JP6623536B2 - 針状物部材及び穿刺器具 - Google Patents

Description

本発明は、試料等を穿刺するための針部を備える針状物部材及び当該針状物部材を備える穿刺器具に関する。

基部とその基部から突出した少なくとも一の針部とを備え、当該針部に試料等を穿刺することにより固定する穿刺器具は、種々の技術分野での応用が期待される器具である。かかる穿刺器具として、従来、複雑な形状を有する微細針を作製するための鋳型を用いて作製された微細針が提案されている（特許文献１参照）。この微細針を作製する方法においては、まず、先鋭状の先端部を有する形状に形成されたシリコンからなる針模型を、シリコン基板に固定し、シリコン基板の針模型を固定した面側に鋳型材料を堆積させ、鋳型材料が堆積された後に、シリコン基板及び針模型を除去することによって針模型の形状が鋳型材料に転写された微細針の鋳型を形成する。そして、この鋳型内部に針材料を充填することによって複雑な形状を有する微細針が作製される。

また、上型及び下型からなる成形型を用いて穿刺部及び保持部を一体に成形することにより製造され得る、生体内に侵入可能な穿刺部を備える医療用針が提案されている（特許文献２参照）。

上述したように、微細針を作製するために鋳型等の成形型を用いる場合、成形型の製造コストが高く、しかも成形時間が比較的長くてかつ歩留まりが悪くなる傾向があるため、総じて製造コストが高くなる傾向がある。

また、上記特許文献１では、鋳型を製造する際、基板の上に載置される針模型の先端部はシリコン基板と密着していないため、出来上がった先端鋳型部は、鋳型の面のうち、除去されたシリコン基板が存在していた面側に、片持ち梁状の屋根を有する構造となってしまい、型構造の強度が十分とは言えない。さらに、片持ち梁状の屋根の端部は、もう一方の型と接合されて針先端部と胴部との境近傍の接合がなされるが、この部分での製品に残る段差の原因となるパーティングラインの形成は、穿刺性に問題が生じ得る。

さらにまた、針胴部から針先端に向かって径が漸減的に小さくなっていくため、鋳型成形では、鋭利な先端形状を忠実に再現して形成することは極めて困難であり、出来上がった針の穿刺性は、満足のいくものとは言い難い。

上記特許文献２においても、上型及び下型からなる成形型を用いて先端鋭利な穿刺部を成形する場合には、上記特許文献１と同様の問題が生じ得る。

このような問題を解決する方法として、従来、金属薄板をエッチングすることにより、基部と基部から一体的に突出してなる針部とを備える穿刺器具が提案されている（特許文献３参照）。

特開２０１２−３４９４４号公報 特開２０１１−１８３０７６号公報 特開２０１４−１４０６４２号公報

上記特許文献３に記載された穿刺器具においては、優れた穿刺性を有するものの、微細な試料に可能な限りダメージを与えることなく穿刺するために、さらに優れた穿刺性を有することが要求される。そのような要求を満足するために針の先端部をより鋭利に加工すると、針の先端部の強度が低下し、試料等を穿刺するときに針の先端部が折れ曲がってしまうという問題がある。一方で、針の先端部の強度を増大するためには、針の先端部を鋭利に加工することができず、より優れた穿刺性の要求を満足することができないという問題がある。

上記課題に鑑みて、本発明は、より優れた穿刺性及び先端部の折れ曲がりの抑制という相反する要求をともに満足することのできる針状物部材及び当該針状物部材を有する穿刺器具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する平板状の基部と、前記基部の面内方向に沿って前記基部から一体的に突出形成されてなる針部とを備え、前記針部は、前記基部から最も離れて位置する頂点部を含み、当該頂点部から前記基部に向かって前記第２面側からの平面視における短手方向の幅が漸増する先端部と、前記先端部に連続し、前記第２面側からの平面視における短手方向の幅が略同一である針胴部とを有し、前記第２面側からの平面視において、前記先端部は、前記頂点部と前記先端部の前記針胴部側第１端部とを連続する第１傾斜辺と、前記頂点部と前記先端部の前記針胴部側第２端部とを連続する第２傾斜辺とを有し、前記第２面側からの平面視において、前記第１傾斜辺上の第１点及び第２点を通る直線と、前記第２傾斜辺上の第１点及び第２点を通る直線とのなす角度によって規定される第１先端角度が１０°以下であり、前記第２面側からの平面視において、前記第１傾斜辺上の第３点及び第４点を通る直線と、前記第２傾斜辺上の第３点及び第４点を通る直線とのなす角度によって規定される第２先端角度が２０°以上であり、前記第１点及び前記第２点は、前記第２面側からの平面視において、前記針部の長手方向における前記先端部の長さを３等分する、前記針部の長手方向に直交する方向に沿った２本の３等分線と、前記第１傾斜辺及び前記第２傾斜辺のそれぞれとが交差する点であり、前記第３点及び前記第４点は、前記第２面側からの平面視において、前記頂点部から前記針部の長手方向に沿って２５μｍ及び５０μｍの長さの点をそれぞれ通る、前記針部の長手方向に直交する２本の仮想線分を引いたときに、当該２本の仮想線分のそれぞれと、前記第１傾斜辺及び前記第２傾斜辺のそれぞれとが交差する点であり、前記針部の長手方向の長さが５〜２０ｍｍであり、前記第２面側からの平面視における前記針胴部の短手方向の幅が１００〜１０００μｍであることを特徴とする針状物部材を提供する（発明１）。

上記発明（発明１）において、前記頂点部は、前記第２面上又は前記第１面と前記第２面との間の中位点よりも前記第２面側に位置し、前記針部の側面視において、前記第１面の前記頂点部側端部と前記頂点部とが、凹状の湾曲線により連続しているのが好ましい（発明２）。

上記発明（発明１，２）において、前記針状物部材は、圧延加工により薄板状に形成された金属薄板にエッチング処理を施すことで作製されてなるものであればよく（発明３）、前記針部の長手方向を、前記金属薄板の前記圧延方向に直交する方向とすることができ（発明４）、前記針部の表面にコーティング層を有していてもよく（発明５）、複数の前記針部を備えていてもよい（発明６）。

また、本発明は、上記発明（発明１〜６）に係る針状物部材を、前記基部の厚み方向に複数重ねてなることを特徴とする穿刺器具を提供する（発明７）。

本発明によれば、より優れた穿刺性及び先端部の折れ曲がりの抑制という相反する要求をともに満足することのできる針状物部材及び当該針状物部材を有する穿刺器具を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る針状物部材の概略構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る針状物部材の概略構成を示す平面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る針状物部材の一の態様の概略構成を、頂点部を通る長手方向の切断端面にて示す切断端面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る針状物部材の他の態様の概略構成を、頂点部を通る長手方向の切断端面にて示す切断端面図である。 図５は、本発明の一実施形態における針部の先端部の概略構成を示す、第２面側から見た平面図である。 図６は、本発明の一実施形態における針部の頂点部近傍の概略構成を示す、第２面側から見た平面図である。 図７は、本発明の一実施形態における針部の先端部の概略構成を示す側面図である。 図８は、本発明の一実施形態における穿刺器具の概略構成を示す斜視図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る針状物部材を作製する工程を示す斜視図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。 図１０は、本発明の一実施形態に係る針状物部材を作製する工程であって、図９に示す工程に続く工程を示す斜視図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。 図１１は、本発明の一実施形態に係る針状物部材を作製する工程であって、図１０に示す工程に続く工程を示す斜視図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。 図１２は、本発明の一実施形態に係る針状物部材を作製する工程であって、図１１に示す工程に続く工程を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る針状物部材の概略構成を示す斜視図であり、図２は、本実施形態に係る針状物部材の概略構成を示す平面図であり、図３は、本実施形態に係る針状物部材の一の態様の概略構成を、頂点部を通る長手方向の切断端面にて示す切断端面図であり、図４は、本実施形態に係る針状物部材の他の態様の概略構成を、頂点部を通る長手方向の切断端面にて示す切断端面図であり、図５は、本実施形態における針部の先端部の概略構成を示す、第２面側から見た平面図であり、図６は、本実施形態における針部の頂点部近傍の概略構成を示す、第２面側から見た平面図であり、図７は、本実施形態における針部の先端部の概略構成を示す側面図であり、図８は、本実施形態における穿刺器具の概略構成を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る針状物部材１は、圧延加工された、例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属により構成される金属薄板にエッチング処理を施すことで作製されるものであり、第１面２ａ及び当該第１面２ａに対向する第２面２ｂを有する平板状の基部２と、基部２の面内方向に沿って一体的に突出形成されてなる針部３とを備える。なお、「一体的に突出形成された」とは、基部２と針部３とが同一材質により構成されており、かつ基部２と針部３とが一度も分離された状態で存在したことがない状態を意味するものとする。

本実施形態において、針部３の長手方向Ｄ_Lは、圧延加工された金属薄板の圧延方向Ｄ_R（圧延により形成される圧延金属組織の配列方向）に実質的に直交する方向（例えば、９０°±１５°）である。針部３の長手方向Ｄ_Lが圧延方向Ｄ_Rに実質的に直交する方向であることで、針部３の強度を向上させることができ、針部３全体の折れ、曲がり等が発生し難くなる。なお、圧延方向Ｄ_Rは、１００倍以上の倍率（総合倍率）を有する金属顕微鏡等を用いて針状物部材１の基部２の第１面２ａ又は第２面２ｂを観察することで、簡易的に、かつ容易に確認され得る。

圧延加工とは、高温、常温、低温等の条件下で、金属素材を圧延機の回転ロールに通して、金属薄板等の板材を形成する手法である。圧延加工時に板材を引っ張る方向が、圧延方向Ｄ_Rに相当する。

圧延方向Ｄ_Rに沿った基部２の長さは、本実施形態に係る針状物部材１が有する針部３の本数、複数の針部３を有する場合の隣接する針部３，３間のピッチ等により適宜設定され得るものであって、特に制限されるものではないが、例えば、５〜５０ｍｍ程度に設定され得る。

基部２の厚さＴ（対向する第１面２ａと第２面２ｂとの間により規定される。）は、例えば、５０〜２５０μｍ程度に設定され、高さＨ（針部３の長手方向Ｄ_Lに沿った長さ）は、２〜３０ｍｍ程度に設定され得る。

図１及び図２に示すように、針部３は、基部２から最も離れて位置する頂点部３１と、第２面２ｂ側からの平面視における短手方向Ｄ_S（長手方向Ｄ_Lに直交する方向）の幅Ｗ₃₂が頂点部３１から基部２に向かって漸増する先端部３２と、先端部３２に連続し、第２面２ｂ側からの平面視における短手方向Ｄ_Sの幅Ｗ₃₃が長手方向Ｄ_Lに亘って略同一である針胴部３３とを有する。なお、本実施形態において、針部３の第１面３ａ及び第２面３ｂは、それぞれ、基部２の第１面２ａ及び第２面２ｂと同一平面を構成している。

図３及び図４に示すように、頂点部３１は、針部３の第１面３ａと第２面３ｂとの間の中位点（厚さＴの略中央）Ｃよりも第２面３ｂ側に位置しているのが好ましく、第２面３ｂ上に位置していてもよいし（図３参照）、当該中位点Ｃと第２面３ｂとの間に位置していてもよい（図４参照）。特に好ましくは、頂点部３１は、第２面３ｂ上に位置する。後述する実施例から明らかなように、頂点部３１が第２面３ｂ上に位置することにより、穿刺性がより良好になる。

図５に示すように、針部３の第２面３ｂ側からの平面視において、先端部３２は、頂点部３１と先端部３２の針胴部３３側における第１端部３２１とを連続する第１傾斜辺３２３と、頂点部３１と先端部３２の針胴部３３側における第２端部３２２とを連続する第２傾斜辺３２４とを有する。

そして、第１傾斜辺３２３上の第１点Ｐ₁₁及び第２点Ｐ₁₂を通る直線Ｌ₁と、第２傾斜辺３２４上の第１点Ｐ₂₁及び第２点Ｐ₂₂を通る直線Ｌ₂とを引いたとき、２本の直線Ｌ₁，Ｌ₂のなす角度によって規定される第１先端角度θ₁は１０°以下である。好ましくは、第１先端角度θ₁は、８〜１０°である。第１先端角度θ₁が１０°以下であることで、穿刺性を良好にすることができる。

なお、第１傾斜辺３２３及び第２傾斜辺３２４上の第１点Ｐ₁₁，Ｐ₂₁及び第２点Ｐ₁₂，Ｐ₂₂とは、針部３の第２面３ｂ側からの平面視において、先端部３２の長手方向Ｄ_Lの長さＬ₃₂を３等分する、針部３の長手方向Ｄ_Lに直交する方向に沿った２本の３等分線ＬＤ₁，ＬＤ₂を引き、第１傾斜辺３２３及び第２傾斜辺３２４のそれぞれと３等分線ＬＤ₁，ＬＤ₂のそれぞれとが交差する点を意味する。

また、図６に示すように、針部３の第２面３ｂ側からの平面視において、第１傾斜辺３２３上の第３点Ｐ₁₃及び第４点Ｐ₁₄を通る直線Ｌ₃と、第２傾斜辺３２４上の第３点Ｐ₂₃及び第４点Ｐ₂₄を通る直線Ｌ₄とを引いたとき、２本の直線Ｌ₃，Ｌ₄のなす角度によって規定される第２先端角度θ₂は２０°以上である。好ましくは、第２先端角度θ₂は、２０〜２５°である。第２先端角度θ₂が２０°以上であることで、頂点部３１近傍（頂点部３１から長手方向Ｄ_Lの長さ６０μｍ程度）が折れ曲がるのを防止することができる。
なお、第１傾斜辺３２３及び第２傾斜辺３２４上の第３点Ｐ₁₃，Ｐ₂₃及び第４点Ｐ₁₄，Ｐ₂₄とは、針部３の第２面３ｂ側からの平面視において、頂点部３１から長手方向Ｄ_Lに２５μｍ及び５０μｍの長さの点Ｐ_A，Ｐ_Bのそれぞれを通る、針部３の長手方向ＤＬに直交する２本の仮想線分ＬＤ₃，ＬＤ₄を引き、第１傾斜辺３２３及び第２傾斜辺３２４のそれぞれと仮想線分ＬＤ₃，ＬＤ₄のそれぞれとが交差する点を意味する。

本実施形態において、図７に示すように、頂点部３１側における針部３の第１面３ａの端部３４と頂点部３１とを結ぶ直線Ｌ₅、及び第２面３ｂ上の針部３の長手方向ＤＬに平行な、頂点部３１を通る直線Ｌ₆を引いたとき、２本の直線Ｌ₅，Ｌ₆のなす角度によって規定される第３先端角度θ₃は、穿刺性及び針部３の強度を良好にするために適宜設定され得るものであるが、例えば、１５〜９０°程度、好ましくは２０〜５０°程度に設定され得る。

針部３の側面視において、頂点部３１側における針部３の第１面３ａの端部３４と頂点部３１との間が、凹状の湾曲線３５により連続しているのが好ましい。凹状の湾曲線３５により連続していることで、穿刺性をより良好にすることができる。かかる凹状の湾曲線３５の曲率半径は、特に限定されるものではなく、穿刺性等を考慮して適宜設定され得る。

針部３の長手方向Ｄ_Lの長さは、本実施形態に係る針状物部材１及びそれを用いた穿刺器具の用途等を考慮して適宜設定され得るものであって、特に限定されるものではないが、例えば、５〜２０ｍｍ程度に設定され得る。

針部３の針胴部３３の第２面２ｂ側からの平面視における短手方向Ｄ_Sの幅Ｗ₃₃は、針部３に穿刺される対象物の大きさ等に応じて適宜設定され得るものであって、特に限定されるものではないが、例えば、１００〜１０００μｍ程度に設定され得る。

上述した構成を有する針状物部材１は、そのまま穿刺器具として用いることができるが、好適には、図８に示すように、複数の針状物部材１を用意し、それらを厚さ方向に積層させて穿刺器具１００として用いられる。このとき、各針状物部材１の基部２間にスペーサ部材１０１を挟むようにして積層するとともに、スペーサ部材１０１の厚さ（穿刺器具１００の積層方向における厚さ）を適宜設定することで、積層方向に並ぶ針部３のピッチを調整することができる。

上述した構成を有する針状物部材１は、例えば、以下のようにして製造され得る。
図９〜１１は、本実施形態に係る針状物部材１を作製する工程を斜視図（Ａ）及び側面図（Ｂ）にて示す工程フロー図であり、図１２は、図１１に続く工程を示す斜視図である。

図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、圧延加工により形成され、第１面１０ａ及びそれに対向する第２面１０ｂを有する金属薄板１０を準備する。金属薄板１０は、予め脱脂洗浄処理が施されてなるものが好ましい。次工程におけるフォトレジスト膜１１ａ，１１ｂ（図９参照）の密着性を向上させ、品質・仕上がりを向上させるためである。なお、金属薄板１０の厚さＴ₁₀は、５０〜３００μｍ程度とされ得る。

次に、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、金属薄板１０の第１面１０ａ及び第２面１０ｂにフォトレジスト膜１１ａ，１１ｂを形成する。フォトレジスト膜１１ａ，１１ｂを形成する方法としては、金属薄板１０の第１面１０ａ及び第２面１０ｂにフォトレジスト材料を塗布する方法であってもよいし、当該第１面１０ａ及び第２面１０ｂにフィルム状のフォトレジスト膜を貼り付ける方法であってもよい。フォトレジスト膜１１ａ，１１ｂは、ネガ型、ポジ型のいずれであってもよい。

フォトレジスト膜１１ａ，１１ｂがネガ型の場合、露光部分が現像液に対して不溶解性となり、現像後に露光部分が残る。フォトレジスト膜１１ａ，１１ｂがポジ型の場合、露光部分が現像液に対して溶解し、現像後に未露光部分が残る。

続いて、フォトレジスト膜１１ａ，１１ｂの上に、露光用のパターンが形成されたパターンフィルム原版を配置し、露光処理を行い、現像処理を行うことによって、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、レジストパターン１２ａ，１２ｂが形成される。このレジストパターン１２ａ，１２ｂの先端部（針状物部材１の針部３の先端部３２に相当する部分）の角度θ₄，θ₅により、作製される針状物部材１の針部３の第１先端角度θ₁（図５参照）が決定される。よって、レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成する際に、作製される針状物部材１の針部３の第１先端角度θ₁が１０°以下になるように、レジストパターン１２ａ，１２ｂの先端部の角度θ₄，θ₅を調整する。具体的には、レジストパターン１２ａ，１２ｂの先端部の角度θ₄，θ₅を、それぞれ５°以下にすることで、第１先端角度θ₁を１０°以下にすることができる。

また、金属薄板１０の第１面１０ａ側に位置するレジストパターン１２ａの頂点部１３ａと、第２面１０ｂ側に位置するレジストパターン１２ｂの頂点部１３ｂとの位置（針部３の長手方向Ｄ_Lにおける位置）を調整することで、頂点部３１側における針部３の第１面３ａの端部３４と頂点部３１との間を、凹状の湾曲線３５により連続させることができるとともに、第３先端角度θ₃の調整も可能である。

そして、金属薄板１０にエッチング処理を施し、基部２及び針部３を形成する。エッチング処理に用いられるエッチング液としては、金属薄板を構成する金属材料に応じて適宜選定され得る。

エッチング処理方法としては、金属薄板１０の第１面１０ａを上方に、第２面１０ｂを下方に位置させ、金属薄板１０の第１面１０ａ及び第２面１０ｂのそれぞれに同時にエッチング液をスプレー状に噴射する方法を採用することができる。

次に、エッチング処理後に残存しているレジストパターン１２ａ，１２ｂを除去し、洗浄・乾燥処理を経て、基部２’と基部２’から一体的に突出形成されてなる針部３’とを有する針状物部材オリジナル（原物）１’を作製することができる（図１２参照）。

上述のようにして形成された針状物部材オリジナル（原物）１’に対し、研磨処理を施す。この研磨処理によって、針部３の先端部３２の第２先端角度θ₂（図６参照）を２０°以上にすることができるとともに、針状物部材オリジナル（原物）１’の角部を丸めることができる。研磨処理としては、化学研磨処理及び／又は電解研磨処理が採用され得る。化学研磨処理及び電解研磨処理が行われる場合、それらの処理の順番は特に限定されるものではないが、電解研磨処理が行われた後に、化学研磨処理が行われることが好ましい。

化学研磨処理は、被研磨物をある特定の酸、アルカリ、塩類により構成された研磨液に浸漬し、その溶解作用により、被研磨物表面を平滑化、光沢化させる処理である。電解研磨処理は、被研磨物をプラス側にして電解液を介して直流電流を流し、金属表面を溶解させることで研磨効果を得る処理である。

化学研磨処理は、電解研磨処理に比べて、重量、厚みなどの変化量のコントロールが容易であり、減肉量（研磨量）の均一化が図りやすいというメリットがある。この一方で、電解研磨では、角部を集中的に研磨できるというメリットがある。

研磨処理の後、さらに針部３の表面にコーティング層を形成する処理が行われてもよい。コーティング層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法等のドライプロセス、又はめっき法等のウェットプロセスによって形成され得る。ＰＶＤ法で形成されるコーティング層としては、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ又はＣｒＮ等により構成されるコーティング層等が挙げられる。ＣＶＤ法で形成されるコーティング層としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等により構成されるコーティング層等が挙げられる。めっき法で形成されるコーティング層としては、ニッケル、金、銀、パラジウム又はクロム等により構成されるコーティング層等が挙げられる。

上述のようにして形成された針状物部材１を複数用意し、各針状物部材１とスペーサ部材１０１等とを交互に厚さ方向に積層することで、穿刺器具１００（図８参照）を製造することができる。

上述したように、本実施形態に係る針状物部材１によれば、第１先端角度θ₁が１０°以下であることで、穿刺性をより良好にすることができるとともに、第２先端角度θ₂が２０°以上であることで、針状物部材１の頂点部３１近傍の強度をより増大させることができ、当該頂点部３１近傍の変形を防止することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。

〔実施例１〕
原材料となる厚さｔ＝１５０μｍのステンレス製金属薄板１０を準備し、この金属薄板１０の第１面１０ａ及び第２面１０ｂのそれぞれに、厚さ１５μｍのネガ型フォトレジストフィルム１１ａ，１１ｂを貼り付けた。

次いで、フォトレジストフィルム１１ａ，１１ｂ上に、露光用パターンが形成されたレジストパターン原版を用いて露光・現像処理を行い、レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した。なお、針部３の長手方向Ｄ_Lが金属薄板１０の圧延方向Ｄ_Rに直交するように、かつ針部３の長手方向Ｄ_L長さが１２ｍｍ、針部３の針胴部３３の短手方向Ｄ_Sの幅Ｗ₃₃が２６０μｍとなるように、レジストパターン原版を配置して露光処理を行った。なお、金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が５°になるように、第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの頂点部１３ａが、第２面１０ｂ側のレジストパターン１２ｂの頂点部１３ｂよりも基部２側に位置し、それらの頂点部１３ａ，１３ｂの間の長さＬ₁₂が１００μｍとなるように、レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した。

次いで、エッチング液として、塩化鉄（II）溶液を用いて、金属薄板１０の第１面１０ａ側及び第２面１０ｂ側から同時にスプレーエッチング処理を行った後、残余のレジストパターン１２ａ，１２ｂを除去し、洗浄・乾燥することによって、針状物部材オリジナル（原物）１’を得た。

このようにして得られた針状物部材１オリジナル（原物）を陽極側に取り付け、陰極側に白金部材を取り付けて、塩酸１０％、３０℃の水溶液に浸漬し、電流密度ｄｋ＝３で、電解研磨処理を行った。処理時間は、３分程度とした。なお、減肉量は厚さにして２０μｍであった。

上記のようにして得られた針状物部材１の針部３の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔実施例２〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの頂点部１３ａと、第２面１０ｂ側のレジストパターン１２ｂの頂点部１３ｂとの間の長さＬ₁₂が０となるように、当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例１と同様にして針状物部材１を作製した。得られた針状物部材１の針部３の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔比較例１〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が３°になるように当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例２と同様にして針状物部材を作製した。得られた針状物部材の針部の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔比較例２〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が４°になるように当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例１と同様にして針状物部材を作製した。得られた針状物部材の針部の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔比較例３〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が８°になるように当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例２と同様にして針状物部材を作製した。得られた針状物部材の針部の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔比較例４〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が８°になるように、かつレジストパターン１２ａ，１２ｂの頂点部１３ａ，１３ｂの間の長さＬ₁₂が１５０μｍとなるように当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例１と同様にして針状物部材を作製した。得られた針状物部材の針部の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔比較例５〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が４°になるように当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例２と同様にして針状物部材を作製した。得られた針状物部材の針部の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔比較例６〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が１０°になるように当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例１と同様にして針状物部材を作製した。得られた針状物部材の針部の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔比較例７〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が６°になるように当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例１と同様にして針状物部材を作製した。得られた針状物部材の針部の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔比較例８〕
金属薄板１０の第１面１０ａ側のレジストパターン１２ａの先端部の角度θ₄が６°になるように当該レジストパターン１２ａ，１２ｂを形成した以外は、実施例２と同様にして針状物部材を作製した。得られた針状物部材の針部の第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔参考例１〕
参考例１として、昆虫針（志賀昆虫針，志賀昆虫普及社製）を準備し、実施例１と同様にして第１先端角度θ₁及び第２先端角度θ₂を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて測定した。結果を表１に示す。

〔試験例１〕
実施例１、実施例２、及び比較例１〜８の針状物部材の針部、並びに参考例１の針の穿刺性を、下記の試験により評価した。
ロードセル付きの圧縮試験機（島津製作所社製，島津オートグラフ）を用いて、上記針状物部材の針部及び針をグミ（弾性率：０．３０Ｎ／ｍｍ²）に対して鉛直方向から穿刺し、針部及び針の貫入長さ（ｍｍ）に対する貫入荷重（Ｎ）（針貫入勾配（Ｎ／ｍｍ））を算出した。結果を表２に示す。

表２に示すように、第１先端角度θ₁が１０°以下の針状物部材は、参考例１の針よりも小さい針貫入勾配（Ｎ／ｍｍ）を示すことが確認された。このことから、第１先端角度θ₁が１０°以下であれば、優れた穿刺性を発揮することができると推察される。

〔試験例２〕
実施例１、実施例２、及び比較例１〜８の針状物部材の針部、並びに参考例１の針の頂点部近傍の強度（耐久性）を、下記の試験により評価した。

上記針状物部材の針部及び針を、グミ（弾性率：０．６５Ｎ／ｍｍ²）に対する鉛直方向から５°傾斜させた状態で当該グミに穿刺する操作及び抜く操作の一連の操作を３０回繰り返して行い、当該一連の操作を５回行うごとに、針部及び針の頂点部から長手方向に１００μｍの長さの部分を、３次元測長機（オムロン社製）を用いて観察した。上記一連の操作を３０回繰り返して行った後に、針部及び針の頂点部近傍が折れ曲がっていないものを「○」、折れ曲がっているものを「×」と評価した。結果を表３に示す。

表３に示すように、第２先端角度θ₂が２０°以上の針部は、優れた耐久性を発揮することができるが、第２先端角度θ₂が２０°未満の針部（比較例１及び２）は、上記一連の操作を５回繰り返した段階で、頂点部の近傍が折れ曲がってしまった。この結果から、第２先端角度θ₂を２０°以上にすることで、頂点部近傍の強度を増大させ、当該部分が折れ曲がるのを防止可能であると推察することができる。

上記試験例１及び試験例２の結果から、第１先端角度θ１を１０°以下とし、第２先端角度θ２を２０°以上にすることで、より優れた穿刺性を発揮することができるとともに、頂点部近傍が折れ曲がるのを抑制することができるという効果を奏することが明らかとなった。

〔試験例３〕
実施例１及び実施例２の針部の穿刺性につき、グミ（弾性率：０．６５Ｎ／ｍｍ²）に変更して、試験例１と同様に試験した。結果を表４に示す。

表４に示す結果から明らかなように、頂点部３１が第２面３ｂ上に位置することによって、より穿刺性を良好にすることができる。

本発明の針状物部材及び穿刺器具は、医療、電子部品、化学製品等の技術分野等において有用である。

１…針状物部材
２…基部
２ａ…第１面
２ｂ…第２面
３…針部
３１…頂点部
３２…先端部
３３…針胴部
３２１…第１端部
３２２…第２端部
３２３…第１傾斜辺
３２４…第２傾斜辺

Claims (7)

1. 第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する平板状の基部と、
   前記基部の面内方向に沿って前記基部から一体的に突出形成されてなる針部と
   を備え、
   前記針部は、前記基部から最も離れて位置する頂点部を含み、当該頂点部から前記基部に向かって前記第２面側からの平面視における短手方向の幅が漸増する先端部と、前記先端部に連続し、前記第２面側からの平面視における短手方向の幅が略同一である針胴部とを有し、
   前記第２面側からの平面視において、前記先端部は、前記頂点部と前記先端部の前記針胴部側第１端部とを連続する第１傾斜辺と、前記頂点部と前記先端部の前記針胴部側第２端部とを連続する第２傾斜辺とを有し、
   前記第２面側からの平面視において、前記第１傾斜辺上の第１点及び第２点を通る直線と、前記第２傾斜辺上の第１点及び第２点を通る直線とのなす角度によって規定される第１先端角度が１０°以下であり、
   前記第２面側からの平面視において、前記第１傾斜辺上の第３点及び第４点を通る直線と、前記第２傾斜辺上の第３点及び第４点を通る直線とのなす角度によって規定される第２先端角度が２０°以上であり、
   前記第１点及び前記第２点は、前記第２面側からの平面視において、前記針部の長手方向における前記先端部の長さを３等分する、前記針部の長手方向に直交する方向に沿った２本の３等分線と、前記第１傾斜辺及び前記第２傾斜辺のそれぞれとが交差する点であり、
   前記第３点及び前記第４点は、前記第２面側からの平面視において、前記頂点部から前記針部の長手方向に沿って２５μｍ及び５０μｍの長さの点をそれぞれ通る、前記針部の長手方向に直交する２本の仮想線分を引いたときに、当該２本の仮想線分のそれぞれと、前記第１傾斜辺及び前記第２傾斜辺のそれぞれとが交差する点であり、
   前記針部の長手方向の長さが５〜２０ｍｍであり、
   前記第２面側からの平面視における前記針胴部の短手方向の幅が１００〜１０００μｍであることを特徴とする針状物部材。
2. 前記頂点部は、前記第２面上又は前記第１面と前記第２面との間の中位点よりも前記第２面側に位置し、
   前記針部の側面視において、前記第１面の前記頂点部側端部と前記頂点部とが、凹状の湾曲線により連続していることを特徴とする請求項１に記載の針状物部材。
3. 前記針状物部材は、圧延加工により薄板状に形成された金属薄板にエッチング処理を施すことで作製されてなるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の針状物部材。
4. 前記針部の長手方向が、前記金属薄板の圧延方向に実質的に直交する方向であることを特徴とする請求項３に記載の針状物部材。
5. 前記針部は、その表面にコーティング層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の針状物部材。
6. 複数の前記針部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の針状物部材。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の針状物部材を、前記基部の厚み方向に複数重ねてなることを特徴とする穿刺器具。

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