を母型ベース表面に実質的に直交する平面に延伸させて備えている少なくとも１つの第１の側面を有している方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、上記第２の態様の母型製造方法を使用して製造されるマイクロ針製造用母型が提供される。

本発明の第４の態様によれば、マイクロ針の製造に使用するための母型であって、複数の母型針を突出させて備える母型ベース表面を有しており、複数の母型針が、横穴形成部を備える少なくとも１つの第１の側面を有しており、該横穴形成部が、母型ベース表面に実質的に直交して広がる平面内で、母型針の第１の側面上に広がっている母型が提供される。

本発明の第５の態様によれば、マイクロ針の製造に使用するためのマイクロ針製造用モールドの製造方法であって、マイクロ針製造用モールドベースを上記第３または第４の態様の母型上で成型するステップを含んでいる方法が提供される。

本発明の第６の態様によれば、上記第１または第５の態様の方法を使用して製造されたマイクロ針製造用モールドが提供される。

本発明の第７の態様によれば、複数の凹所を自身の第１の表面から延伸させて備えているマイクロ針製造用モールドベースと該マイクロ針製造用モールドベース内の複数の横穴形成孔とを有するマイクロ針製造用モールドであって、該横穴形成孔が、マイクロ針製造用モールドベース内の凹所の側面に、該凹所の横穴形成部において延伸しているマイクロ針製造用モールドが提供される。

本発明の第８の態様によれば、上記第６または第７の態様のマイクロ針製造用モールドを使用するマイクロ針の製造方法が提供される。

本発明の第９の態様によれば、上記第８の態様の方法を使用し、あるいは上記第１〜７の態様のうちの任意の１つ以上の方法または型を使用して製造される１つ以上のマイクロ針が提供される。

次に、添付の図面を参照しつつ、本発明を限定するものではない単なる例として、本発明をさらに説明する。

本明細書は、投与の効率を向上させるために側面（側壁）に横穴を備える中空マイクロ針の製造に関する。ここに説明する方法を、充分な強度および靭性を備える金属製の針の製作に使用することができる。製造コストは低い。横穴付きマイクロ針は、先端に開口を必要とせず、皮膚を貫くためのより小さくて尖った先端を可能にする。さらに、横穴を通じての液体の送出は、組織からの後方圧がより大である針の先端の開口を通じての送出とくらべ、より容易である。

図面においては、種々の図において、同様の参照番号が、全体を通して同様の要素を指し示すために使用されている。

マイクロ針の製造方法は、典型的には、
（i）母型を製作する工程、
（ii）二次の型であるマイクロ針製造用モールドを製作する工程、および
（iii）マイクロ針を形成する工程
という３つの主要な工程を含んでいる。

本明細書において説明される本発明の実施の形態は、とくには、二次の型であるマイクロ針製造用モールドを製作する工程（ii）、およびマイクロ針を形成する工程（iii）に関係している。母型を製作する工程（i）の例については、後述することにする。

マイクロ針製造用モールドの製作-［工程（ii）］
図１〜１８が、第１の主たる実施の形態およびその変形例による横穴付きマイクロ針の製造および関連のプロセスに関係している。本発明を限定するものではないが、要約するならば、マイクロ針製造用モールドベースが、その中に複数のマイクロ針成型用凹所を備えて製作される。マイクロ針製造用モールドベースの一表面が、シード層で被覆される。マイクロ針製造用モールドベースは、２つのマイクロ針成型シートを含んでおり、２つのマイクロ針成型シートは、一方のマイクロ針成型シートの内表面へのアクセスを可能にするため、分離される。横穴形成チャネルが、一方の内表面に形成され、関連のマイクロ針成型シートの凹所と交差している。２つのマイクロ針成型シートが再び一体に配置され、一体のマイクロ針製造用モールドとして一体に接合される。マイクロ針が、シード層を有する表面へとマイクロ針層を堆積させることによって、凹所内に形成される。マイクロ針層は、横穴形成チャネルが凹所に交差し、あるいは凹所を中断している場所である横穴形成用の穴には堆積できず、結果として成型されたマイクロ針に横穴がもたらされる。

図１は、二次の型であるマイクロ針製造用モールドを用意するために使用される母型１０の斜視図である。母型１０は、ベース１２（この実施の形態においてはおおむね平行六面体であるが、そのようでなくてもよい）を有しており、ベース１２の片面から、多数の母型針１４のアレイが延伸している。母型１０は、後述のように精密ワイヤカットによって、あるいは例えばＣＮＴ加工などの他の精密加工によって、あるいは他の方法によって、有効に製作することができる。

簡潔さのため、図（図２を除く）においては、母型針のアレイが１つだけ示されているが、通常は製造には、母型およびマイクロ針製造用モールドならびにマイクロ針が形成される製品に形成されるアレイを多数備えるアレイが含まれる。

図２は、８×８個の母型アレイ１０からなるアレイを、ただ１つの母型針１４の拡大図と共に、例示の目的で示している。当然ながら、針１４および母型１０のアレイは、他の寸法および形状であってよい。

図３は、二次の型であるマイクロ針製造用モールドを製作すべく型押しされる前のブランクの第２のマイクロ針製造用モールドプレート２２の側面図である。マイクロ針製造用モールドプレート２２は、この実施の形態においては第１および第２の型押しシート２４、２６であるが、間に分離層２８を備えつつ重ね合わされた２枚のモールドベースシートで形成されている。図示の目的のため、分離層２８の厚さは誇張されている。

第１および第２の型押しシート２４、２６は、例えば、ポリカーボネート、ポリイミドやＰＭＭＡなどといった熱可塑性のポリマー材料から作られる。マイクロ針製造用モールドプレート２２を形成すべく２枚の型押しシート２４、２６を一体に配置する前に、分離層２８が設けられる。２枚の型押しシート２４、２６は、合わせマーク（図示されていない）を有しており、合わせマークは、型押しシート２４、２６を一体に合わせる前から存在していてもよく、あるいは型押しシート２４、２６を一体に合わせた後に追加されてもよい。第１の型押しシート２４は、典型的には、５０〜２５０μｍ（ミクロン）のいずれかの厚さであってよく、第２の型押しシート２６は、典型的には、１００〜１５００μｍ（ミクロン）のいずれかの厚さであってよい。ここでは、２枚の型押しシート２４、２６が、おおむね同じ厚さで示されているが、異なる厚さであってもよいことは、明らかである。

分離層２８は、第１の型押しシートすなわち上側の型押しシート２４の第２の表面すなわち底面、または、第２の型押しシートすなわち下側の型押しシート２６の第１の表面すなわち上面、または両面に対して貼り付けられるフィルムであってよい。分離層２８の目的は、後の高温型押し工程において、２枚の型押しシート２４、２６が一体に貼り付くことがないようにすることにある。分離層２８は、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、などの金属からなる堆積層、ＰＴＦＥなどのポリマー・フィルム、またはシリコーン射出成型離型剤の薄い層であってよい。分離層２８は、典型的には、１〜１００μｍ（ミクロン）のいずれかの厚さであってよい。

図４は、二次の型であるマイクロ針製造用モールドベースを製作するための型押し工程の図である。母型１０が、ホットプレス（図示されていない）の上面に、母型針１４を下方に向けて水平に固定される。マイクロ針製造用モールドプレート２２が、母型１０の下方において、ホットプレス（図示されていない）の下部プレートに配置される。第１の型押しシートすなわち上側の型押しシート２４は、母型針１４の高さほどには厚くない。マイクロ針製造用モールドプレート２２の全体の厚さは、母型針１４がマイクロ針製造用モールドプレート２２を完全に貫いてしまうことがないよう、母型針１４の高さよりも大きい。

母型１０が、マイクロ針製造用モールドプレート２２の軟化温度を少し上回る第１の温度まで加熱される（ポリカーボネートの場合には、１５０℃を上回り、１５０〜２００℃の範囲にある）。この第１の温度において、母型１０が、ホットプレスの下部プレートを母型１０と同じ温度にしつつ、マイクロ針製造用モールドプレート２２へと押し下げられる。

マイクロ針製造用モールドプレート２２の軟化温度よりも低い第２の値へと、温度の低下が可能にされる。この第２の温度値において、マイクロ針製造用モールドプレート２２が硬化する。型押し済みのマイクロ針製造用モールドプレート２２が、正方形のピラミッド状凹所３０が「刻印」された状態で、母型１０から解放される（図５Ａ）。この型押し済みのマイクロ針製造用モールドプレート２２は、未完成のマイクロ針製造用モールドベース３２を構成している。母型１０は、さらなるマイクロ針製造用モールドを製作すべく再使用可能である。

図５Ａ〜５Ｃは、マイクロ針製造用モールドベース３２の種々の図である。図５Ａは、マイクロ針製造用モールドベース３２の上面図である。図５Ｂは、図５Ａの線Ａ−Ａに沿ったマイクロ針製造用モールドベース３２の断面図である。図５Ｃは、図５Ｂの一部の拡大斜視図であって凹所３０を示している。

図６は、図５Ｃと同様の図であるが、マイクロ針製造用モールドベース３２上にシード層３４を備えている。マイクロ針製造用モールドベース３２の第１の表面すなわち上面３６と凹所３０の壁面とに電気導電性のシード層３４を付加する（しかしながら、マイクロ針製造用モールドベース３２の第２の表面すなわち下面には付加しない）ため、メタライゼーション（金属化）・プロセスが使用される。シード層３４は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、熱的蒸発法、Ｎｉまたは他の金属／合金の無電界めっき、薄い銀の層のための銀鏡反応、または他の何らかの方法のうち、任意のいずれかによって適用できる。この導電層は、金属／合金であってよく、あるいはカーボン、ダイアモンド状カーボン、非晶質カーボン、ダイアモンド、金属シリサイド、導電性カーバイド、など、他の材料であってよい。シード層３４は、上面３６の全体を覆うとともに、凹所３０を内張りしている。シード層３４は、典型的には１０ｎｍ〜数ミクロン（または、それ以上）の間の範囲にある実質的に一定の厚さを有している。

メタライゼーションの後、２枚の型押し済み型押しシート２４、２６が互いに引き離されるが、これは、分離層２８が存在していることから比較的容易である。第１の型押しシート２４の第２の表面すなわち下面に、この実施の形態においては表面の溝の形態である横穴形成チャネル３８が、この第２の表面すなわち下面を横切って形成される。横穴形成チャネル３８は、第１の型押しシート２４の第２の表面すなわち下面において、凹所３０の開口に出会うとともに、中心を凹所３０の開口に一致させている（凹所３０は、実際には第１の型押しシート２４を貫いている貫通孔である）。図７は、横穴形成チャネル３８が形成された後の第１の型押しシート２４の第２の面すなわち下面の平面図である。図７における破線は、第１の型押しシート２４の第１の面すなわち上面３６の凹所３４の開口である。

横穴形成チャネル３８は、レーザ・アブレーション（溶除）、精密機械加工、リソグラフィ、または他の何らかの手段によって、形成することができる。この実施の形態においては、ポリカーボネートの薄いプレート２４について、波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザによるレーザ・アブレーションが使用される。横穴形成チャネル３８は、例えば幅約５０μｍ（ミクロン）×高さ６０μｍ（ミクロン）近辺の寸法を有する矩形の断面であるが、通常は一定の断面である矩形、正方形、三角形、円形、楕円形、または他の断面を有することができる。横穴形成チャネル３８の寸法は、針の設計に応じてさまざまである。

２枚の型押しシート２４、２６の間の境界に位置する分離層２８が、型押しシート２４、２６の対向する表面のいずれかまたは両方から取り去られ、２枚の型押しシート２４、２６が、上述の合わせマークを使用して再び整列され、一体に合わせられる。２枚の型押しシート２４、２６が、マイクロ針製造用モールドプレート２２へと凹所３０を型押しする際に使用した高温型押しの温度および圧力よりも低い温度および圧力にて、ホットプレスによって一体に接合（接着）される。この低下した温度および圧力は、今や一体となって二次の型であるマイクロ針製造用モールド４０となっている再組み立てされたマイクロ針製造用モールドベース３２において、そこに形成されている構造（凹所３０および横穴形成チャネル３８）のひずみを防止するためのものである。

図８Ａおよび８Ｂは、再組み立てされたマイクロ針製造用モールドベース、すなわちマイクロ針製造用モールド４０の種々の図である。図８Ａは、図７の線Ｂ−Ｂに相当する線に沿ったマイクロ針製造用モールド４０の断面図である。図８Ｂは、図８Ａの一部の拡大斜視図であって、横穴形成チャネル３８と交差する凹所３０が示されている。

この実施の形態によるマイクロ針製造用モールドの製作に関する工程を説明するフロー図が、図９に示されている。ステップＳ１１０において、母型１０が用意される。ステップＳ１１２において、マイクロ針製造用モールドプレート２２が用意される。ステップＳ１１４において、マイクロ針製造用モールドプレート２２からマイクロ針製造用モールドベース３２が、母型１０を使用して形成される。ステップＳ１１６において、シード層３４が、マイクロ針製造用モールドプレート３２に形成される。２枚の型押しシート２４、２６が、ステップＳ１１８において分離される。ステップＳ１２０において、横穴形成チャネル３８が、第１の型押しシート２４に形成される。分離層２８が、ステップＳ１２２において取り除かれる。ステップＳ１２４において、２枚の型押しシート２４、２６が、今度は直接合わされて一体に接合され、マイクロ針製造用モールドプレート３２が再組み立てされてマイクロ針製造用モールド４０がもたらされる。

マイクロ針の形成-［工程（iii）］
例えば図８に示され、上述のとおり製造されたマイクロ針製造用モールド４０であるが、マイクロ針製造用モールド４０が、マイクロ針のアレイを形成するために使用される。マイクロ針製造用モールド４０は、一般的には、片面に凹所３０を有する薄い平行六面体である。凹所の側面ならびにモールドにおいて凹所が形成されている一面が、シード層３４で覆われている。さらには、凹所３０の側面に横穴形成孔４２が、凹所内のシード層３４をも貫いて存在している。この実施の形態においては、横穴形成孔４２が、マイクロ針製造用モールド４０を一辺から他辺まで横切る横穴形成チャネル３８によって形成されている。

マイクロ針製造用モールドを製作する一方法を上述したが、例えば一体式のマイクロ針製造用モールドベースの製作による（例えば、射出成型による）など、他のやり方も使用可能である。小さな凹所または横穴形成孔などといった横穴形成用の不連続部を、主たる凹所の側面に加えることができる。例えば、マイクロ針製造用モールドベースを２つに切断し、横穴形成チャネルを上述のように形成し、次いで２つの部分を再結合させることによって、あるいはマイクロ針製造用モールドベースを２つに切断することなく、マイクロ針製造用モールドベースを貫いて片側から他方の側へと横穴形成チャネルを切り込むことによって、横穴形成孔を加えることができる。

マイクロ針層４４が、マイクロ針製造用モールド２０の上面へとＮｉまたはＮｉ／Ｆｅ合金あるいは他の金属／合金を電鋳することによって設けられる。マイクロ針層４４は、横穴形成チャネル３８が交差してなる凹所３０を示す図１０に示されているように、マイクロ針製造用モールド４０上および凹所３０内の薄い金属シード層３４の上へと形成される。図１０は、マイクロ針層４４がめっきされてなるマイクロ針製造用モールド４０の一部の斜視の断面図であり、図６および８Ｂの図に相当している。めっきされた金属／合金の厚さは、好ましくは、２０〜１００μｍ（ミクロン）の範囲である（より幅広い範囲も可能である）。とくには高価ではあるかもしれないがカーボンなどの非金属の層を堆積させるため、電鋳の代わりに、例えば無電界めっきまたは気相成長など、他の技法も使用可能である。

凹所３０を通過する横穴形成チャネル３８が、凹所３０内のマイクロ針層４４に異形を生み出している。詳しくは、マイクロ針層の金属が、横穴形成チャネル３８が凹所３０を通過している場所である孔４２を覆うようには、金属が成長するためのシード層３４が存在していないため、堆積できない。したがって、横穴形成チャネル３８が凹所３０を通過している場所である孔４２は、そのままマイクロ針層４４を貫く横穴または孔４６として存続する。

めっきによる金属／合金構造体、すなわちマイクロ針層４４が、マイクロ針製造用モールド４０から解放される。これを行なう方法の例としては、a）針層を物理的に引き剥がす方法、またはb）モールドを化学的に溶解させる方法が挙げられる。マイクロ針層４４が引き剥がされる場合、めっきによる構造体を、まずは例えば或る特定の温度まで加熱することができる。この方法が使用される場合には、使用されるシード層は、電鋳される針層および／またはモールドへの付着が弱いものであるように選択される。

解放された構造体は、図１１Ａに示されているように、所望のマイクロ針５２のアレイを備える所望のマイクロ針アレイ製品５０である。簡潔さのため、図１１Ａにはマイクロ針アレイが１つだけ示されているが、通常は、製造は、このようなアレイが多数形成されてなるアレイに関する（例えば、図２の母型を用いて６４個（８×８）のアレイが形成される）。図１１Ｂは、ピラミッド状のマイクロ針５２の１つの拡大図である。図１０のマイクロ針層４４の孔４６が、マイクロ針アレイ製品５０のマイクロ針５２の一部であって、１つの側壁からもう１つの側壁へと延びている。これらの孔４６が横穴であって、マイクロ針５２のベースから上方へと延びる針管腔と連通している。

解放されたマイクロ針製造用モールド４０は、解放の方法がモールドを傷つけない場合には、解放の後に再使用してもよいし、破棄してもよい。

この実施の形態によるマイクロ針の製作に関する工程を説明するフロー図が、図１２に示されている。ステップＳ１３０において、マイクロ針製造用モールド４０が用意される。ステップＳ１３２において、マイクロ針層４４が、マイクロ針製造用モールド４０上および凹所３０内のシード層３４へと電鋳される。ステップＳ１３４において、マイクロ針アレイ製品５０が、マイクロ針製造用モールドから解放される。

他の形状および第１の実施の形態の他の変形例
マイクロ針製造用モールド４０の製作に使用されるマイクロ針製造用モールドプレート２２は、上述の実施の形態（図１〜５を参照）においては、母型針１４の高さよりも厚いものとして示されている。これに代えて、マイクロ針製造用モールドプレート２２の厚さと母型針１４の高さとが、同じであってもよい。さらには、母型針１４の高さが、マイクロ針製造用モールドプレート２２の厚さよりも大きくてもよい。この場合、ホットプレスのプロセスにおいて、母型針１４の余分な高さは、ホットプレスの下部プレートの凹部、またはホットプレスの下部プレートの上の追加のプレートの凹部に、受け入れられる。このようにして、（図５〜１０に示されているような）マイクロ針製造用モールド４０の凹所３０が、貫通孔となる。これにより、後の電鋳工程における均一電着性を向上させることができる。

上述の実施の形態においては、横穴形成チャネル３８が、第１の型押しシートすなわち上側の型押しシート２４の第２の表面すなわち底面に位置している。代案となる実施の形態においては、代わりに、横穴形成チャネル３８が、第２の型押しシートすなわち下方の型押しシート２６の第１の表面すなわち上面に位置している。さらなる実施の形態においては、横穴形成チャネルが、両方の表面に位置している。例えば、それらが対向する表面において互いに整列している場合、マイクロ針アレイ製品５０により大きな孔４６がもたらされる。あるいは、第１の型押しシートすなわち上側の型押しシート２４の第２の表面すなわち底面に位置する横穴形成チャネルが、第２の型押しシートすなわち下方の型押しシート２６の第１の表面すなわち上面に位置する横穴形成チャネルに対し、或る角度であってもよい。

図１３Ａは、開口表面において、第２組の横穴形成チャネル２０２を、対向する表面の第１組の横穴形成チャネル３８に直交して備えている二次の型２００の上面図である。図１３Ｂは、マイクロ針層２０４にてめっきされた図１３Ａのマイクロ針製造用モールド２００の一部分の斜視の断面図であり、図６、８Ｂ、および１０に対応している。第１の孔４６に加え、やはり第２の横穴形成チャネル２０２が進入している場所である第２の横穴形成孔にシード層３４が存在していないために、各凹所３０のマイクロ針層２０４に２つの第２の孔２０６が存在している。得られるピラミッド状マイクロ針２０８が、図１３Ｃに示されており、４つの面のそれぞれに１つの孔４６、２０６を有している。対向面の孔４６、２０６が同じ高さに位置する一方で、隣り合う面の孔４６、２０６は、異なる高さに位置している。

２組の横穴形成チャネルが、２枚の型押しシートの一方の同じ表面、すなわち第１の型押しシートすなわち上側の型押しシート２４の第２の表面すなわち底面、または第２の型押しシートすなわち下方の型押しシート２６の第１の表面すなわち上面に、互いに直交して形成されるならば、結果は図１３Ａ〜１３Ｃに示したものと同様になるが、横穴（孔）がすべて同じ高さに位置するであろう（横穴形成チャネルの寸法が異なる場合、異なる寸法であるかも知れないが）。しかしながら、凹所を通過する横穴形成チャネルが２つ以上存在する場合には、横穴形成チャネルを対向する型押しシートの表面に持たせることが好ましい（すなわち、１つが、第１の型押しシートすなわち上側の型押しシート２４の第２の表面すなわち底面に位置し、２つ目が、第２の型押しシートすなわち下方の型押しシート２６の第１の表面すなわち上面に位置する）。そうでない場合、同じ高さに位置する４つの開口が、マイクロ針の断面積および強度を過剰に減じてしまう可能性がある。

上述の実施の形態においては、横穴形成チャネルが、該当の型押しシートを片側から他方の側まで全体にわたって横切って延びている。しかしながら、全体にわたって延びている必要はなく、連続的である必要すらない。代わりに、別個独立の短い横穴形成チャネルが一列に存在し、それぞれの横穴形成チャネルがただ１つの凹所へと交差し、あるいはただ１つの凹所を横切ってもよい（あるいは、２つ以上の凹所のみを、直線上のすべての凹所へと延びることなく横切ってもよい）。このような構成が、図１４Ａおよび１４Ｂに示されている。図１４Ａは、上述のような凹所３０を備える一方で、より短い横穴形成チャネル２１２を有している代案となる二次の型２１０の上面図であり、横穴形成チャネル２１２が、それぞれの凹所の対向する２つの面を通過して一方向にのみ延伸している。図１４Ｂは、図１４Ａの断面図である。得られる針は、図１１Ｂの針とほとんど変わらないように見受けられる。

横穴形成チャネルは、必ずしも凹所の両側を通過して延びている必要はなく、代わりに、図１５Ａのように、凹所の１面のみへと延びてもよい。図１５Ａは、上述のような凹所３０を備える一方で、より短い横穴形成チャネル２２２を有している代案となる二次の型２２０の上面図であり、横穴形成チャネル２２２が、一方向にのみ延伸し、それぞれの凹所のただ１つの面のみへと延伸している。図１５Ｂは、図１５Ａの断面図である。得られる針は、１つの面にのみ横穴（孔）を有する点で、図１１Ｂの針と相違する。

図１６Ａ〜１６Ｃは、３つのさらなる変形例を示している。図１６Ａは、例えば図１３Ｃに示したようなマイクロ針をもたらすため、より短い横穴形成チャネル２３２を、直交する２つの方向において凹所３０の両側面を横切って延伸させて備えている代案となる二次の型２３０の上面図である。図１６Ｂは、より短い横穴形成チャネル２４２、２４４を、直交する２つの方向に延伸させて備えている代案となる二次の型２４０の上面図である。しかしながら、横穴形成チャネルのうちの一方の組の横穴形成チャネル２４２のみが、凹所３０の両面を通過して延伸している。横穴形成チャネルのうちの他方の組の横穴形成チャネル２４４は、各凹所３０のただ１つの面にのみ延伸している。図１６Ｃは、より短い横穴形成チャネル２５２を、直交する２つの方向において各凹所３０のただ１つの面にのみ延伸させて備えている他の代案となる二次の型２５０の上面図である。

横穴形成チャネルは、必ずしも長い必要はない。凹所の側面に、例えば孔であり、あるいは単なる凹所であってさえよい有意な不連続を形成しさえすればよい。

上述の実施の形態においては、マイクロ針製造用モールドプレートが、ただ１つの分離層によって隔てられて重なり合う２枚の型押しシートを有している。他の実施の形態においては、マイクロ針製造用モールドプレートが、３枚以上のこのような型押しシートを重ね合わせ、すべて分離層によって隣のプレートから分離して有している。したがって、３枚の型押しシートにおいては、２つの分離層が存在している。この構成においては、３枚以上の型押しシートのすべてが、型押しの後で分離され、横穴形成チャネルが必要に応じて設けられる。これにより、得られるマイクロ針の側面に２つ以上の孔を出現させることができる。

マイクロ針の全体形状は、母型針の形状を反映している。上述の実施の形態においては、母型針が、正方形のピラミッド状であり、したがってマイクロ針も同じである。しかしながら、母型針が、例えば三角形、六角形、八角形など（正多角形であっても、そうでなくても）、他の形状であってもよい。このような母型にもとづくマイクロ針製造用モールドを、上述のように製作することができるが、横穴形成チャネルの方向、長さ、および位置は、必要に応じて変更される。

図１７Ａは、三角形の凹所２６２および短い横穴形成チャネル２６４を有する他の二次の型２６０の上面図であり、横穴形成チャネル２６４が、一方向にのみ延び、かつそれぞれの凹所に対して直角にそれぞれの凹所のただ１つの側面へと延びている。図１７Ｂは、図１７Ａの二次の型２６０を使用して生み出されるマイクロ針２６６の等角投影図である。

図１７Ａおよび１７Ｂの実施の形態の横穴形成チャネルは、つながっておらず、それぞれの凹所のただ１つの面にのみ延伸している。もし横穴形成チャネルが連続的であるならば、それぞれの凹所を完全に横切ることとなり、それぞれのマイクロ針において正面の横穴に対向する稜部の横穴がもたらされることになる。

図１８Ａ〜１８Ｄは、マイクロ針製造用モールドの凹所および横穴形成チャネルにおけるさらなる変形例の上面図の例を示している。当然ながら、他にも多くの変形例が存在しうる。図１８Ａは、三角形の凹所２７２および短い横穴形成チャネル２７４を有する他の二次の型２７０の上面図であり、横穴形成チャネル２７４が、お互いに対して１２０°に位置する２つの方向に延び、それぞれの凹所の２つの面へと該当するそれぞれの面に対して直角に延びている。図１８Ｂは、三角形の凹所２８２および短い横穴形成チャネル２８４を有する他の二次の型２８０の上面図であり、横穴形成チャネル２８４が、お互いに対して１２０°に位置する３つの方向に延び、それぞれの凹所の３つの面へと該当するそれぞれの面に対して直角に延びている。図１８Ｃは、六角形の凹所２９２および長い連続的な横穴形成チャネル２９４を有する他の二次の型２９０の上面図であり、横穴形成チャネル２９４が、それぞれの凹所をマイクロ針製造用モールド２９０の片側から他方の側まですべて横切って一方向に延びている。図１８Ｄは、六角形の凹所３０２および短い横穴形成チャネル３０４を有する他の二次の型３００の上面図であり、横穴形成チャネル３０４が、それぞれの凹所のただ１つの面においてただ１つの方向に、面に対して直角に延びている。

上述のすべての実施の形態において、横穴形成チャネルは、凹所の該当する面に９０°で中心に交わっている。代案として、交差が他の角度であってもよい。さらには、交差が、それぞれの面に対して中心である必要はない。例えば、横穴形成チャネルが、角において凹所に交わり、１つの面に沿って全体に延びてもよく、あるいは隣接する２つの面を通って延びてもよい、などである。

上述のマイクロ針製造用モールドの製造の順序においては、横穴形成チャネルが、メタライゼーション・プロセスの後に製作されている。またさらなる実施の形態においては、これら２つの作業の順序を変更してもよく、すなわち横穴形成チャネルが、上述と同じやり方で、しかしながらメタライゼーションの前に形成される。メタライゼーションが、マイクロ針製造用モールドベースが再組み立てされるまで、すなわち型押しシートが再び合わされて一体に接合されるまで、行なわれない。メタライゼーションが、金属／合金またはカーボンあるいは他の導電性材料のスパッタ技法を用いて実行される。横穴形成孔または開口が、横穴形成チャネルと凹所との間の交差位置に生成されているため、スパッタされた原子は、これらの位置に堆積することはできない。したがって、堆積させたシード層に孔が生成される。上述のとおり、電鋳の際に、これらの孔には金属が堆積されることがない。これらの孔が、電鋳された針の壁面に残される。解放の後に、壁面に横穴を備えるマイクロ針のアレイが形成される。

上述した種々の変形例および代案となる手法は、自由に組み合わせることが可能である。

母型の製作-［工程（i）］
図１に示したような母型１０の製作は、精密な機械加工を必要とする。例えば平行六面体の工具鋼プレートの形態である素材ブロック（例えば、ＡＩＳＩ Ａ２または他の合金鋼の指定）が、硬化処理され、すべての表面が鏡面仕上げされる。仕上げの後、プレートの１面が、図１９Ａ〜１９Ｃに関して示されるように、精密ワイヤカット（または、例えばＣＮＴ機械加工などの他の精密機械加工）によって切削される。

図１９Ａは、図１の母型へと切削される鏡面仕上げの表面を有する平行六面体工具鋼プレート１６の側面図であり、１回のワイヤカット経路においてワイヤがとる経路を示している。図１９Ｂおよび１９Ｃは、切削プロセスの最中の異なる時点における図１９Ａのプレートの図である。図１９Ｂは、Ｘ方向の１回の通過の後の同じ工具鋼プレート１６の等角投影図である。図１９Ｃは、Ｘ方向の１回の通過およびＹ方向の半分までの通過の後の同じ工具鋼プレート１６の等角投影図である。

ワイヤ切断の最初の通過は、Ｘ方向に行なわれる。図１９Ａが、ワイヤ切断線１８を示している。ワイヤ切断線１８は、ベース切断部１８aのための高さにてプレート１６を水平方向に通過して最初の母型針ラインの位置まで延び、この点において、ワイヤ切断線１８は、ベース１２の表面に対して母型針の第１の面が延びる角度である上向きの切断角度ａにて、第１の斜めの切断部１８ｂに沿って上方へと延びている。プレート１６の上面にて、ワイヤ切断線１８は、ベース高さに向かって再び下方へと延びる。ワイヤ切断線１８は、母型針の第１の面に対向する第２の面がベース１２の表面に対して延びる角度である下向きの切断角度βにて、第２の斜めの切断部１８ｃに沿って下方へと延びている。この実施の形態において、上向きおよび下向きの切断角度a、βは等しく、したがって母型針の第１および第２の面は、二等辺である。最初の通過において、この上向きおよび下向きの切断、すなわち第１および第２の斜めの切断部１８ｂ、１８ｃの組が、２つのベース切断部１８ａの間に隆起部２０を生み出す。ワイヤ切断線１８は、他のベース切断部１８ａのためのベース高さに沿って、次の針１４が形成されるべき位置まで再び水平方向に継続し、この点において、ワイヤ切断線１８が再び上方へと延び、次いで下方へと延びて、もう１つの隆起部２０が切り出される。これが、Ｘ方向に存在すべき母型針と同数の隆起部２０が設けられるまで、続けられる、

理想的には、上向きの切断の頂点において、下向きの切断が速やかに開始する。しかしながら、現在のワイヤ切断機は、それらがどれだけ正確であったとしても、常に精度の限界を有している。したがって、ワイヤが１つの隆起部２０の頂点に達したとき、現実にはワイヤは、下方へと進むことができる前に、或る程度（典型的には、１〜２０μｍ［ミクロン］）は横方向に移動しなければならない。結果として、現実には、形成された隆起部２０および後に形成される母型針１４は、現在のところ完全に鋭い先端ではなく、小さな平坦な上面を有している。隆起部２０および母型針１４が、図において、小さな平坦な先端面ではなく完全に尖った先端を有しているように見える場合、それは簡単化のためである。

最初の切断の通過の後に、プレート１６の上部が、図１９Ｂに見られるように、鋼製プレートの１表面上に平行な隆起部を残して取り去られている。次いで、このプレート１６（または、ワイヤ切断工具）が、Z軸（プレート１６に直交して下方へと貫く方向）を中心として９０°回転させられる。次に、Ｙ方向における第２のワイヤ切断の通過が実行される。これは、今回は最初の切断の方向に対して９０°の方向である点を除き、図１９Ａに示した最初の通過と同じ経路に従う。上向きおよび下向きの切断は、第３および第４の面の角度である。すでに最初の切断が行なわれているため、第２のワイヤ切断の通過によって、隆起部の第２の列が切り出されるのではなく、個々の母型針１４が生み出される。図１９Ｃは、第２の切断の通過の途中のプレート１６を示している。いくつかの母型針１４が、すでに生み出されており、隆起部２０は、依然としてプレートに沿って途中まで延びている。第２のワイヤ切断の通過の終わりにおいて、プレートが図１のように出現する。この実施の形態においては、それぞれの母型針が、同じ正方形のピラミッド錐台の形状を有している。

図１９Ａ〜１９Ｃは、母型針のアレイを１つだけ有する母型について、製造プロセスを示している。より大きな鋼製プレートが使用される場合には、数十またはそれ以上の母型針のアレイを、２回のワイヤ切断の通過によって形成することができる。

母型は、鋼である必要はなく、アルミニウム合金や亜鉛合金などといった他の金属／合金から製作することができる。例えばダイアモンドカーボン皮膜、ダイアモンド状カーボン皮膜（ＤＬＣ）、無電界Ｎｉ皮膜、硬質クロム皮膜、チッ化物皮膜、カーバイド皮膜、またはホウ化物皮膜といった１つ以上の硬質皮膜を、母型表面および母型針へと適用することができる。これは、母型の寿命を長くすべく母型の固さを向上させるためのものである。これに加え、あるいはこれに代えて、マイクロ針製造用モールドの生成に使用されるプレートの剥離を容易にするため、例えばカーボン被覆、ダイアモンド状カーボン被覆、あるいは何らかのまたは適切な皮膜など、皮膜層を加えてもよい。いくつかの皮膜は、硬さの向上および剥離層としての機能という両方の機能を有することができる。

この実施の形態による母型の製作に関する工程を説明するフロー図が、図２０に示されている。ステップＳ１４０において、素材ブロックが用意される。ステップＳ１４２において、このブロックについて第１の切断が第１の方向に行なわれ、複数の隆起部が形成される。このブロックが、ステップＳ１４４において回転させられて再び切断される。ステップＳ１４６において、すべての切断が行なわれたか否か（すなわち、切断が完了して、隆起部が母型針に変化したか否か）について、判断がなされる。すべての切断がなされている場合、プロセスは終了する。切断がすべては完了していない場合、プロセスはステップＳ１４４に戻る。

マイクロ針アレイ製品５０（図１１Ａ）上の最終のマイクロ針５２の寸法および形状は、母型１０の製作時のワイヤ切断の経路１８を変更することによって、調節可能である。図１９Ａに示した切断線１８（Ｙ方向についても繰り返される）によれば、母型針１４（したがって、最終のマイクロ針５２）の４つの側面が、同じ形状、底面に対する同じ傾斜角度、および正方形の断面を有する。切断経路の上り坂および下り坂の切断角度a、βを変化させることで、母型針の形状を調節することができる。そのような種々の形状の母型を、上述と同じやり方にて種々の形状のマイクロ針製造用モールドを形成すべく使用することができる。これら種々の形状のマイクロ針製造用モールドを、マイクロ針アレイ製品を製作するために、やはり上述と同じやり方で使用することができる。

上述の実施の形態においては、母型針および最終的に生み出されるマイクロ針が、正方形のベースから生じる四角形の断面を有している。ワイヤ切断の通過の回数および／または各切断の間におけるプレート１６の回転角度を変更することによって、例えばすでに述べた三角形、六角形、および八角形の形状など、他の形状を生み出すことが可能である（たとえば、お互いに対して１２０°である３回の切断を使用して三角形または六角形の母型針（ただし、下降位置が異なる）、お互いに対して４５°である４回の切断を使用して八角形の母型針）。この手法を、三角形、正方形、矩形、菱形、平行四辺形、台形、または何らかの特別な不規則な五角形、規則的または何らかの特別な不規則な六角形、規則的な八角形、またはおそらくは何らかの他の形状の母型針を製作するために、容易に使用することができる。

第２の主要な実施の形態
次に、横穴付きのマイクロ針を製作するための第２の主要な実施の形態を、説明する。この方法は、上述の第１の主要な実施の形態およびその変形例と異なり、２つ以上の積層型押しシートを使用しない。代わりに、マイクロ針層における異形が、製造プロセスを通じて母型に導入される。

母型の製造の際に、それぞれの母型針の１つの面のうちの短い部分が、母型のベース表面に対して直交するように作られる。この変形例の母型は、例えば図１および２の母型の製作に使用されるプロセスと類似のプロセスで製作できる。そのようなプロセスを、以下で図２１Ａ〜２１Ｄを参照して説明する。

図２１Ａは、第１の切断が図１９Ｂの半完成母型を生み出すべく行なわれる第１の切断と同様に行なわれた後（この実施の形態においては、わずかに鈍い隆起部が形成されているが）の、工具鋼プレート３１６の側面図である。平行な第１組の隆起部３２０が生成されている。しかしながら、或る相違を、図２１Ａの一部分の拡大図である図２１Ｂに見つけることができる。隆起部３２０の１つの面の上向きの傾斜において、横穴形成部が不連続部３２２の形態で存在しており、そこでは、傾斜が第１の上向きの方向から第２の実質的に垂直な方向へと変化しており、その後に第１の上向きの方向に再び変化し、隆起部３２０の頂点に達している。この傾斜部の垂直部分すなわち不連続部３２２は、上方への切断の際にワイヤの上方への移動角度を注意深く制御することによって、達成される。

第２の方向の第２の切断は、上向き切断の際に方向を変化させることなく、通常どおり行なわれる。図２１Ｃは、第２の切断の途中の工具鋼プレート３１６の等角投影図である。図２１Ｄは、この時点までに生成された母型針３１４のうちの１つの拡大図である。最終の母型において、それぞれの母型針３１４が、側面のうちの１つに垂直部分３２２を有している。

マイクロ針製造用モールドは、例えば図２１Ａ〜２１Ｄに関して上述したような不連続部を有する母型から製造される。マイクロ針製造用モールドベースが、マイクロ針製造用モールドプレートを母型へとホットプレスすることによって製作される。ホットプレスの作業は、すでに述べたホットプレス法と同様のやり方で実行される。しかしながら、マイクロ針製造用モールドプレートの構成に主たる相違が存在する。マイクロ針製造用モールドプレートが、間に分離層を有する２枚の型押し層の積層ではない。代わりに、マイクロ針製造用モールドプレートは、先の実施の形態における２枚（または、それ以上）の型押しシートのいずれかと同様の素材からなり、母型針３１４の高さと同じ厚さであるただ１枚の型押しシートである。

ホットプレスの結果は、図２２Ａに示すようなマイクロ針製造用モールドベース３３２であり、正方形のピラミッド錐台状の貫通孔３３０が片面から他方の面へと貫いて刻印されている。図２２Ｂは、図２２Ａの一部分の拡大斜視図であり、凹所３３０を示している。図２２Ｃは、図１９Ｂの一部分の拡大図であり、母型針３１４の不連続部３２２に対応する凹所３３０の１つの表面の不連続部３３８を示している。凹所の不連続部は、マイクロ針製造用モールドベース３３２の上面および下面におおむね垂直または直交している。

マイクロ針製造用モールドプレート３２２が、第１の実施の形態と同様に、導電性のシード層３３４にてメタライゼーションされる。この実施の形態においては、スパッタリングが好ましい技法である。スパッタされた金属原子が、凹所３３０の上部（図２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃの向き）へと下降して入り、正方形のピラミッド錐台の表面へとほぼ真っ直ぐな垂直線にて下方へと飛行し、凹所３３０の底部および側壁のうちのモールド上面に対して傾斜角度を有している主要部分へと堆積する。一方で、モールド上面に対して垂直である（すなわち、凹所２３０内への原子の移動の方向と平行である）部分に堆積する原子は、ほとんどない。図２３Ａは、図２２Ａの一部分の拡大斜視図であり、スパッタリング後の凹所３３０を示している。図２３Ｂは、図２３Ａの一部分の拡大図である。スパッタによるシード層３３４が、マイクロ針製造用モールドベース３３２の上部を覆って広がるとともに、凹所３３０の中へと、凹所の不連続部３３８を除くすべての表面に広がっている。シード層が、垂直壁部分には定着せず、したがって横穴形成孔または開口３４２が、シード層３３４の当該壁部分に生成される。マイクロ針製造用モールドベース３３２とシード層３３４とがマイクロ針製造用モールド３４０を形成している。

電鋳工程が、例えば図２２Ａ〜２３Ｂに関して説明したプロセスを用いて製造されたマイクロ針製造用モールド３４０など、マイクロ針製造用モールド３４０に対して行なわれる。電鋳工程は、第１の実施の形態に関して上述したとおりに行なわれる。マイクロ針層３４４が、マイクロ針製造用モールド３４０の上面へとＮｉまたはＮｉ／Ｆｅ合金あるいは他の金属／合金を電鋳することによって設けられる。マイクロ針層３４４は、図２４Ａおよび２４Ｂに示されているように、マイクロ針製造用モールド４０上および凹所３３０内の薄い金属製シード層３３４の上へと形成される。図２４Ａは、図２２Ａの一部分の拡大斜視図であり、スパッタリング後かつ電鋳後の凹所３３０を示している。図２４Ｂは、図２４Ａの一部分の拡大図である。電鋳によるマイクロ針層３４４が、シード層３３４によって覆われたマイクロ針製造用モールドベース３３２の上部を覆って広がるとともに、シード層３３４によって覆われた凹所３３０の中へと、シード層３３４が存在するすべての表面に広がっている。シード層が定着していないため、マイクロ針層３４４は、不連続部３３８すなわちシード層の開口部３４２を覆って延びてはいない。したがって、凹所３３０内のマイクロ針層３４４の側面に孔３４６が存在している。

このめっきによる金属／合金構造体、すなわちマイクロ針層３４４が、マイクロ針製造用モールド３４０から解放される。解放された構造体が、図２５Ａに示されているような所望のマイクロ針アレイ製品３５０であり、所望のマイクロ針３５２のアレイを備えている。図２５Ｂは、ピラミッド状のマイクロ針３５２のうちの１つの拡大図である。凹所内のマイクロ針層３４４の孔３４６が、マイクロ針アレイ製品３５０のマイクロ針３５２の一部であり、横穴として１つの側壁へと延伸し、マイクロ針３５２のベースから上方へと延びる針管腔に連通している。

このやり方で生み出された横穴３４６は、マイクロ針３５２の１つの面の外表面を全体にわたって横切って広がっている。これは、上述したような母型製造方法の結果であり、他の製造方法からは必ずしも存在しないかもしれない。マイクロ針３５２の壁を貫いている孔３４６の幅は、側方のシード層３３４へとより多くの材料が電鋳されるため、壁の内面に向かって減少している。

明らかなように、不連続部３３２は、図２１Ｄの母型針３１０においては１つの面にのみ存在しており、したがって得られるマイクロ針３５２のただ１つの面にのみ存在する。しかしながら、追加の不連続部を、同じ面の異なる高さに導入することができ、さらには／あるいは別の面に導入することができる。さらに、不連続部３３２は、必ずしも上方への切断の際にのみ生成される必要はなく、下方への切断の際に形成されてもよい。不連続部３２２は、必ずしも第１回の切断の際に生成される必要はなく、第２の（または、さらなる）切断の際に生成されてもよい。

また、このようなやり方で製造される横穴は、ベースが正方形のマイクロ針には限定されず、マイクロ針製造用モールド内のマイクロ針凹所に垂直面を設けることが可能であるほぼ任意の他の形状のマイクロ針に位置することができる。

上述の説明においては、マイクロ針製造用モールドが、二次的な型である。しかしながら、マイクロ針製造用モールドを、絶対に母型によって、あるいは母型から製造しなければならないというわけではない。

本発明の実施の形態によれば、強度および靭性に富んでいる中空マイクロ針アレイまたは中実ポリマー針などの中実針を、産業用の大規模で容易に製造することができる。マイクロ針の製造のための型を、安価なポリマー材料を使用して製作でき、したがって型を低コストかつ使い捨てにすることができる。さらに、母型を製作するためにワイヤ切断を使用する例示のマイクロ針製造用モールドの製作方法は、より安価である。ワイヤ切断法を使用することで、規則的であっても、不規則であっても、先細りであっても、先細りでなくても、真っ直ぐであっても、斜めであっても、あるいは面の数がさまざまであっても、マイクロ針の寸法または形状を容易に変化させることができる。マイクロ針が横穴を有しており、端部に孔を必要としないため、このようなマイクロ針の鋭さをさらに向上させることができ、針による皮膚の貫通および液体の注入がより簡単になる。このようなマイクロ針アレイを、従来からの注射針／シリンジを置き換えるための無痛注射装置において使用することができる。

本明細書において種々の実施の形態を説明したが、本発明がこれらに限定されるわけではない。例えば添付の特許請求の範囲に定められる本発明の技術的範囲に依然として包含される他の変形例が、当業者にとって容易に明らかである。

マイクロ針製造用モールドの製作に使用される母型１０の斜視図である。 母型針のアレイを６４個（８×８）有している母型の等角投影図である。 型押しプレートの側面図であり、マイクロ針製造用モールドを形成するための型押しされる前である。 マイクロ針製造用モールドベースを製作するための型押しプロセスを説明する図である。 図４に示したプロセスによって生み出されたマイクロ針製造用モールドベースの図である。 図４に示したプロセスによって生み出されたマイクロ針製造用モールドベースの図である。 図４に示したプロセスによって生み出されたマイクロ針製造用モールドベースの図である。 マイクロ針製造用モールドベースの一部分の斜視図であり、シード層の被覆を有している。 横穴形成チャネルが形成された後のマイクロ針製造用モールドベースの一部分の第２の面の平面図である。 横穴形成チャネルが形成された後に再組み立てされたマイクロ針製造用モールドベースの図である。 横穴形成チャネルが形成された後に再組み立てされたマイクロ針製造用モールドベースの図である。 第１の主要な実施の形態によるマイクロ針製造用モールドの製作に関する工程についてのフロー図である。 マイクロ針製造用モールドの一部分の斜視断面図であり、マイクロ針層がめっきされている。 第１の主要な実施の形態のマイクロ針アレイおよびマイクロ針の図である。 第１の主要な実施の形態のマイクロ針アレイおよびマイクロ針の図である。 他の実施の形態によるマイクロ針の形成に関する工程についてのフロー図である。 マイクロ針製造用モールドの製造およびマイクロ針の形成に関する図であり、代案となる構成の横穴形成チャネルを備えている。 マイクロ針製造用モールドの製造およびマイクロ針の形成に関する図であり、代案となる構成の横穴形成チャネルを備えている。 マイクロ針製造用モールドの製造およびマイクロ針の形成に関する図であり、代案となる構成の横穴形成チャネルを備えている。 さらなる代案となるマイクロ針製造用モールドの図であり、他の構成の横穴形成チャネルを備えている。 さらなる代案となるマイクロ針製造用モールドの図であり、他の構成の横穴形成チャネルを備えている。 他の代案となるマイクロ針製造用モールドの図であり、他の構成の横穴形成チャネルを備えている。 他の代案となるマイクロ針製造用モールドの図であり、他の構成の横穴形成チャネルを備えている。 またさらなる代案となるマイクロ針製造用モールドの図であり、別の構成の横穴形成チャネルを備えている。 またさらなる代案となるマイクロ針製造用モールドの図であり、別の構成の横穴形成チャネルを備えている。 またさらなる代案となるマイクロ針製造用モールドの図であり、別の構成の横穴形成チャネルを備えている。 三角形の横穴付きマイクロ針の製造に関する図である。 三角形の横穴付きマイクロ針の製造に関する図である。 他の形状のマイクロ針を製造するための他のマイクロ針製造用モールドの図であり、別の構成の横穴形成チャネルを有している。 他の形状のマイクロ針を製造するための他のマイクロ針製造用モールドの図であり、別の構成の横穴形成チャネルを有している。 他の形状のマイクロ針を製造するための他のマイクロ針製造用モールドの図であり、別の構成の横穴形成チャネルを有している。 他の形状のマイクロ針を製造するための他のマイクロ針製造用モールドの図であり、別の構成の横穴形成チャネルを有している。 図１の母型へと切削されるプレートについての図である。 図１の母型へと切削されるプレートについての図である。 図１の母型へと切削されるプレートについての図である。 母型の製造に関するフロー図である。 第２の主要な実施の形態のための不連続部を備えている別の形態の母型へと切削されるプレートについての図である。 第２の主要な実施の形態のための不連続部を備えている別の形態の母型へと切削されるプレートについての図である。 第２の主要な実施の形態のための不連続部を備えている別の形態の母型へと切削されるプレートについての図である。 第２の主要な実施の形態のための不連続部を備えている別の形態の母型へと切削されるプレートについての図である。 第２の主要な実施の形態によるマイクロ針製造用モールドベースの図である。 第２の主要な実施の形態によるマイクロ針製造用モールドベースの図である。 第２の主要な実施の形態によるマイクロ針製造用モールドベースの図である。 図２２Ｂおよび２２Ｃの図の拡大部分について、メタライゼーションの後の図である。 図２２Ｂおよび２２Ｃの図の拡大部分について、メタライゼーションの後の図である。 図２２Ｂおよび２２Ｃの図の拡大部分について、メタライゼーションおよび電鋳の後の図である。 図２２Ｂおよび２２Ｃの図の拡大部分について、メタライゼーションおよび電鋳の後の図である。 第２の主要な実施の形態のマイクロ針アレイおよびマイクロ針の図である。 第２の主要な実施の形態のマイクロ針アレイおよびマイクロ針の図である。

Claims (31)

1. マイクロ針の製造に使用するためのマイクロ針製造用モールドの製造方法であって、
   凹所を有するマイクロ針製造用モールドであって、その凹所が製造しようとするマイクロ針に対応し、マイクロ針製造用モールドベースの第１の表面から延伸させているようなマイクロ針製造用モールドベースを用意するステップ、および、
   マイクロ針製造用モールドベース内に横穴形成孔を形成するステップであって、前記凹所の横穴形成位置において、前記マイクロ針製造用モールドベース内の前記凹所の側面に延伸する前記横穴形成孔を形成するステップ、を含んでいる方法。
2. 前記横穴形成孔が、前記凹所の頂部または底部へと延びることなく、前記凹所の側面に延伸している請求項１に記載の方法。
3. 前記横穴形成孔が、前記個々の凹所のただ１つの側面に延伸している請求項１または２に記載の方法。
4. 個々の凹所に、前記横穴形成孔がただ１つの点で交差している請求項３に記載の方法。
5. 前記横穴形成孔が、前記個々の凹所の対向する側面に延伸している請求項１または２に記載の方法。
6. 前記横穴形成孔が、前記個々の凹所の隣接する側面に延伸している請求項１、２または５に記載の方法。
7. 前記マイクロ針製造用モールドベースの前記第１の表面上および前記凹所内に、シード層を設けるステップ
   をさらに含んでいる請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 横穴形成孔をマイクロ針製造用モールドベースに形成するステップが、前記シード層が設けられた後に行なわれることで、前記シード層が前記横穴形成位置から取り除かれる請求項７に記載の方法。
9. 前記シード層が、前記マイクロ針製造用モールドベースに前記横穴形成孔が形成された後に堆積させられ、実質的に前記横穴形成位置には堆積できない請求項７に記載の方法。
10. 横穴形成孔を形成するステップが、
    ・前記凹所の前記横穴形成位置において、前記凹所の側面に不連続部を設けるステップ、および
    ・前記横穴形成用不連続部を設けた後に、前記シード層を、実質的に前記横穴形成用不連続部には堆積できないように堆積させるステップ
    を含んでいる請求項７に記載の方法。
11. 前記凹所の側面に不連続部を設けるステップが、前記凹所の側面に前記モールドベースの第１の表面に対しておおむね直交する部位を形成するステップを含んでいる請求項１０に記載の方法。
12. 前記凹所の側面の前記おおむね直交する部位が、該凹所とともに形成される請求項１１に記載の方法。
13. 前記凹所の側面に不連続部を設けるステップが、前記モールドベースに前記凹所に交差する横穴形成チャネルを形成するステップを含んでいる請求項１０に記載の方法。
14. 前記横穴形成孔は、前記モールドベースの横穴形成チャネルが前記モールドベースの前記凹所に交差する位置に形成される請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記横穴形成チャネルが、前記マイクロ針製造用モールドベースの１つの端面から該マイクロ針製造用モールドベースの反対側の端面まで、該マイクロ針製造用モールドベースの前記第１の表面とおおむね平行に延伸している請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記横穴形成チャネルが、隣接する凹所の間を延伸している請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記マイクロ針製造用モールドベースが、重なり合う複数のモールドベースシートを有しており、
    当該方法が、
    前記横穴形成孔をモールドベースに形成するステップであって、前記複数のモールドベースシートを分離させるステップと、前記モールドベースシートのうちの少なくとも１つの対向する表面のうちの少なくとも一方に横穴形成チャネルを形成するステップとを有しているステップ、および
    前記複数のモールドベースシートを重ね合わせて、前記マイクロ針製造用モールドベースを再構成するステップ
    をさらに含んでいる請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記対向する表面のうちの少なくとも一方の横穴形成チャネルが、前記対向する表面のうちの少なくとも一方の溝として形成される請求項１７に記載の方法。
19. 前記マイクロ針製造用モールドベースが、前記２つまたは各２つの隣り合って重なり合うモールドベースシートの間に分離層をさらに有している請求項１７または１８に記載の方法。
20. 前記複数のモールドベースシートを重ね合わせて前記マイクロ針製造用モールドベースを再構築するステップに先立ち、前記１つ以上の分離層を取り除くステップ
    をさらに含んでいる請求項１９に記載の方法。
21. 前記凹所が、前記マイクロ針製造用モールドベースの第１の表面から反対側の第２の外表面まで延伸する貫通孔である請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. マイクロ針製造用モールドベースを用意するステップが、前記マイクロ針製造用モールドベースの前記凹所に対応する複数の母型針を突出させてなる母型ベース表面を有する母型上へと、前記マイクロ針製造用モールドベースを成型するステップを含んでいる請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記マイクロ針製造用モールドベースが、ホットプレスによって前記母型上へと成型される請求項２２に記載の方法。
24. 前記母型を用意するステップをさらに含んでいる請求項２２または２３に記載の方法。
25. 母型を用意するステップが、母型ブロックから前記母型をワイヤ切断するステップを含んでいる請求項２４に記載の方法。
26. 複数の凹所を自身の第１の表面から延伸させて備えているマイクロ針製造用モールドベースと該マイクロ針製造用モールドベース内の複数の横穴形成孔とを有するマイクロ針製造用モールドであって、
    前記横穴形成孔が、前記マイクロ針製造用モールドベース内の前記凹所の側面に、該凹所の横穴形成部において延伸しているマイクロ針製造用モールド。
27. 前記横穴形成孔が、前記モールドベースの横穴形成チャネルと前記モールドベースの凹所との間の交差によるものである請求項２６に記載のマイクロ針製造用モールド。
28. 前記横穴形成孔が、前記凹所の側面の不連続部からなる請求項２６に記載のマイクロ針製造用モールド。
29. 前記凹所の側面の不連続部が、前記マイクロ針製造用モールドベースの第１の表面に対して実質的に直角に延びている請求項２８に記載のマイクロ針製造用モールド。
30. 前記凹所が、側面にシード層を有している請求項２６〜２９のいずれか一項に記載のマイクロ針製造用モールド。
31. 前記不連続が、前記シード層の途切れを含んでいる少なくとも請求項２８に従属する請求項３０に記載のマイクロ針製造用モールド。

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