JP6476799B2 - Method of manufacturing needle-like body - Google Patents
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Description
本発明は、針状体の製造方法に関する。特に、皮膚に適用される針状体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing needles. In particular, the present invention relates to a method for producing a needle-like body applied to the skin.
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、痛みを与えることなく簡便に送達物を人体に投与することが出来る方法として知られている。 The percutaneous absorption method, which is a method of permeating a delivery substance such as a drug from above the skin and administering the delivery substance into the body, is known as a method by which the delivery substance can be conveniently administered to the human body without causing pain. .
経皮投与の分野において、μmオーダーの針状に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, there has been proposed a method of perforating the skin using a needle-like body formed in the order of μm and administering a drug or the like into the skin (see Patent Document 1).
針状体の製造方法としては、機械加工を用いて原版を作成し、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おこなうことが提案されている(特許文献2参照)。 As a method for producing a needle-like body, it has been proposed that an original plate be prepared using mechanical processing, a transfer plate be formed from the original plate, and transfer processing and molding be performed using the transfer plate (see Patent Document 2). ).
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成し、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おこなうことも提案されている(特許文献3参照)。 Further, as a method of producing a needle-like body, it has also been proposed to create an original plate using an etching method, to form a transfer plate from the original plate, and to perform transfer processing and molding using the transfer plate (Patent Document 3) reference).
針状体を構成する材料としては、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く、このような材料としてはキチン・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)。 It is desirable that the material constituting the needle-like body is a material that does not adversely affect the human body even if the broken needle-like body remains in the body. Such a material is biocompatible with chitin, chitosan, etc. Materials have been proposed (see Patent Document 4).
このような生体適合性材料を用いて針状体を作製する場合、材料の溶液を転写版に充填した後、溶媒を乾燥などの方法で除去することによって作製することが一般的である。 When producing a needle-like body using such a biocompatible material, it is generally prepared by filling a solution of the material into a transfer plate and removing the solvent by a method such as drying.
転写版の材料としては、離型性が良好なシリコーン樹脂などの撥水性樹脂を用いることが多い。(特許文献5参照) As a material of the transfer plate, a water repellant resin such as silicone resin having good releasability is often used. (See Patent Document 5)
しかしながら、撥水性樹脂で形成した転写版(凹版)を用いて針状体を作製しようとすると、転写版の撥水性が原因となり、転写版に充填した針状体形成水溶液が乾燥時に収縮し、転写領域全体で針状体を作製することが困難である場合がある。特に平面方向に大きな面積を有する針状体を製造するために、転写領域の面積が大きい撥水性樹脂製の転写版が用いられる場合には、当該水溶液の収縮傾向が顕著になる。 However, when it is attempted to produce a needle-like body using a transfer plate (intaglio) formed of a water repellent resin, the aqueous solution forming the needle-like body filled in the transfer plate shrinks upon drying due to the water repellency of the transfer plate. It may be difficult to make needles in the entire transfer area. In particular, when a transfer plate made of a water repellent resin having a large area of the transfer region is used to produce a needle-like body having a large area in the planar direction, the shrinkage tendency of the aqueous solution becomes remarkable.
したがって、本発明の目的は、転写領域の面積が大きい撥水性樹脂製の転写版(凹版)を用いる場合であっても、乾燥時に針状体形成水溶液が収縮することなく、厚みムラがほとんどない針状体を製造する方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is that even when a transfer plate (intaglio) made of a water repellent resin having a large transfer area area is used, there is almost no thickness unevenness without shrinkage of the aqueous solution for forming a needle-like body during drying. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing needles.
本発明は、基部と、当該基部の一方の面上に突起部とを備える針状体の製造方法であって、針状体形成材料を含む針状体形成水溶液を用意する工程と、当該針状体の突起部の形状に対応する凹部を備える、撥水性樹脂を含む材料から形成した凹版を用意する工程と、当該針状体形成水溶液を当該凹版に供給する工程と、当該凹版に供給した当該針状体形成水溶液を乾燥する工程と、当該乾燥により形成した針状体を凹版から剥離する工程とを含み、当該乾燥工程において当該針状体形成水溶液が収縮しないように当該凹版の凹部側の面に線状の溝部が設けられている、針状体の製造方法に関する。 The present invention is a method for producing a needle-like body comprising a base and a projection on one surface of the base, wherein a step of preparing a needle-like body forming aqueous solution containing a needle-like body forming material, and the needle Preparing an intaglio plate formed of a material containing a water repellent resin and having a concave portion corresponding to the shape of the protrusion of the green body, supplying the aqueous solution for forming a needle-like body to the intaglio plate, and supplying the intaglio plate The method further includes the steps of drying the aqueous solution for forming the needle-like body and peeling the needle-like material formed by the drying from the intaglio plate, and the concave side of the intaglio plate so that the aqueous solution for forming needle-like body does not shrink in the drying process. The present invention relates to a method for producing a needle-like body, wherein a linear groove is provided on the surface of the needle.
当該針状体の製造方法において、上記撥水性樹脂は、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂であることが望ましい。 In the method of manufacturing the needle-like body, the water repellent resin is preferably a silicone resin or a fluorine resin.
本発明によれば、平面方向に大きな面積を有するとともに、厚みムラがほとんどない針状体を製造することができる。このため、品質の高い針状体の生産性が向上し、生産コストを削減することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a needle-like body having a large area in the planar direction and having almost no unevenness in thickness. As a result, the productivity of high quality needles can be improved, and the production cost can be reduced.
以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下の説明において適宜図面を参照するが、図面に記載された態様は本発明の例示であり、本発明はこれらの図面に記載された態様に制限されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Although the drawings will be referred to as appropriate in the following description, the embodiments described in the drawings are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments described in these drawings.
また、本明細書中で、数値範囲を“〜”を用いて表す場合は、“〜”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。 Moreover, in this specification, when expressing a numerical range using "-", the numerical value of the upper limit shown by "-" and a lower limit shall also be included in a numerical range.
本発明の針状体を製造する方法は、針状体形成材料を含む針状体形成水溶液を用意する工程(第1工程)と、針状体の突起部の形状に対応する凹部を備える、撥水性樹脂を含む材料から形成した凹版を用意する工程(第2工程)と、当該針状体形成水溶液を当該凹版に供給する工程(第3工程)と、当該凹版に供給した針状体形成水溶液を乾燥する工程(第4工程)と、当該乾燥により形成した針状体を凹版から剥離する工程(第5工程)とを含み、第4工程において、針状体形成水溶液が収縮しないように凹版の凹部側の面に線状の溝部が設けられている。なお、本発明の製造方法では、第1工程および第2工程の順序に決まりはなく、入れ替えることができる。 The method for producing the needle-like body of the present invention comprises a step (first step) of preparing a needle-like body forming aqueous solution containing a needle-like body-forming material, and a recess corresponding to the shape of the protrusion of the needle-like body. A step (second step) of preparing an intaglio formed from a material containing a water repellent resin, a step (third step) of supplying the aqueous solution for forming a needle-like body to the intaglio, and acicular body formation supplied to the intaglio Drying the aqueous solution (the fourth step), and removing the needle-like body formed by the drying from the intaglio plate (the fifth step), so that the aqueous solution for forming the needle-like body does not shrink in the fourth step A linear groove is provided on the surface on the concave side of the intaglio. In the manufacturing method of the present invention, the order of the first step and the second step is not limited and can be interchanged.
本発明の方法により製造した針状体は、例えば、MEMSデバイス、光学部材、試料治具、医薬として、または、医療、化粧品、美容用途で用いる部品として多種多様に用いることが可能である。以下においては、針状体を皮膚に適用する場合を例として説明する。 The needle-like body manufactured by the method of the present invention can be used in various ways, for example, as a MEMS device, an optical member, a sample jig, a medicine, or as a part used in medical, cosmetic and cosmetic applications. Below, the case where a needlelike body is applied to skin is demonstrated as an example.
<針状体形成水溶液を用意する工程(第1工程)>
先ず、針状体形成材料を水に溶解して針状体形成水溶液を調製する。
<Step of Preparing Needle-Forming Aqueous Solution (First Step)>
First, the needle-forming material is dissolved in water to prepare a needle-forming aqueous solution.
針状体形成材料は、生分解性の多糖類が望ましく、例えばデキストラン、デキストリン、ペクチン、プルラン、コンドロイチン硫酸塩、アルギン酸塩、キトサン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロースなどがある。また、これら生分解性の多糖類の混合であってもよい。生分解性の多糖類を用いることにより、針状体を皮膚に穿刺後に皮膚内で突起部を溶解させることができる。 The needle-forming material is preferably a biodegradable polysaccharide, such as dextran, dextrin, pectin, pullulan, chondroitin sulfate, alginate, chitosan, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose and so on. In addition, a mixture of these biodegradable polysaccharides may be used. By using biodegradable polysaccharides, it is possible to dissolve the projections in the skin after piercing the needle with the skin.
また、針状体形成水溶液を調製する際に、上記針状体形成材料と一緒に、皮膚内に送達したい所望の物質(以下、「送達物質」とも称する)を水に溶解させてもよい。 Further, when preparing the aqueous solution for forming a needle-like body, a desired substance to be delivered into the skin (hereinafter, also referred to as a "delivery substance") may be dissolved in water together with the above-mentioned needle-like body forming material.
また、針状体形成液を調整する際に、溶媒として水以外の溶媒を含んでもよい。水以外の溶媒としては、エタノール等のアルコール類を例示することができる。 Moreover, when adjusting a needle-like body formation liquid, you may also contain solvents other than water as a solvent. As solvents other than water, alcohols such as ethanol can be exemplified.
送達物質としては、例えば、薬理活性物質、化粧品物質を用いることができる。このとき、送達物質として芳香を有する材料を用いた場合、使用に際して匂いを付与することができ、針状体を美容品として用いることができる。 As a delivery substance, for example, a pharmacologically active substance or a cosmetic substance can be used. At this time, when a material having a fragrance is used as a delivery substance, an odor can be given at the time of use, and a needle-like body can be used as a cosmetic.
前記薬理活性物質はさらに、用途に応じて適宜選択してよい。例えば、インフルエンザなどのワクチン、癌患者の痛止め向け薬、インスリン、生物製剤、遺伝子治療薬、注射剤、経口剤、皮膚適用製剤等であってもよい。本発明の方法により製造される針状体は皮膚を穿刺することから、従来の経皮投与に用いられる薬理活性物質以外にも、皮下注射が必要な薬理活性物質を適用することができる。針状体を用いる場合には、注射と比較し、穿刺による痛みが軽減されることから、小児に適用されるワクチンなどを薬理活性物質として適用してもよい。また、従来の経口剤の投与では、小児は経口剤を飲むのが困難であるが、針状体を用いた場合、投与に際し薬剤を飲む必要がないことから、このような経口剤を薬理活性物質として適用してもよい。 The pharmacologically active substance may be further selected appropriately depending on the use. For example, it may be a vaccine such as influenza, a pain medicine for cancer patients, insulin, a biologic, a gene therapy, an injection, an oral preparation, a skin preparation and the like. Since the needles produced by the method of the present invention puncture the skin, pharmacologically active substances that require subcutaneous injection can be applied in addition to the pharmacologically active substances used for conventional transdermal administration. In the case of using a needle-like body, a vaccine applied to children and the like may be applied as a pharmacologically active substance because pain from puncture is reduced as compared to injection. In addition, it is difficult for children to take oral medications by conventional oral administration, but when using needles, there is no need to take medications during administration, and thus such oral medications are pharmacologically active. It may be applied as a substance.
前記化粧品物質は、化粧品および美容品として用いられる物質であり、例えば、保湿剤、色料、香料、美容効果(しわ、にきび、妊娠線などに対する改善効果、脱毛に対する改善効果など)を示す生理活性物質などが挙げられる。 The cosmetic substance is a substance used as a cosmetic and a cosmetic product, and is, for example, physiologically active exhibiting a moisturizing agent, a coloring agent, a fragrance, a cosmetic effect (ameliorating effect on wrinkles, acne, gestational line etc., ameliorating effect on hair loss etc) Substances etc. may be mentioned.
また、針状体形成水溶液を調製するに際し、針状体の突起部を形成する水溶液と、針状体の基部を形成する水溶液との2種類を用意してもよい。針状体の基部は皮膚内部にほとんど溶出することはないから、送達物質が高価である場合に、突起部を形成する水溶液には送達物質を含有させ、基部を形成する水溶液には送達物質を含有させない針状体形成水溶液をそれぞれ用意してもよい。これにより、針状体の製造コストを低減することができる。 Further, when preparing the aqueous solution for forming the needle-like body, two kinds of an aqueous solution forming the protrusion of the needle-like body and an aqueous solution forming the base of the needle-like body may be prepared. Since the base of the needle-like body hardly elutes inside the skin, when the delivery substance is expensive, the aqueous solution forming the protrusion contains the delivery substance, and the aqueous solution forming the base has the delivery substance You may prepare the needle-like body formation aqueous solution which is not made to contain, respectively. Thereby, the manufacturing cost of the needle-like body can be reduced.
次に、本発明の製造方法における第2工程から第5工程を説明する。 Next, the second to fifth steps in the manufacturing method of the present invention will be described.
図1は、本発明の製造方法における5つの工程のうち、第2工程から第5工程を説明するための図である。すなわち、図1において、(a)は、針状体の突起部の形状に対応する凹部12、および第4工程において針状体形成水溶液が収縮しないような線状の溝部14を備える、撥水性樹脂を含む材料から形成した凹版10を用意する工程(第2工程)、(b)は、第1工程において用意した針状体形成水溶液16を凹版10に供給する工程(第3工程)、(c)は、第3工程により凹版10に供給した針状体形成水溶液16を乾燥する工程(第4工程)、(d)は、第4工程により乾燥によって形成した針状体20を凹版から剥離する工程(第5工程)を説明する図である。
FIG. 1 is a figure for demonstrating the 2nd process to a 5th process among five processes in the manufacturing method of this invention. That is, in FIG. 1, (a) is provided with a
以下に、図1を適宜参照して、各工程について説明する。 Each step will be described below with reference to FIG. 1 as appropriate.
<凹版を用意する工程(第2工程)>
本工程では、図1(a)に示すように、針状体の突起部の形状に対応する凹部12、および第4工程において針状体形成水溶液が収縮しないような線状の溝部14を備える、撥水性樹脂を含む材料から形成した凹版10を用意する。
<Step of preparing intaglio (second step)>
In this step, as shown in FIG. 1A, a
凹版10の形成方法としては、公知の方法を用いることができる。
A known method can be used as a method of forming the
図2は、凹版10の形成方法として、原版32を用いる方法を説明する図である。
FIG. 2 is a view for explaining a method of using the
先ず、基板30を準備し(図2(a))、これを製造する針状体の突起部の形状、大きさ、配置と一致するように加工して、図2(b)に示すように、突起部34を備えた原版32を作製する。
First, the
基板30の材質は特に制限されず、加工適正や、材料の入手容易性などから材質を選択することが望ましい。具体的には、シリコン、シリコンカーバイト、石英などの結晶材料;アルミナ、窒化アルミニウム、マシナブルセラミックスなどのセラミックス;アクリル、ポリアセタールなどの有機材料;ニッケル、アルミニウムなどの金属材料;ガラスなどが挙げられる。
The material of the
加工方法としては、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。 As a processing method, a lithography method, a wet etching method, a dry etching method, a sand blast method, a laser processing method, a precision machining method, or the like can be used.
以下に、作製する原版32を説明する。
Below, the
図3は、原版の構成を説明するための図であり、(a)は、原版32の一部を示した模式図であり、(b)は、(a)の平面図であり、(c)は、(b)のI−I’線における断面図である。
FIG. 3 is a view for explaining the configuration of the original plate, (a) is a schematic view showing a part of the
図3(a)に示すように、原版32は、基部38と、基部38の一方の面上に突起部34とを備える。
As shown in FIG. 3A, the
基部38は、突起部34を支える土台の役割があり、通常、その表面は平らであり、形状は板状である。
The
突起部34は、その形状、大きさ、および基部38面上での配置が、本発明の方法により製造される針状体のものと一致する。
突起部34は、皮膚を穿刺するのに適した形状であればよく、適宜設計してよい。突起部34の形状としては、例えば、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)などであってもよい。また、基部38の一方の面上にある突起部34の数は、単数または複数のいずれでもよい。
The
基部38の一方の面上に複数の突起部34を設ける場合には、各突起部34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、各突起部34が並んでいる状態を意味し、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。図3では、各突起部34が格子配列している場合を示している。
In the case where a plurality of
突起部34を規則的に配列する場合には、突起部34と突起部34の間隔Wは、好ましくは50μm〜2000μmである。ここで、突起部34と突起部34の間隔Wとは、図3(c)に示すように、突起部34と突起部34の最近接距離をいう。
When the
本発明によって製造される針状体は、その突起部が皮膚に穿刺孔を形成するのに適した細さと長さを有することが好ましい。このため、針状体に対応する原版32において、突起部34の高さHは、10μm〜700μmであることが好ましい。ここで、突起部34の高さHは、図3(c)に示すように、基部38の上面から突起部34の先端までの距離である。
Preferably, the needles produced according to the invention have a profile and a length suitable for forming the puncture in the skin of the projections. Therefore, in the
また、突起部34の高さHは、本発明の方法により製造した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することができる。
Further, the height H of the
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、突起部34の高さHは、好ましくは10μm〜300μm、より好ましくは30μm〜200μmである。
In particular, when the puncture hole formed when puncturing the needle-like body is retained in the “cornerous layer”, the height H of the
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、突起部34の高さHは、好ましくは200μm〜700μm、より好ましくは200μm〜500μm、さらに好ましくは200μm〜300μmである。
In addition, when the puncture hole formed when the needle-like body is punctured is kept “to penetrate the stratum corneum and to a length that does not reach the nerve layer”, the height H of the
さらに、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、突起部34の高さHは、200μm〜500μm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」とする場合、突起部34の高さHは、200μm〜300μmの範囲内とすることが好ましい。
Furthermore, when making the puncture hole formed when puncturing the needle-like body "the length of the puncture hole to reach the dermis", the height H of the
突起部34の幅Dは、図3(c)に示すように、突起部34を基部面と平行に投影した際の基部38と接している突起部34の長さのうち最大の長さである。例えば、突起部34が円錐状である場合、突起部34と基部38と接している面の円の直径が幅Dとなる。突起部34が正四角錐である場合、突起部34と基部38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34が円柱である場合、突起部34と基部38と接している面の円の直径が幅Dとなる。突起部34が正四角柱である場合、突起部34と基部38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
突起部34の幅D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等を考慮して、好ましくは1μm〜300μm、より好ましくは1μm〜100μm、さらに好ましくは10μm〜100μmである。
The width D of the
突起部34の長さHと幅Dを用い、A=H/Dにより定義されるアスペクト比Aは、1〜10であることが好ましい。
The aspect ratio A defined by A = H / D using the length H and the width D of the
突起部34が錐形状のように先端角を有し、角質層を貫通させる場合、突起部34の先端角θは、好ましくは5°〜30°、より好ましくは10°〜20°である。なお、先端角θは、図3(c)に示すように、突起部34を基部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。
The tip angle θ of the
以上のように作製した原版32を用いて、図2(c)に示すように、原版32の突起部形成面に凹版形成材料を充填して、硬化して凹版層36を形成する。
Using the
凹版形成材料は、撥水性樹脂を用いる。撥水性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂が挙げられる。 A water repellent resin is used as the intaglio-forming material. Examples of the water repellent resin include silicone resin and fluorine resin.
原版32に凹版形成材料を充填する際に、当該材料が原版32からこぼれないように、原版32の周囲に適宜枠を設けてもよい。
When the
また、凹版層36の形成に際し、あらかじめ複数個の原版32を作製しておき、これらを突起部が同一の面になるように隙間なく平面状に並べて、これに凹版形成材料を充填することで、1個の原版32から形成される凹版層36と比較して、平面方向に、より大きな面積を有する凹版層36を形成することができる。
Further, when forming the
次に、凹版層36を原版32から剥離する(図2(d))。
Next, the
ここで、原版32から凹版層36の剥離を容易にするために、原版32に凹版形成材料を充填する前に、フッ素系コーティング剤などの離型剤を用いて離型処理をしておくことが好ましい。
Here, in order to facilitate peeling of the
さらに、図2(e)に示すように、凹版層36の凹部12側の面に、切削工具などの加工機を用いて溝部14を形成し、凹版10を作製する。
Further, as shown in FIG. 2E, the
溝部14の形成方法としては、所望の溝形状に応じて適宜公知の方法を用いることができる。例えば、切削加工などが挙げられる。
As a method of forming the
溝部14は、針状体形成水溶液の乾燥工程(第4工程)において針状体形成水溶液の収縮を抑えることができるように凹版に形成されていれば、その形状、寸法、配置等は制限されないが、本発明の一実施形態として、以下のように規定することができる。
The shape, size, arrangement, and the like of the
溝部14の断面形状は、正方形、長方形、三角形、半円形、半楕円形などの任意の形状とすることができる。図2(e)では、溝部14の断面形状が三角形である。
The cross-sectional shape of the
溝部14の幅dは、乾燥工程(第4工程)において針状体形成水溶液の収縮を効果的に抑えるために、好ましくは0.1μm以上であることが好ましく、さらには、10μm以上であることが好ましい。なお、溝部14の幅dは大きくなるほど針状体形成水溶液の収縮を防ぐことができるが、針状体形成水溶液の使用量が増大するため、3mm以下であることが好ましい。ここで、溝部14の幅dとは、図2(e)に示すように、溝部14の延在方向に対して直交する方向の断面における開口部の長さを指す。図2(e)では、溝部14の幅dは、開口部に位置する三角形の一辺の長さとなる。
The width d of the
溝部14の深さhは、乾燥工程(第4工程)において針状体形成水溶液の収縮を効果的に抑えるために、0.1μm以上であることが好ましく、さらには、10μm以上であることが好ましい。なお、溝部14の深さhは、大きくなるほど針状体形成水溶液の収縮を防ぐことができるが、針状体形成水溶液の使用量が増大するため、3mm以下であることが好ましい。ここで、溝部14の深さhとは、図2(e)に示すように、溝部14の延在方向に対して直交する方向の断面において、凹版10の上面から溝部14の最下点までの距離をいう。
The depth h of the
溝部14の延伸方向の長さは、好ましくは300μm超、より好ましくは1000μm以上、さらに好ましくは1cm以上である。溝部14は、直線状に設けられていてもよいし、曲線状に設けられていてもよい。ここで、線状には、破線状など切れ目の入った線の形を含む。溝部14が破線状の場合、破線を構成する1つの切れ目のない部分の延伸方向の長さは、好ましくは300μm超、より好ましくは1000μm以上、さらに好ましくは1cm以上である。さらに、溝部14は、格子状に設けられていてもよい。
The length in the stretching direction of the
溝部14は、針状体形成水溶液の収縮を抑える効果が凹版全体に及ぶように、溝部14によって区分された凹版層36の凹部側の面が所定の大きさになるまで形成されてもよい。例えば、凹版層36の凹部側の面が矩形であって、溝部14によって区分された面の形状も矩形となるように溝部14を設ける場合、区分された面の長辺は、好ましくは150mm未満であり、より好ましくは100mm以下である。
The
また、溝部14は、乾燥工程(第4工程)での針状体形成水溶液の収縮を抑える効果が凹版全体に効率よく及ぶように凹版層36の凹部側の面上に形成されることが好ましい。例えば、溝部14によって凹部側の面が等分されるように溝部14を形成することで凹版層36の面上に占める溝部14の割合を低減しつつ、収縮を抑える効果が凹版全体に及び得る。
In addition, it is preferable that the
溝部を複数本設ける場合には、溝部14と溝部14との間隔は、乾燥工程(第4工程)において針状体形成水溶液の収縮を効果的に抑えるために、好ましくは150mm未満であり、より好ましくは100mm以下であり、さらに好ましくは50mm以下である。ここで、後述する第5工程により得られる針状体を、打ち抜き、あるいは切り出すなどして所望の大きさに切断する場合には、溝部14と溝部14の間隔の下限値を当該大きさ以上に設ける必要がある。例えば、最終的に使用する針状体が一辺30mmの正方形の形状である場合には、溝部14と溝部14との間隔を30mm以上にする。
When a plurality of grooves are provided, the distance between the
上記の説明においては、凹版層36の凹部12側の面に溝部14を形成して、凹版10を作製する方法を述べたが、図4に示すように、角を切削した凹版層36を2個以上組み合わせて、合わせ目に溝部14を設けて、凹版10を作製してもよい。
In the above description, the
また、以上においては、原版32から形成した凹版層36に溝部14を設ける方法を説明したが、溝部14に対応する凸部を原版32にあらかじめ形成し、これに凹版形成材料を充填、硬化して凹版10を作製してもよい。
In the above, the method for providing the
図5は、本発明の製造方法に用いる凹版10の一例を示す斜視図である。図5に示す凹版10では、開口部が円形の凹部12を格子配列するとともに、断面形状が三角形である溝部14を平行に3本備えている。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of the
<針状体形成水溶液を凹版に供給する工程(第3工程)>
次に、図1(b)に示すように、第2工程で形成した凹版10の凹部側の面に第1工程で用意した針状体形成水溶液16を供給する。
<Step of supplying needle-like body formation aqueous solution to intaglio plate (third step)>
Next, as shown in FIG. 1 (b), the
針状体形成水溶液16を凹版10に供給する際に、水溶液16がこぼれないように、適宜凹版10の周囲に枠18を設けてもよい。枠18の材質は、金属、樹脂などから適宜選択することができる。
A
水溶液16の供給方法については、凹版10の形状、寸法に応じて適宜公知の方法を選択することができる。例えば、水溶液16の供給方法として、スピンコート法、インクジェット法、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、水溶液16の供給に際し、凹版10の周囲の環境を、減圧下、あるいは、真空下としてもよい。
About the supply method of the
また、製造する針状体の突起部と基部の形成材料を異なるものとする場合には、第1工程において、針状体形成水溶液16として、突起部を形成する水溶液と、基部を形成する水溶液との2種類を用意し、先ず凹版10の凹部12に突起部を形成する水溶液を供給し、次いで、基部を形成する水溶液を供給してもよい。
In addition, in the case where the materials for forming the protrusion and the base of the needle-like body to be manufactured are different, in the first step, an aqueous solution forming the protrusion and an aqueous solution forming the base as the needle-like body forming
<針状体形成水溶液を乾燥する工程(第4工程)>
次に、図1(c)に示すように、凹版10に供給した針状体形成水溶液16を乾燥し、固化する。
<Step of Drying Needle-Forming Aqueous Solution (Fourth Step)>
Next, as shown in FIG. 1 (c), the
乾燥方法は、自然乾燥、ホットプレートを用いた底面加熱、熱風乾燥による乾燥など環境に応じて適宜選択することができる。ただし、乾燥温度は、水溶液が沸騰しない温度でおこなう必要がある。乾燥温度は、少なくとも110℃以下の温度でおこなうことが好ましい。より好適な乾燥条件としては、40〜100℃である。また、乾燥時に湿度調整を行ってもよい。 The drying method can be appropriately selected according to the environment, such as natural drying, bottom surface heating using a hot plate, drying by hot air drying, and the like. However, the drying temperature should be a temperature at which the aqueous solution does not boil. The drying temperature is preferably performed at a temperature of at least 110 ° C. or less. More preferable drying conditions are 40 to 100 ° C. In addition, humidity adjustment may be performed at the time of drying.
凹版10に溝部14を設けない場合、乾燥が進行して針状体形成水溶液16の溶媒(水)が蒸発するに従い、針状体形成水溶液16が凹版10からはじかれて収縮してしまうことがある。特に、平面方向に大きな面積を有する凹版10を用いる場合には、収縮の度合いが増す傾向にある。これに対し、本発明の方法においては、凹版10に溝部14を設けることにより、乾燥時に針状体形成水溶液16の収縮を抑えることができる。
When the
<針状体を凹版から剥離する工程(第5工程)>
次に、乾燥により形成した針状体を凹版10から剥離して、基部26と基部26の一方の面上に突起部22とを備える針状体20を得る(図1(d))。
<Step of Peeling Needle-like Body from Intaglio (Fifth Step)>
Next, the needle-like body formed by drying is peeled off from the
当該剥離方法としては、公知の方法、例えば、機械刃や吸着等の物理的手法を用いることができる。 As the peeling method, a known method, for example, a physical method such as a mechanical blade or suction can be used.
基部26は、突起部22を支える土台の役割があり、通常、その表面は平らである。基部26の形状および大きさは、針状体20の用途にあわせて適宜選択することができる。
The
突起部22の形状、大きさ、および基部26面上での配置は、原版32のものと一致し、第2工程で記載した原版32の説明のとおりである。
The shape, size, and arrangement of the
図6は、図5で示す凹版10を用いて作製した針状体20の斜視図である。図6に示す針状体は、図5で示す凹版10の凹部12および溝部14にそれぞれ対応する突起部22および凸状ライン24を有する。
FIG. 6 is a perspective view of a needle-
凹版10に設けた溝部14の深さが凹部12の深さよりも大きい場合、凸状ライン24の高さは突起部22の高さよりも高くなるため、凸状ライン24が存在しない範囲のみを針状体20として使用することができる。例えば、凸状ライン24が存在しない突起部22を備える範囲を、打ち抜き、あるいは切り出すなどして所望の大きさに切断して針状体20として使用することができる。
If the depth of the
凹版10に設けた溝部14の深さが凹部12の深さよりも小さい場合、凸状ライン24の高さは突起部22の高さよりも低くなるため、第5工程により得られた針状体20をそのまま使用することができる。ただし、この場合であっても、針状体20の凸状ライン24が存在しない突起部22の範囲を、打ち抜き、あるいは切り出すなどして所望の大きさに切断して使用してもよい。
When the depth of the
以上のとおり、本発明によれば、針状体形成水溶液の乾燥時に当該水溶液の収縮が生じない。このため、寸法の大きい凹版を用いることで、平面方向に大きな面積を有する、厚みムラがほとんどない針状体を製造することができる。したがって、品質の高い針状体の生産性が向上し、生産コストを削減することができる。 As described above, according to the present invention, contraction of the aqueous solution does not occur at the time of drying of the aqueous solution for forming a needle-like body. For this reason, by using an intaglio plate having a large size, it is possible to manufacture a needle-like body having a large area in the planar direction and having almost no unevenness in thickness. Therefore, the productivity of high quality needles can be improved, and the production cost can be reduced.
[実施例]
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to this embodiment.
<針状体の作製>
[実施例1]
以下の方法により針状体を作製した。
(1)まず、シリコン基板を精密機械加工することにより、正四角錐(底面38μm×38μm、高さ120μm)の突起部の頂点距離が1mm間隔で、40列40行の格子状に1600本配列した大きさ50mm×50mm針状体の原版を形成した。このとき、突起部34と突起部34の間隔Wは、962μmである。
(2)次に、(1)で形成した針状体の原版を、フッ素系コーティング剤を用いて離型処理をおこなった。
(3)(2)の離型処理済み原版を5行5列に隙間なく並べ、シリコーン(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ、TSE3032)をたらし、150℃で硬化させて大きさ250mm×250mmの凹版層を作製した。
(4)(2)で作製した凹版層に、彫刻刀を用い、断面が一辺1mmの正三角形の溝部を50mm間隔の格子状に形成して、凹版を作製した。
(5)(4)の凹版の外周に、シリコーン製の枠を設け、コンドロイチン硫酸ナトリウムの5質量%水溶液を深さ(液面から凹版の平坦部)が5mmになるように流し込んだ。
(6)80℃設定のホットプレート上に(5)の凹版を5時間置き、乾燥させ、水分を蒸発させた。
(7)凹版から針状体を剥離した。
<Production of Needles>
Example 1
Needles were produced by the following method.
(1) First, the silicon substrate was precision machined to arrange 1,600 grids of 40 rows and 40 rows with 1 mm intervals between the projections of the square pyramid (bottom surface 38 μm × 38 μm, height 120 μm). An original plate of a 50 mm × 50 mm needle-like body was formed. At this time, the distance W between the
(2) Next, the original plate of the needle-like body formed in (1) was subjected to release treatment using a fluorine-based coating agent.
(3) Align the mold-released original plate of (2) in 5 rows and 5 columns without gaps, pour silicone (Momentive Performance Materials, TSE 3032), cure at 150 ° C, and make an intaglio plate of 250 mm × 250 mm in size The layers were made.
(4) In the intaglio layer produced in (2), using a chisel, grooves having an equilateral triangle with a cross section of 1 mm were formed in a grid of 50 mm intervals to produce an intaglio.
(5) A frame made of silicone was provided on the outer periphery of the intaglio plate of (4), and a 5% by mass aqueous solution of sodium chondroitin sulfate was poured so that the depth (flat portion of the intaglio plate from the liquid surface) became 5 mm.
(6) The intaglio plate of (5) was placed on a hot plate set at 80 ° C. for 5 hours, dried, and the water was evaporated.
(7) The needle-like body was peeled off from the intaglio.
[実施例2]
針状体の原版を2行3列に隙間なく並べ、大きさ100mm×150mmの凹版層を得、これに50mm間隔で格子状に溝部を形成したことを除き、実施例1と同様の方法により針状体を作製した。
Example 2
An original plate of needle-like body is arranged without gaps in 2 rows and 3 columns to obtain an intaglio layer of 100 mm × 150 mm in size, and grooves are formed in a grid at intervals of 50 mm. Needles were made.
[実施例3]
針状体の原版を2行3列に隙間なく並べ、大きさ100mm×150mmの凹版層を得、凹版層の150mmの辺に垂直な方向に50mm間隔で平行に溝部を2本設けたことを除き、実施例1と同様の方法により針状体を作製した。
[Example 3]
An original plate of needle-like body is arranged without gaps in two rows and three columns to obtain an intaglio layer 100 mm × 150 mm in size, and two grooves are provided in parallel at 50 mm intervals in a direction perpendicular to the 150 mm side of the intaglio layer. Needles were produced in the same manner as in Example 1 except for the exception.
[比較例1]
実施例1において、凹版上に溝部を設けずに、針状体を作製した。
Comparative Example 1
In Example 1, a needle-like body was produced without providing a groove on the intaglio.
[比較例2]
針状体の原版を2行3列に隙間なく並べ、大きさ100mm×150mmの凹版層を得、これに溝部を形成しなかったことを除き、実施例1と同様の方法により針状体を作製した。
Comparative Example 2
The needle plate masters were arranged in two rows and three columns without gaps to obtain an intaglio layer having a size of 100 mm × 150 mm, and the needles were formed in the same manner as in Example 1 except that no groove was formed in this. Made.
<結果>
実施例1〜3では、凹版全面に広がるように針状体を作製することができた。一方、比較例1および2では、乾燥が進行するに従ってコンドロイチン硫酸ナトリウム水溶液が収縮し、凹版全面に広がらず、凹版より小さな面積の針状体を得た。
<Result>
In Examples 1 to 3, the needle-like body could be produced so as to spread over the entire surface of the intaglio. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the aqueous solution of sodium chondroitin sulfate contracts as drying progresses, and does not spread over the entire surface of the intaglio plate, and a needle-like body having an area smaller than that of the intaglio plate was obtained.
本発明の方法により製造した針状体は、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、医薬として、または、医療、化粧品、美容用途で用いる部品として多種多様に用いることが可能である。 The needles produced by the method of the present invention can be used in various fields requiring fine needles. For example, it can be used in various ways as a MEMS device, an optical member, a sample jig, a medicine, or a part used in medical, cosmetic, cosmetic applications.
10・・・凹版
12・・・凹部
14・・・溝部
20・・・針状体
22・・・突起部
26・・・基部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
針状体形成材料を含む針状体形成水溶液を用意する工程と、
前記突起部の形状に対応する凹部を備える、撥水性樹脂を含む材料から形成した凹版を用意する工程と、
前記針状体形成水溶液を前記凹版に供給する工程と、
前記凹版に供給した前記針状体形成水溶液を乾燥する工程と、
前記乾燥により形成した針状体を凹版から剥離する工程と、
を含み、
前記凹版の凹部側の面には線状の溝部が設けられており(但し、前記溝部が、前記凹部が形成されている領域全体を取り囲んでいるだけの態様を除く)、前記溝部によって区分された前記凹版の凹部側の面の形状が矩形である場合に、前記矩形の長辺が、50mm以上、150mm未満であることを特徴とする、針状体の製造方法。 A method of manufacturing a needle-like body, comprising: a base; and a protrusion on one surface of the base,
Providing an aqueous solution for forming a needle-like body containing a material for forming a needle-like body;
Preparing an intaglio plate formed of a material containing a water repellent resin, having a recess corresponding to the shape of the protrusion;
Supplying the needle-forming aqueous solution to the intaglio plate;
Drying the aqueous solution for forming a needle-like body supplied to the intaglio;
Peeling the needle-like body formed by the drying from the intaglio plate;
Including
A linear groove is provided on the surface on the concave side of the intaglio (except that the groove only surrounds the entire area where the concave is formed), and is divided by the groove The method for producing a needle-like body , wherein the long side of the rectangular is 50 mm or more and less than 150 mm when the shape of the surface on the concave side of the intaglio is rectangular .
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