JP5874303B2 - Needle-like body and method for producing needle-like body - Google Patents

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Description

本発明は、針状体および該針状体の製造に適した針状体の製造方法に関する。   The present invention relates to a needle-shaped body and a method for manufacturing a needle-shaped body suitable for manufacturing the needle-shaped body.

皮膚上から薬剤などの送達物を浸透させ体内に送達物を投与する方法である経皮吸収法は、人体に痛みを与えることなく簡便に送達物を投与することが出来る方法として用いられている。   The percutaneous absorption method, which is a method of injecting a delivery product such as a drug from the skin and administering the delivery product into the body, is used as a method capable of easily administering the delivery product without causing pain to the human body. .

経皮投与の分野において、μmオーダーの針が形成された針状体を用いて皮膚を穿孔し、皮膚内に薬剤などを投与する方法が提案されている(特許文献1参照)。   In the field of transdermal administration, a method has been proposed in which skin is perforated using a needle-like body on which a needle of the order of μm is formed, and a drug or the like is administered into the skin (see Patent Document 1).

また、針状体の製造方法として、機械加工を用いて原版を作製し、該原版から転写版を形成し、該転写版を用いた転写加工成型を行なうことが提案されている(特許文献2参照)。   Further, as a method for producing a needle-like body, it has been proposed to prepare an original plate using machining, form a transfer plate from the original plate, and perform transfer processing molding using the transfer plate (Patent Document 2). reference).

また、針状体の製造方法として、エッチング法を用いて原版を作製し、該原版から転写版を形成し、該転写版を用いた転写加工成型を行なうことが提案されている(特許文献3参照)。   In addition, as a method for producing a needle-like body, it has been proposed to prepare an original plate using an etching method, form a transfer plate from the original plate, and perform transfer processing molding using the transfer plate (Patent Document 3). reference).

また、針状体を構成する材料は、仮に破損した針状体が体内に残留した場合でも、人体に悪影響を及ぼさない材料であることが望ましい。このため、針状体材料としてキチン・キトサン等の生体適合材料が提案されている(特許文献4参照)。   Further, it is desirable that the material constituting the acicular body is a material that does not adversely affect the human body even if the damaged acicular body remains in the body. For this reason, biocompatible materials such as chitin and chitosan have been proposed as acicular materials (see Patent Document 4).

キチンはカニやエビなどの甲殻類の殻に含まれる成分であり、キトサンはその脱アセチル化物である。キチンとキトサンとの間に明確な境界線はないが、一般的にキチンの脱アセチル化が70%以上のものがキトサンと呼ばれる。   Chitin is a component contained in shells of crustaceans such as crabs and shrimps, and chitosan is a deacetylated product. Although there is no clear boundary line between chitin and chitosan, generally, chitin having a deacetylation of 70% or more is called chitosan.

キチン・キトサンは酸性水溶液には溶解するという特徴を有している。このため、キチン・キトサンを酸性を示す水溶媒に溶解した水溶液を調整し、該水溶液を針状体形状を成した転写版に充填し、該水溶液から水を蒸発させることにより、キチン・キトサンからなる針状体を作製することが出来る。   Chitin / chitosan is characterized by being dissolved in an acidic aqueous solution. Therefore, by preparing an aqueous solution in which chitin / chitosan is dissolved in an acidic aqueous solvent, filling the aqueous solution into a transfer plate having a needle-like shape, and evaporating water from the aqueous solution, Can be produced.

特開昭48−93192号公報JP-A-48-93192 国際公開第2008/013282号パンフレットInternational Publication No. 2008/013282 Pamphlet 国際公開第2008/004597号パンフレットInternational Publication No. 2008/004597 Pamphlet 国際公開第2008/020632号パンフレットInternational Publication No. 2008/020632 Pamphlet

針状体は、送達する薬剤、症状に対する処方など、用途によっては、生体内で非溶解性を示すものが求められる。   The needle-shaped body is required to be insoluble in the living body depending on the use, such as a drug to be delivered and a prescription for symptoms.

しかしながら、キチン・キトサンの酸性水溶液から作製した針状体は、耐水性がなく、水分に接触、あるいは水に浸漬すると溶解してしまう。このため、キチン・キトサンの酸性水溶液から作製した針状体は生体内で溶解されてしまい、生体に対して高負荷であり、また、穿刺後に微細な針状体形状を維持することができないという問題があった。   However, a needle-shaped body prepared from an acidic aqueous solution of chitin / chitosan has no water resistance, and dissolves when contacted with water or immersed in water. For this reason, a needle-shaped body prepared from an acidic aqueous solution of chitin / chitosan is dissolved in the living body, has a high load on the living body, and cannot maintain a fine needle-shaped body shape after puncturing. There was a problem.

また、針状体は決して平坦でない皮膚に穿刺して用いるため、ある程度の柔軟性を有していることが好ましい。キチン・キトサンの酸性水溶液から作製した針状体は柔軟性に乏しく、皮膚に穿刺した際に突起部が破損してしまうという問題があった。   Further, since the needle-like body is used by puncturing skin that is never flat, it is preferable that the needle-like body has a certain degree of flexibility. A needle-shaped body prepared from an acidic aqueous solution of chitin / chitosan has poor flexibility, and there is a problem in that the protrusion is damaged when the skin is punctured.

そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、生体に低負荷であり皮膚に穿刺した後に微細な針状体形状を維持することができ、また、柔軟性を有した針状体を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and has a low load on a living body, can maintain a fine needle-like body shape after puncturing the skin, and has flexibility. It is an object of the present invention to provide a needle-like body.

上記課題を解決するために請求項1記載の発明としては、針状形状を有する突起部と、該突起部を支持する支持基板とを備え、前記突起部に用いる針状体材料は、少なくともキトサンとグリオキシル酸を含むことを特徴とする針状体とした。
また、請求項2記載の発明としては、前記キトサンは、キトサン、キチン・キトサン、キチン・キトサン誘導体、グルコサミン、グルコサミン誘導体からなる群から選ばれた1つ以上の材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の針状体とした。
また、請求項3記載の発明としては、前記グリオキシル酸は、グリオキシル酸、グリオキシル酸水和物から選択されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の針状体とした。
また、請求項4記載の発明としては、前記突起部と前記支持基板とは同じ組成の針状体材料よりなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の針状体とした。
また、請求項5記載の発明としては、前記針状形状は、高さ10μm以上1000μm以下の針状体形状であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の針状体とした。
また、請求項6記載の発明としては、針状体形状を有する突起部と該突起部を支持する支持基板とを備える針状体の製造方法であって、針状体形状を有する凹部を備えた凹版を準備する工程と、キトサンおよびグリオキシル酸を液状に調整し、液状の針状体材料とする工程と、前記液状の針状体材料を前記凹版に充填する工程と、前記液状の針状体材料が前記凹版に充填された状態で加熱し、前記針状体材料を固化する工程と、固化した前記針状体材料を凹版から剥離し針状体とする工程とを備えることを特徴とする針状体の製造方法とした。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is provided with a protrusion having a needle-like shape and a support substrate for supporting the protrusion, and the needle-like material used for the protrusion is at least chitosan. A needle-like body characterized by containing glyoxylic acid.
The invention described in claim 2 is characterized in that the chitosan contains one or more materials selected from the group consisting of chitosan, chitin / chitosan, chitin / chitosan derivatives, glucosamine, and glucosamine derivatives. It was set as the acicular body of item 1.
According to a third aspect of the present invention, the glyoxylic acid is selected from glyoxylic acid and glyoxylic acid hydrate. The needle-shaped body according to the first or second aspect is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the acicular body according to any one of the first to third aspects, wherein the protrusion and the support substrate are made of an acicular body material having the same composition. .
As the invention of claim 5, wherein the needle-like shape, the needle-like body according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the height 10μm or more 1000μm following needles shape It was.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a needle-like body comprising a protrusion having a needle-like body shape and a support substrate for supporting the protrusion, comprising a recess having a needle-like body shape. A step of preparing an intaglio, a step of preparing chitosan and glyoxylic acid in a liquid state to form a liquid needle-shaped body material, a step of filling the intaglio with the liquid needle-shaped body material, and the liquid needle-shape Heating the body material in a state of being filled in the intaglio and solidifying the needle-shaped body material; and separating the solidified needle-shaped body material from the intaglio to form a needle-shaped body. It was set as the manufacturing method of the acicular body to do.

本発明の針状体とすることにより、また、耐水性が高く皮膚に穿刺した後にも生体内で形状の維持することができ、生体に対して低負荷の針状体とすることができた。柔軟性を備えμmオーダーの微細な3次元構造体を皮膚に沿わせて押し込むことができ、皮膚に穿刺した際に破損しない針状体とすることができた。   By using the needle-shaped body of the present invention, the shape can be maintained in the living body even after puncturing the skin with high water resistance, and the needle-shaped body having a low load on the living body can be obtained. . It was possible to push a fine three-dimensional structure having flexibility on the order of μm along the skin, and to obtain a needle-like body that was not damaged when punctured into the skin.

図1は本発明の針状体の模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the acicular body of the present invention. 図2は本発明の針状体の製造方法の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of the method for producing a needle-shaped body of the present invention.

以下、本発明の針状体について説明する。図1に本発明の針状体の模式断面図を示した。   Hereinafter, the acicular body of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the needle-shaped body of the present invention.

本発明の針状体1は、針状形状を有する突起部2と突起部を支持する支持基板3を備える。そして、本発明の針状体は、少なくとも突起部に用いる針状体材料は、少なくともキトサンとグリオキシル酸またはその水和物を含むことを特徴とする。   The acicular body 1 of the present invention includes a protrusion 2 having a needle shape and a support substrate 3 that supports the protrusion. The needle-like body of the present invention is characterized in that at least the needle-like material used for the protrusion includes at least chitosan and glyoxylic acid or a hydrate thereof.

本発明者は、鋭意検討の結果、キトサンにグリオキシル酸またはその水和物を添加して針状体を作成することにより、生体内で形状の維持ができ、破損することなく皮膚に穿刺できるμmオーダーの微細な3次元構造体とすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies, the present inventor has made a needle-like body by adding glyoxylic acid or its hydrate to chitosan, so that the shape can be maintained in vivo, and the skin can be punctured without being broken. The inventors have found that a three-dimensional structure having a fine order can be obtained, and have completed the present invention.

グリオキシル酸は一分子の中にアルデヒド基とカルボキシル基を含む。グリオキシル酸はキトサン中で架橋剤として作用するものと考えられる。キトサンのアミノ基がグリオキシル酸のアルデヒド基およびカルボニル基と反応し、キトサン分子同士が架橋することで、キトサンのアミノ基が失われ、酸溶液中でも生体適合性キトサンが塩をつくることが出来なくなるため、水に対し溶解しにくくなり、また、柔軟性を向上させることができるため、生体内で形状の維持ができ破損することなく皮膚に穿刺できるものと考えられる。   Glyoxylic acid contains an aldehyde group and a carboxyl group in one molecule. Glyoxylic acid is thought to act as a crosslinking agent in chitosan. The chitosan amino group reacts with the aldehyde group and carbonyl group of glyoxylic acid, and the chitosan molecules cross-link with each other, so the amino group of chitosan is lost and biocompatible chitosan cannot form a salt even in an acid solution. Since it becomes difficult to dissolve in water and the flexibility can be improved, it is considered that the shape can be maintained in vivo and the skin can be punctured without being damaged.

本発明の針状体は、水溶媒に対して非溶解である。ここで、「針状体が水溶媒に非溶解であること」とは、「針状体にpH7.5リン酸緩衝溶液(PBS)に24時間浸漬したあと後、針状体の減少した体積が浸漬前の体積の5%以下であること」をいう。   The acicular body of the present invention is insoluble in an aqueous solvent. Here, “the needle-like body is insoluble in an aqueous solvent” means “the volume of the needle-like body decreased after being immersed in a pH 7.5 phosphate buffer solution (PBS) for 24 hours. Is 5% or less of the volume before immersion. "

また、本発明の針状体材料として用いられるキトサンは、生体適合性を備えるものであり、キトサン、キチン・キトサン、キチン・キトサン誘導体、グルコサミン、グルコサミン誘導体からなる群から選ばれた1つ以上の材料を含んでもよい。キチンとキトサンとの間に明確な境界線はないが、一般的にキチンの脱アセチル化が70%以上のものがキトサンと呼ばれる。脱アセチル化は、適宜公知の手法により行うことが出来る。   The chitosan used as the needle-shaped body material of the present invention has biocompatibility, and is one or more selected from the group consisting of chitosan, chitin / chitosan, chitin / chitosan derivatives, glucosamine, and glucosamine derivatives. Materials may be included. Although there is no clear boundary line between chitin and chitosan, generally, chitin having a deacetylation of 70% or more is called chitosan. Deacetylation can be appropriately performed by a known method.

生体適合性を備えるキトサン・キチン・キトサン、キチン・キトサン誘導体、グルコサミン誘導体は、蟹、エビなどの甲殻類由来のもの、菌糸類・微生物産生の植物由来のもの、およびそれらを出発原料としたもの等を用いることができる。キトサン、キチン・キトサンおよびキチン・キトサン誘導体は、皮膚に対して美容効果を示すとともに殺菌効果、抗菌効果を有するため、本発明の針状体に用いる針状体材料として好ましく用いることができる。 Chitosan / chitin / chitosan, chitin / chitosan derivatives and glucosamine derivatives with biocompatibility are derived from crustaceans, shrimp and other crustaceans, from hyphae / microbe-produced plants, and from those as starting materials Etc. can be used. Chitosan, chitin, chitosan and chitin-chitosan derivatives are bactericidal effect with illustrating cosmetic effects against skin, since it has an antibacterial effect, it can be preferably used as the needle-shaped material used for the needle-shaped body of the present invention.

また、本発明の針状体材料として用いられるグリオキシル酸は、グリオキシル酸、グリオキシル酸水和物から選択される。グリオキシル酸およびグリオキシル酸水和物は、化粧品、医薬品、香料の材料として、また化粧品のpH調整剤として用いられており、これらを用いることができる。   The glyoxylic acid used as the needle-shaped material of the present invention is selected from glyoxylic acid and glyoxylic acid hydrate. Glyoxylic acid and glyoxylic acid hydrate are used as materials for cosmetics, pharmaceuticals, and fragrances, and as pH adjusters for cosmetics, and these can be used.

なお、本発明の針状体において、突起部の形状は皮膚を穿刺孔するのに適した形状であれば良く、適宜設計してよい。例えば、具体的には、円錐、角錐、円柱、角柱、鉛筆形状(胴体部が柱状であり、先端部が錐形状のもの)などであっても良い。また、(1)支持基板上に突起部が一本の形状、(2)基体上に突起部が複数本林立した形状、のいずれでも良い。 In the needle-like body of the present invention, the shape of the protrusion 2 may be any shape as long as it is suitable for puncturing the skin, and may be designed as appropriate. For example, specifically, a cone, a pyramid, a cylinder, a prism, a pencil shape (the body portion is a columnar shape, and the tip portion is a cone shape) may be used. Further, either (1) a shape with one protrusion on the support substrate or (2) a shape with a plurality of protrusions on the substrate may be used.

また、支持基板3上に突起部が複数林立した場合、各突起部は、アレイ状に配列していることが好ましい。ここで、「アレイ状」とは、各単位針状体が並んでいる状態を示すものであり、例えば、格子配列、最密充填配列、同心円状に配列、ランダムに配列、などのパターンを含むものとする。   In addition, when a plurality of protrusions stands on the support substrate 3, it is preferable that the protrusions are arranged in an array. Here, “array shape” indicates a state in which the unit needle-like bodies are arranged, and includes, for example, patterns such as a lattice arrangement, a close-packed arrangement, a concentric arrangement, and a random arrangement. Shall be.

また、本発明の針状体の支持基板は、突起部と同じ組成の針状体材料よりなることが好ましい。支持基板と突起部とを同組成の組成物で形成することにより、支持基板部位と突起部部位を一体成形にて好適に形成することが出来る。   In addition, the needle-shaped support substrate of the present invention is preferably made of a needle-shaped material having the same composition as the protrusion. By forming the support substrate and the protruding portion with the composition having the same composition, the supporting substrate portion and the protruding portion portion can be suitably formed by integral molding.

なお、支持基板3は下層に針状体材料とは異なる材料が積層された多層の構造であっても良い。複数種の材料を積層することにより、複数の材料の物性を活かした支持基板3とすることが出来る。例えば、(1)層を突起部と同組成の組成物で形成し下層を可撓性に富んだ材料とした支持基板を用いた場合、好適に支持基板をロール状に曲げることができる。同様に、(2)上層を下層よりも展性の大きい材料とした基板を用いた場合も好適に支持基板をロール状に曲げることができる。また、(3)支持基板の上層を下層よりも収縮の小さい材料とした基板を用いた場合も好適に基板をロール状に曲げることができる。また、(4)支持基板の最下層を柔軟性を有する層とすることにより、針状体を重ねて保管するとき突起部の破損を抑制できる。 The support substrate 3 may have a multilayer structure in which a material different from the needle-like material is laminated in the lower layer. By laminating a plurality of types of materials, it is possible to obtain a support substrate 3 utilizing the physical properties of the plurality of materials. For example, it can be bent when the upper layer is formed by the composition of the projections having the same composition lower using the supporting substrate with a rich material flexible, suitably supporting substrate into a roll (1). Similarly, (2) when using a substrate in which the upper layer is made of a material having higher malleability than the lower layer, the support substrate can be suitably bent into a roll shape. Moreover, also when (3) the board | substrate which made the upper layer of the support substrate the material whose shrinkage is smaller than a lower layer is used, a board | substrate can be suitably bent in roll shape. Moreover, (4) By making the lowest layer of a support substrate into a layer which has a softness | flexibility, when a needle-shaped body is accumulated and stored, damage to a projection part can be suppressed.

上記針状体を用いた処方にあっては、挿入の位置および方向を固定するためのアプリケータを用いることができる。   In the prescription using the needle-like body, an applicator for fixing the insertion position and direction can be used.

また、本発明の針状体は、前記突起部に孔を設けてもよい。このとき、孔は、支持基板の裏面まで貫通孔であっても、未貫通孔であってもよい。また、本発明の針状体は前記支持基板に孔を設けてもよい。このとき、孔は、支持基板の裏面まで貫通孔であっても、未貫通孔であってもよい。   In the needle-shaped body of the present invention, a hole may be provided in the protrusion. At this time, the hole may be a through hole or a non-through hole up to the back surface of the support substrate. Moreover, the needle-shaped body of the present invention may be provided with holes in the support substrate. At this time, the hole may be a through hole or a non-through hole up to the back surface of the support substrate.

次に、本発明の針状体の突起部の好ましい形状について図1を参照して説明する。   Next, the preferable shape of the projection part of the needlelike object of the present invention is explained with reference to FIG.

本発明の針状体の突起部の寸法は、皮膚に穿刺孔を形成するのに適した細さと長さを有していることが好ましい。具体的には、突起部の高さHは10μm以上1000μm以下の範囲内であることが好ましい。また、突起部の幅Dは1μm以上300μm以下の範囲内であることが好ましい。また、アスペクト比は1以上10以下の範囲内であることが好ましい。なお、アスペクト比Aとは、突起部の長さHと幅Dを用い、A=H/Dにより定義される。   The protrusions of the needle-shaped body of the present invention preferably have a size and length suitable for forming a puncture hole in the skin. Specifically, the height H of the protrusion is preferably in the range of 10 μm or more and 1000 μm or less. The width D of the protrusion is preferably in the range of 1 μm to 300 μm. The aspect ratio is preferably in the range of 1 to 10. The aspect ratio A is defined by A = H / D using the length H and width D of the protrusion.

本発明の針状体において突起部の高さHは10μm以上1000μm以下の範囲内であることが好ましい。突起部の高さHは、支持基板から突起部の先端部までの距離である。   In the acicular body of the present invention, the height H of the protrusion is preferably in the range of 10 μm or more and 1000 μm or less. The height H of the projection is the distance from the support substrate to the tip of the projection.

なお、針状体の突起部の高さHは、針状体を穿刺した際に形成される穿刺孔を皮膚内のどのくらいの深さまで形成するかを考慮して決定されることが好ましい。   The height H of the protrusion of the needle-like body is preferably determined in consideration of how deep the puncture hole formed when the needle-like body is punctured is formed in the skin.

特に、針状体を穿刺した際に形成される穿刺孔を「角質層内」に留める場合、針状体の突起部の高さHは、具体的には、10μm以上300μm以下の範囲内、より好適には30μm以上200μm以下の範囲内にあることが好ましい。   In particular, when the puncture hole formed when the needle-like body is punctured is held in “in the stratum corneum”, the height H of the protrusion of the needle-like body is specifically within the range of 10 μm to 300 μm, More preferably, it is in the range of 30 μm or more and 200 μm or less.

また、針状体を穿刺した際に形成される穿刺孔を「角質層を貫通しかつ神経層へ到達しない長さ」に留める場合、針状体の突起部の高さHは、200μm以上700μm以下の範囲内、より好適には200μm以上500μm以下の範囲内、更には、200μm以上300μm以下の範囲内であることが好ましい。   In addition, when the puncture hole formed when the needle-like body is punctured is “length that penetrates the stratum corneum and does not reach the nerve layer”, the height H of the protrusion of the needle-like body is 200 μm or more and 700 μm. Within the following range, more preferably within the range of 200 μm to 500 μm, and further preferably within the range of 200 μm to 300 μm.

また、針状体を穿刺した際に形成される穿刺孔を「穿刺孔が真皮に到達する長さ」とする場合、針状体の突起部の高さHは200μm以上500μm以下の範囲内とすることが好ましい。また、針状体を穿刺した際に形成される穿刺孔を「穿刺孔が表皮に到達する長さ」の場合、針状体の突起部の高さHは200μm以上300μm以下の範囲内とすることが好ましい。   Further, when the puncture hole formed when the needle-like body is punctured is “the length that the puncture hole reaches the dermis”, the height H of the projection of the needle-like body is in the range of 200 μm or more and 500 μm or less. It is preferable to do. When the puncture hole formed when the needle-like body is punctured is “the length that the puncture hole reaches the epidermis”, the height H of the projection of the needle-like body is in the range of 200 μm or more and 300 μm or less. It is preferable.

また、突起部の幅Dは1μm以上300μm以下の範囲内であることが好ましい。針状体を穿刺した際に形成される穿刺孔を皮膚内のどのくらいの深さまで形成するか等を考慮して決定されることが好ましい。   The width D of the protrusion is preferably in the range of 1 μm to 300 μm. It is preferably determined in consideration of how deep the puncture hole formed when puncturing the needle-like body is formed in the skin.

突起部の幅Dは、突起部を基板面と平行に投影した際の支持基板と接している突起部の長さのうち最大の長さである。突起部が円錐状である場合は突起部と支持基板と接している面の円の直径が幅Dとなり、突起部が正四角錐である場合には突起部と支持基板と接している面の正方形の対角線が幅Dとなる。また、突起部が円柱である場合には突起部と支持基板と接している面の円の直径が幅Dとなり、突起部が正四角柱である場合には突起部と支持基板と接している面の正方形の対角線が幅Dとなる。   The width D of the protrusion is the maximum length of the protrusions in contact with the support substrate when the protrusion is projected in parallel with the substrate surface. The diameter of the circle of the surface in contact with the protrusion and the support substrate is the width D when the protrusion is conical, and the square of the surface in contact with the protrusion and the support substrate when the protrusion is a regular pyramid. The diagonal line is the width D. In addition, when the protrusion is a cylinder, the diameter of the circle in contact with the protrusion and the support substrate is the width D, and when the protrusion is a square prism, the surface is in contact with the protrusion and the support substrate. The diagonal of the square is the width D.

また、針状体形状が錐形状など先端角を有する形状の場合、角質層を貫通させるときは、突起部の先端角θは5°以上30°以下の範囲内、より好ましくは10°以上20°以下の範囲内であることが好ましい。なお、先端角θは、突起部を基板面と平行に投影した際の角度(頂角)のうち最大のものを指す。   When the needle-like body shape has a tip angle such as a cone shape, when penetrating the stratum corneum, the tip angle θ of the protrusion is in the range of 5 ° to 30 °, more preferably 10 ° to 20 °. It is preferable to be within the range of 0 ° or less. Note that the tip angle θ indicates the maximum angle (vertical angle) when the protrusion is projected in parallel with the substrate surface.

以下、本発明の針状体の製造について説明する。本発明の針状体の製造方法にあっては、針状体形状を有する凹部を備えた凹版を準備する工程と、キトサンおよびグリオキシル酸またはその水和物を液状に調整し、液状の針状体材料とする工程と、前記液状の針状体材料を前記凹版に充填する工程と、前記液状の針状体材料が前記凹版に充填された状態で加熱し、前記針状体材料を固化する工程と、固化した前記針状体材料を凹版から剥離し針状体とする工程とを備えることを特徴とする。   Hereinafter, the production of the needle-shaped body of the present invention will be described. In the method for producing a needle-shaped body according to the present invention, a step of preparing an intaglio plate having a concave portion having a needle-shaped body shape, and adjusting the liquid state of chitosan and glyoxylic acid or its hydrate, A step of making the body material, a step of filling the intaglio with the liquid needle-shaped body material, and heating the liquid needle-shaped body material while the intaglio is filled to solidify the needle-shaped body material. And a step of peeling the solidified needle-like material from the intaglio plate to form a needle-like body.

<凹版を準備する工程>
凹版は、針状体の形状を決定する原版を作製し、原版から所望する針状体の形状を凹凸反転させた凹版が作製される。針状体の形状を決定する原版の製造方法としては、針状体の形状に応じて適宜公知の製造方法を用いることができる。このとき、微細加工技術を用いて原版を形成してよく、微細加工技術として、例えば、リソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、サンドブラスト法、レーザー加工法、精密機械加工法などを用いることができる。原版から凹版を形成する方法としては、適宜公知の形状転写法を用いてよい。例えば、(1)Ni電鋳法により、Niの凹版を形成、(2)溶融した樹脂を用いた転写成形、など、が挙げられる。
<Process for preparing intaglio>
As the intaglio, an original plate for determining the shape of the needle-like body is prepared, and an intaglio plate in which the desired shape of the needle-like body is inverted from the original plate is produced. As a method for producing the original plate for determining the shape of the needle-like body, a known production method can be appropriately used according to the shape of the needle-like body. At this time, it may form an original using microfabrication techniques, as microfabrication techniques, for example, Rukoto using lithography, wet etching method, dry etching method, a sandblasting method, a laser processing method, and precision machining method Can do. As a method for forming the intaglio from the original plate, a known shape transfer method may be used as appropriate. For example, (1) Ni intaglio is formed by Ni electroforming, and (2) transfer molding using a molten resin.

<キトサンおよびグリオキシル酸を液状に調整し液状の針状体材料とする工程>
次に、針状体材料として用いる生体適合性キトサンをグリオキシル酸水溶液に溶解させ、溶液を調整する。生体適合性キトサンは酸に可溶であること、およびグリオキシル酸は水に可溶であることが知られており、酸水溶液として調整することが好ましい。また、ここで液状とは、凹版に流入出来るほどの流動性を備えていればよく、ゲル状であってもよい。
<Process of preparing chitosan and glyoxylic acid in a liquid state to form a liquid needle-like body material>
Next, biocompatible chitosan used as a needle-shaped body material is dissolved in an aqueous glyoxylic acid solution to prepare a solution. Biocompatible chitosan is known to be soluble in acid, and glyoxylic acid is known to be soluble in water, and is preferably prepared as an aqueous acid solution. In addition, here, the liquid state is sufficient as long as it has fluidity that can flow into the intaglio, and may be in a gel form.

<針状体材料を充填する工程>
次に、調整した液状の針状体材料を凹版に充填する。充填方法については、凹版の形状・寸法に応じ適宜公知の方法を選択してよい。例えば、充填方法として、スピンコート法、ディスペンサーを用いる方法、キャスティング法などを用いることができる。また、充填に際し、凹版の周囲の環境を、減圧下、あるいは、真空下としても良い。
<Step of filling needle material>
Next, the adjusted liquid needle-shaped body material is filled into the intaglio. About a filling method, you may select a well-known method suitably according to the shape and dimension of an intaglio. For example, as a filling method, a spin coating method, a method using a dispenser, a casting method, or the like can be used. In addition, when filling, the environment around the intaglio may be under reduced pressure or under vacuum.

<針状体材料を固化する工程>
次に、充填した針状体材料を固化する。針状体材料の固化は、常温であっても完結するが、加熱処理を行うと成形時間を短縮することが出来る。このときの加熱温度および時間は、キトサンのアミノ基とグリオキシル酸のアルデヒド基及びカルボニル基が反応し、キトサン分子同士が架橋する温度に設定されることが好ましい。具体的には、加熱温度が50℃以上100℃以下の範囲内にあることが好ましい。所望の加熱ができるものであれば、公知のいずれの加熱手段であってもよい。例えば、加熱手段として、針状体材料が充填された凹版をホットプレートに載置する手段が挙げられる。
<Step of solidifying the needle-shaped body material>
Next, the filled acicular body material is solidified. The solidification of the needle-shaped body material is completed even at room temperature, but if the heat treatment is performed, the molding time can be shortened. The heating temperature and time at this time are preferably set to temperatures at which chitosan molecules react with each other by the reaction of the amino group of chitosan with the aldehyde group and carbonyl group of glyoxylic acid. Specifically, the heating temperature is preferably in the range of 50 ° C. or more and 100 ° C. or less. Any known heating means may be used as long as desired heating can be performed. For example, as the heating means, there is a means for placing an intaglio filled with a needle-shaped body material on a hot plate.

<針状体を凹版から剥離する工程>
次に、凹版から固化した針状体材料を剥離し、針状体を得る。
剥離する方法としては、物理的な力による剥離、化学的に凹版を選択的に溶解するなどの方法を用いることができる。
<Step of peeling the needle-like body from the intaglio>
Next, the acicular body material solidified from the intaglio is peeled to obtain the acicular body.
As a method for peeling, a method such as peeling by physical force or chemical dissolution of the intaglio can be used.

本発明の針状体の製造方法では、突起部に用いる針状体材料は、少なくともキトサンとグリオキシル酸とを混合した材料を固化することにより形成される。本発明者は、鋭意検討の結果、キトサンをグリオキシル酸水溶液に溶解させ針状体を成形することにより、水および生体内に不溶なμmオーダーの微細な3次元構造体が製造可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。生体適合性キトサンとグリオキシル酸とを混合することで、非溶解型のμmオーダーの微細な3次元構造体が得られ、生体内への材料溶出がなくなり、皮膚上に塗布した送達物を投与するための穿刺孔を、安全に設けられる針状体を提供することができた。   In the method for manufacturing a needle-shaped body according to the present invention, the needle-shaped body material used for the protrusion is formed by solidifying a material obtained by mixing at least chitosan and glyoxylic acid. As a result of intensive studies, the inventor has found that a fine three-dimensional structure in the order of μm that is insoluble in water and the living body can be manufactured by dissolving chitosan in a glyoxylic acid aqueous solution and forming a needle-like body. The headline and the present invention have been completed. By mixing biocompatible chitosan and glyoxylic acid, a non-dissolvable fine three-dimensional structure on the order of μm is obtained, and elution of the material into the living body is eliminated, and the delivery material applied on the skin is administered. Therefore, it was possible to provide a needle-like body that can be safely provided with a puncture hole.

<実施例1>
<針状体の製造>
以下、具体的に、本発明の針状体及び針状体の具体的な製造方法について説明する。なお、本発明の針状体および針状体の製造方法は本実施例に限定されるものではない。図2に本発明の針状体の説明図である。
<Example 1>
<Manufacture of needles>
Hereinafter, the needle-like body of the present invention and a specific method for producing the needle-like body will be specifically described. In addition, the manufacturing method of the acicular body of this invention and a acicular body is not limited to a present Example. FIG. 2 is an explanatory view of the needle-shaped body of the present invention.

まず、シリコン基板に精密機械加工を用いて、正四角垂(高さ:150μm、底面:60μm×60μm)が、1mm間隔で、6列6行の格子状に36本配列した針状体原版を形成した。   First, by using precision machining on a silicon substrate, an acicular body original plate in which 36 square squares (height: 150 μm, bottom surface: 60 μm × 60 μm) are arranged in a grid of 6 columns and 6 rows at 1 mm intervals is used. Formed.

次に、前記シリコン基板で形成された針状体原版に、メッキ法によりニッケル膜を500μmの厚さに形成し、90℃に加熱した重量パーセント濃度30%の水酸化カリウム水溶液によって前記シリコン基板をウェットエッチングして除去し、ニッケルから成る凹版11を作成した(図(a))。 Next, a nickel film having a thickness of 500 μm is formed on the acicular body original plate formed of the silicon substrate by plating, and the silicon substrate is heated with a 30% by weight potassium hydroxide aqueous solution heated to 90 ° C. is removed by wet etching to prepare a intaglio 11 made of nickel (FIG. 2 (a)).

次に、針状体材料12を調整した。本実施例では、針状体材料12として、キトサンをグリオキシル酸溶液に溶解させ材料溶液を調整した(図(a))。 Next, the acicular material 12 was prepared. In this example, chitosan was dissolved in a glyoxylic acid solution as the acicular body material 12 to prepare a material solution (FIG. 2 (a)).

次に、スピンコート法を用いて、凹版11に針状体材料12を充填した(図(b))。 Then, using a spin coating method to fill the needle material 12 to the intaglio 11 (Figure 2 (b)).

次に、針状体材料12が充填された凹版11を熱源13を用いて90℃、10分間加熱し、針状体材料12を乾燥、固化させた(図(c))。ここで、熱源13として、ホットプレートを用いている。 Next, the intaglio 11 needle-like material 12 is filled with a heat source 13 90 ° C., then heated for 10 minutes, the needle-shaped material 12 dried and solidified (Figure 2 (c)). Here, a hot plate is used as the heat source 13.

次に、凹版11から、固化した針状体材料12を剥離し、針状体1を得た(図(d))。 Next, the solidified acicular material 12 was peeled from the intaglio 11 to obtain the acicular body 1 (FIG. 2 (d)).

<参考例1>
実施例1と同様に針状体を製造した。ただし、針状体材料をキトサンを5%酢酸溶液に溶解させた溶液とした。
<Reference Example 1>
A needle-like body was produced in the same manner as in Example 1. However, the acicular material was a solution in which chitosan was dissolved in a 5% acetic acid solution.

<確認試験1>
実施例1、参考例1にて得られた針状体について、pH7.5リン酸緩衝溶液(PBS)および、人工皮膚を用いて不溶化の確認試験を行なった。針状体をPBSに24時間浸漬し、針状体を十分乾燥させた後、針状体が溶解していないかを顕微鏡にて確認した。
<Confirmation test 1>
The acicular body obtained in Example 1 and Reference Example 1 was subjected to a confirmation test for insolubilization using a pH 7.5 phosphate buffer solution (PBS) and artificial skin. The needle-like body was immersed in PBS for 24 hours, and after the needle-like body was sufficiently dried, it was confirmed by a microscope whether the needle-like body was dissolved.

<確認試験2>
実施例1、参考例1で得られた針状体をR(半径)=25mmのポリウレタン製の円柱側面に刺し、針状体基板が破損することなく沿わせることができるかを確認した。
<Confirmation test 2>
The needle-like body obtained in Example 1 and Reference Example 1 was stabbed into the side surface of a polyurethane cylinder having R (radius) = 25 mm, and it was confirmed whether the needle-like body substrate could be aligned without being damaged.

(表1)に、確認試験1、確認試験2の測定結果を示す。

Figure 0005874303
Table 1 shows the measurement results of Confirmation Test 1 and Confirmation Test 2.
Figure 0005874303

表1より、確認試験1の結果から、キトサンとグリオキシル酸を混合して製造した実施例1で作製された針状体が、PBSに溶解しないことが確認された。一方、キトサンのみで製造した参考例1で作製された針状体はPBSに溶解し、突起部の針状体形状を維持することができなかった。また、実施例1で作製された針状体のpH7.5リン酸緩衝溶液(PBS)に24時間浸漬する前の針状体の体積と24時間浸漬した後の体積を測定し、実施例1で作製された針状体の減少した体積が浸漬前の体積は5%以下であった。また、実施例1で作製された針状体を人工皮膚に穿刺した際に、実施例1で作製された針状体は人工皮膚に3時間穿刺しても溶解しないことが確認された。   From Table 1, it was confirmed from the results of Confirmation Test 1 that the needle-shaped body produced in Example 1 produced by mixing chitosan and glyoxylic acid did not dissolve in PBS. On the other hand, the acicular body produced in Reference Example 1 produced only with chitosan was dissolved in PBS, and the acicular body shape of the protrusions could not be maintained. Further, the volume of the needle-like body prepared in Example 1 before being immersed in a pH 7.5 phosphate buffer solution (PBS) for 24 hours and the volume after being immersed for 24 hours were measured. The volume before the immersion of the needle-shaped body produced in the above was 5% or less. In addition, when the needle-shaped body prepared in Example 1 was punctured into the artificial skin, it was confirmed that the needle-shaped body manufactured in Example 1 did not dissolve even when punctured into the artificial skin for 3 hours.

また、確認試験2の結果から、キトサンとグリオキシル酸を混合して製造した実施例1で作製された針状体では、R=25mmの円柱側面に基板割れを起すことなく沿うことができた。一方、キトサンのみで製造した参考例1で作製された針状体は、R=25mmの円柱側面に沿わせると基板割れが発生してしまった。   Moreover, from the result of the confirmation test 2, in the acicular body produced in Example 1 manufactured by mixing chitosan and glyoxylic acid, it was able to follow without causing a substrate crack on the cylindrical side surface of R = 25 mm. On the other hand, when the acicular body produced in Reference Example 1 produced only with chitosan was placed along the side of the cylinder with R = 25 mm, the substrate cracked.

なお、本発明の針状体は、微細な針状体を必要とする様々な分野に利用可能である。例えば、MEMSデバイス、光学部材、試料治具、創薬、医療用途、化粧品、美容用途などに用いる針状体として応用が期待できる。   In addition, the acicular body of this invention can be utilized for the various field | areas which require a fine acicular body. For example, it can be expected to be applied as a needle-like body used for MEMS devices, optical members, sample jigs, drug discovery, medical use, cosmetics, cosmetic use and the like.

1・・・針状体
2・・・突起部
3・・・支持基板
11・・・凹版
12・・・針状体材料
13・・・熱源(ホットプレート)


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acicular body 2 ... Protrusion part 3 ... Support substrate 11 ... Intaglio 12 ... Acicular body material 13 ... Heat source (hot plate)


Claims (6)

針状形状を有する突起部と、
該突起部を支持する支持基板とを備え、
前記突起部に用いる針状体材料は、少なくともキトサンとグリオキシル酸を含む
ことを特徴とする針状体。
A protrusion having a needle-like shape;
A support substrate for supporting the protrusion,
The acicular body material used for the protrusion includes at least chitosan and glyoxylic acid.
前記キトサンは、キトサン、キチン・キトサン、キチン・キトサン誘導体、グルコサミン、グルコサミン誘導体からなる群から選ばれた1つ以上の材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の針状体。   The acicular body according to claim 1, wherein the chitosan includes one or more materials selected from the group consisting of chitosan, chitin / chitosan, chitin / chitosan derivatives, glucosamine, and glucosamine derivatives. 前記グリオキシル酸は、グリオキシル酸、グリオキシル酸水和物から選択されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の針状体。   The acicular body according to claim 1 or 2, wherein the glyoxylic acid is selected from glyoxylic acid and glyoxylic acid hydrate. 前記突起部と前記支持基板とは同じ組成の針状体材料よりなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の針状体。   The acicular body according to any one of claims 1 to 3, wherein the protrusion and the support substrate are made of an acicular body material having the same composition. 前記針状形状は、高さ10μm以上1000μm以下の針状体形状であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の針状体。 The needle-shaped body according to any one of claims 1 to 4, wherein the needle- shaped body is a needle-shaped body having a height of 10 µm or more and 1000 µm or less. 針状体形状を有する突起部と該突起部を支持する支持基板とを備える針状体の製造方法であって、
針状体形状を有する凹部を備えた凹版を準備する工程と、
キトサンおよびグリオキシル酸を液状に調整し、液状の針状体材料とする工程と、
前記液状の針状体材料を前記凹版に充填する工程と、
前記液状の針状体材料が前記凹版に充填された状態で加熱し、前記針状体材料を固化する工程と、
固化した前記針状体材料を凹版から剥離し針状体とする工程と
を備えることを特徴とする針状体の製造方法。
A method for manufacturing a needle-like body comprising a protrusion having a needle-like shape and a support substrate that supports the protrusion,
Preparing an intaglio with a recess having a needle-like body shape;
Adjusting the liquid state of chitosan and glyoxylic acid to form a liquid needle-shaped body material;
Filling the intaglio with the liquid needle-shaped body material;
Heating in a state where the liquid needle-shaped body material is filled in the intaglio, and solidifying the needle-shaped body material;
Peeling the solidified needle-like body material from the intaglio plate to form a needle-like body.
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