JP7464465B2 - 微細中空突起具 - Google Patents
微細中空突起具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7464465B2 JP7464465B2 JP2020112175A JP2020112175A JP7464465B2 JP 7464465 B2 JP7464465 B2 JP 7464465B2 JP 2020112175 A JP2020112175 A JP 2020112175A JP 2020112175 A JP2020112175 A JP 2020112175A JP 7464465 B2 JP7464465 B2 JP 7464465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow protrusion
- thickness
- protrusion
- base
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 54
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 8
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 36
- 230000008859 change Effects 0.000 description 27
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 27
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 24
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 11
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 8
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001083913 Cotyledon Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 1
- 241000255789 Bombyx mori Species 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 1
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 229910009372 YVO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 description 1
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000037368 penetrate the skin Effects 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000006903 response to temperature Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 210000000434 stratum corneum Anatomy 0.000 description 1
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
Description
したがって本発明の課題は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る微細中空突起具を提供することにある。
図1は、微細中空突起具1としての一例であるマイクロニードルアレイ1(M)の斜視図を示す。本実施形態のマイクロニードルアレイ1(M)は、シート状の基底部2と複数の微細な中空突起部3とを有している。複数の中空突起部3は、基底部2から突出して形成されている。中空突起部3の数、中空突起部3の配置には、特に制限はないが、本実施形態のマイクロニードルアレイ1(M)は、好適には、シート状の基底部2の上面となる他面側2Uに、9個の略円錐台状の中空突起部3をアレイ(行列)状に有している。他面側2Uは、基底部2の下面を一面側2Dとしたとき、該一面側と反対側の面である。アレイ(行列)状に配された9個の中空突起部3は、後述する基材シート2Aを搬送する方向(基材シート2Aの長手方向)であるY方向に3行、搬送する方向と直交する方向及び搬送される基材シート2Aの幅方向であるX方向に3列に配されている。本実施形態において、シート状の基底部2は熱可塑性樹脂を含んだ部材で構成されている。マイクロニードルアレイ1(M)の中空突起部3は非常に小さなものであるが、説明の便宜上、中空突起部3を非常に大きく描いている。
図2(a)は、マイクロニードルアレイ1(M)の有する複数の中空突起部3の内の1個の中空突起部3の概略構成を示す斜視図であり、図2(b)は、図2(a)に示すA-A線断面端面図である。図2(a),(b)に示す中空突起部3は、基底部2から突出方向Hに向かって突出し、中空突起部3の頂点P側から対象物に穿刺されるものである。ここで、中空突起部3に穿刺される対象物とは、例えば皮膚が挙げられる。
中空突起部3は、基底部2の他面側2U上に立設している。中空突起部3は、図2(b)に示すように、その内部に空間3s(以下「内部空間3s」という)が形成されている。具体的には、内部空間3sは基底部2を貫通して、中空突起部3の内部にまで至るように形成されている。
基底部2は、他面側2Uから下面となる一面側2Dまでの厚みT2が、好ましくは0.01mm以上、更に好ましくは0.02mm以上であり、そして、好ましくは1.0mm以下であり、更に好ましくは0.7mm以下であり、具体的には、好ましくは0.01mm以上1.0mm以下であり、更に好ましくは0.02mm以上0.7mm以下である。厚みT2は基材シート2Aの厚さである。
図4(a)は、本実施形態に係る中空突起部3の縦断面、図4(b)は外径r1と内径r2の突出方向Hにおける各高さでの外径r1及び内径r2の計測値をプロットした図、図4(c)は突出方向Hにおける各高さでの肉厚T1の計測値をプロットした図である。図4(b)、図4(c)において、縦軸は頂点Pから基底部2の他面側2Uに向かう距離(突出方向Hに沿う距離)を示し、横軸は幅方向X1への寸法を示す。
本実施形態に係る微細中空突起具1は、図4(b)に示すように、中空突起部3の内径r2が頂点P側から基底部2に向かって連続的に増加している。微細中空突起具1は、頂点P側から基底部2側に向かって、肉厚が増加から減少に転じる上部厚み転換部F1と、肉厚が減少から増加に転じる下部厚み転換部F2とを有している。より具体的には、上部厚み転換部F1は下部厚み転換部F2よりも頂点P側に位置し、下部厚み転換部F2は上部厚み転換部F1よりも基底部2側に位置している。上部厚み転換部F1は、皮膚への穿刺時における中空突起部3の剛性確保をする機能を有する。
図4(b)及び図4(c)に示すように、上部厚み転換部F1及び下部厚み転換部Fを示す関係曲線は、例えば、中空突起部3の突出突さH1を20乃至25等分する間隔で、外径r1、内径r2及び肉厚T1をプロットして求めることが好ましい。
また、本実施形態に係る中空突起部3は、頂点Pと基底部2の他面側2U(上面側)との間を2等分する位置よりも基底部2側、すなわち、第2領域E2に、下部厚み転換部F2から徐々に大きくなる肉厚部F3が形成されている。肉厚部F3は、下部厚み転換部F2よりも肉厚とされている。中空突起部3は、肉厚がF2<F1となるように形成されている。中空突起部3は、内径r2が第1領域E1から第2領域E2に向かって線形的に増加するように形成されている。中空突起部3の内径r2は、線形的に増加するものに限定されるものではなく、非連続的に増加する形態であってもよい。内径r2が非連続的に増加する形態としては、頂点P側から基底部2側に向かって内径r2の変化をみたときに、内径r2が増加する部分と増加する部分との間に内径r2が一定の部分が一又は複数有する場合、内径r2が多段階で増加している場合等が挙げられる。
また、中空突起部3は、基底部2側に位置する第2領域E2に、下部厚み転換部F2から徐々に大きくなる肉厚部F3を備えているので、中空突起部3の根本となる基底部2側での剛性が向上し、穿刺時における中空突起部のブレが抑えられ、穿刺動作の抵抗が軽減され、穿刺性が向上する。
本実施形態においては、主として外径r1を変化させることで、頂点P側から基底部2に向かっての肉厚T1の変化を制御している。外径r1に、内径r2に比して大きな変化を与えて肉厚T1を制御することは、例えば、後述する製造方法において、凸型部11で同一形状の中空突起部3が安定して形成されるようにする観点等から好ましい。
上部厚み転換部F1:下部厚み転換部F2の比の値は、3.0以上、好ましくは6以上、より好ましくは9以上であり、100以下、好ましくは50以下、より好ましくは20以下であり、具体的には、3.0以上100以下、好ましくは6以上50以下、より好ましくは9以上20以下である。
本実施形態の微細中空突起具1によれば、第2領域E2における下部厚み転換部F2の肉厚に対する第1領域E1における上部厚み転換部F1の肉厚の比の値が3.0以上であると、後述する試験結果から明らかなように、中空突起部3の先端側のつぶれを抑制しつつも穿刺性が向上する。
中空突起部3は、可塑性樹脂を含んだ部材から構成されているので、熱加工によって容易に形成することができる。
凸型部11の凸型110は、図6に示すよう、その先端径D1が、好ましくは0.001mm以上、更に好ましくは0.005mm以上であり、そして、好ましくは1mm以下であり、更に好ましくは0.5mm以下であり、具体的には、好ましくは0.001mm以上1mm以下であり、更に好ましくは0.005mm以上0.5mm以下である。凸型部11の凸型110の先端径D1は、以下のようにして測定する。
基材シート2Aを支持する支持部材12は、凸型部11を一面側2Dから刺し込んだ際に基材シート2Aが撓みにくくする役目をしている。したがって、支持部材12は、基材シート2Aにおける凸型部11が刺し込まれる領域以外の領域、言い換えれば、基材シート2Aにおける突起部3の形成される領域以外の領域を支持するように配置されている。このように配置される支持部材12として、実施形態の製造装置100では、凸型部11における凸型110を挿通可能な開口部12aを複数有する第1の開口プレート12Uを用いている。第1の開口プレート12Uは、搬送方向(Y方向)に平行に延在する板状部材から形成されている。第1の開口プレート12Uでは、開口部12a以外の領域で基材シート2Aを支持している。
図5に示すように、製造装置100は、基材シート2Aの原反ロールから帯状の基材シート2Aを繰り出し、Y方向に搬送する。そしてY方向に搬送されている帯状の基材シート2Aを所定位置で停止させた後、基材シート2Aの一面側2Dから凸型部11を当接させて、基材シート2Aにおける当接部分を、凸型部11を振動させることで熱により軟化させながら、凸型部11を基材シート2Aに刺してゆき基材シート2Aの他面側2Uから突出する中空突起部3を形成する。
制御手段300は、突起形成工程において、予め設定した凸型部11の刺入高さとなる座標値Zに応じて単位刺入高さあたりの基材シート2Aに加わる熱量を変化させることで、中空突起部3の形状を制御するようになっている。具体的には、座標値Zに応じて超音波振幅を調整することで、基材シート2Aに加わる熱量を変化させている。つまり、基材シート2Aへの刺入中に超音波振幅を可変させることで熱量を変化させて、中空突起部3〔微細中空突起具1〕の形状を制御している。
このように、制御手段300は、突起形成工程において、凸型部11にエネルギーを付与する手段となる超音波振動装置200を、予め設定した条件に基づき制御し、凸型部11の刺入高さに応じて基材シート2Aに加わる熱量を変化させることで、中空突起部3〔微細中空突起具1〕の形状を制御している。制御手段300は、基材シート2Aへの刺入中に超音波振幅を変更せずに一定のままとして、中空突起部3〔微細中空突起具1〕の形状を制御する機能も備えている。
図7は、微細中空突起具1の製造工程と、基材シート2Aに加わる熱量を変化させるタイミングと変化量の関係を説明する図である。図7において、Zaは凸型部11が基材シート2Aの一面側2Dから離間した最下位置を占めた時の電動アクチュエータから送信される座標値であり、Z0は基材シート2Aの一面側2Dの位置を示す。Zbは加熱が開始される座標値を示し、Zcは凸型部11が最大上昇位置を占めた時の座標値を示す。
本実施形態においては、原反ロールから繰り出されてY方向に搬送されている帯状の基材シート2Aを所定位置で停止させた後、第1の開口プレート12Uと第2の開口プレート13Dを昇降させ、基材シート2Aを第1の開口プレート12Uと第2の開口プレート13Dとで挟んだ状態で突起部形成工程を行うようになっている。この段階においては、凸型部11は、図7(a)に示すように、基材シート2Aの一面側2D(下面側)から離間した位置を占めている。
そして、制御手段300によって電動アクチュエータが駆動されて凸型部11を基材シート2Aに向かってに上昇移動させると、座標値Z(刺入高さ)に応じた加熱制御が実行される。本実施形態では、座標値Zbとなると、図7(b)に示すように、超音波振動装置200を作動して凸型部11を振動させる。この時の超音波振幅はA1である。
基材シート2Aに突き刺さった状態で凸型部11が上昇を続けると、図7(d)に示すように制御手段300によって超音波振幅がA1からA1よりも振幅の大きいA2へと変更されて当接部分TP(基材シート2A)に与える熱量が多くなり、基材シート2Aの他面側2U(上面側)から突出する中空突起部3が所定の形状を形成する。
このように、凸型部11の座標値Z(刺入高さ)が変動すると、それに応じて超音波ホーンの振幅を変更して基材シート2Aに加わる熱量を変化させることで、突起形成工程において、予め設定した凸型部11の刺入高さとなる凸型部11の座標値Zに応じて単位刺入高さあたりの微細中空突起具1の形状を高精度に制御することができる。このため、凸型部11の形状を変更することなく、所望の形状の中空突起部3を備えた微細中空突起具1を形成することが可能である。
本実施形態では、凸型部11の座標値Z(刺入高さ)が変動すると、それに応じて超音波ホーンの振幅が切替前の振幅に対して大きくなるように切替えたが、希望する中空突起部3の形状によっては、凸型部11の座標値Z(刺入高さ)が変動すると、切替前の振幅よりも小さくなるように切替制御してもよい。また、凸型部11の座標値Z(刺入高さ)が変動しても、座標値Zbにおいて与える超音波振幅を変更せず、任意の値を維持して凸型部11を振動させて中空突起部3を形成するようにしてもよい。また、中空突起部3は、これら凸型部11の超音波振幅を変更するのでなく、凸型部11の形状や刺入速度、軟化時間を変更しても、その形状を変更することができる。
無論、冷却工程において冷却装置による冷却を否定するものではなく、より早期に冷却させたい場合には、送風ファンなどの公知の冷却装置を冷却部20に設置して複数の中空突起部3を冷却してもよい。
凸型部11にエネルギーを付与する手段として超音波振動装置200を用いる場合、熱量変化の応答性がよく、より所望の形状の微細中空突起具1が形成可能である。
加熱条件のパラメータとして超音波振動装置200による凸型部11の刺入高さ(座標値Z)に対する超音波振幅を用いるのではなく、凸型部11が基材シート2Aに向かって移動する際の刺入速度をパラメータとして用いてもよい。
本実施形態において、当接直後とは、図7において凸型部11がZ0の位置を占めた状態であり、突起形成直後とは、図7において凸型部11がZcの位置を占めた状態である。
超音波振幅30%で形成した中空突起部330の上部厚み転換部F1:下部厚み転換部F2の比の値は1.82であった。
超音波振幅45%で形成した中空突起部345の上部厚み転換部F1:下部厚み転換部F2の比の値は2.44であった。
超音波振幅70%で形成した中空突起部370の上部厚み転換部F1:下部厚み転換部F2の比の値は1.78であった。
超音波振幅90%で形成した中空突起部390の上部厚み転換部F1:下部厚み転換部F2の比の値は2.27であった。
本実施形態における中空突起部3の上部厚み転換部F1:下部厚み転換部F2の比の値は9.78であった。
穿刺性荷重評価試験は、歪計測機器である周知のロードセルに、突出高さを1000μm(1mm)とした中空突起部3,330,390をそれぞれセットし、試験用の皮膚モデルに対して垂直に中空突起部3,330,390を穿刺したときの荷重変化を計測するものである。この時の評価結果を図10に示す。
図10において、縦軸は穿刺時の荷重〔N〕を示し、横軸は穿刺深さ〔mm〕を示す。各中空突起部は、穿刺深さ0.6mm程度までは、ほぼ同様の荷重変位を示す。穿刺深さ0.6mmまでは穿刺深さが増すにつれて荷重が徐々に上昇している。これは各中空突起部が皮膚モデルを押圧しているためである。
本実施形態に係る中空突起部3の場合、穿刺深さが0.6mmを過ぎると荷重が一気に低下する。これは、中空突起部3が皮膚モデルの表面を貫通したためである。また、荷重が一気に低下した後は0.8mm程度までは荷重変化が横ばいに推移している。これは、穿刺深さは増しているが荷重の増加が少なく、先端つぶれが抑制されて穿刺時における抵抗が低くなったことと推察される。荷重の横ばいが終わると、荷重が一気に荷重が増大している。これは穿刺が深くなるにつれて抵抗が増したためであると推察される。
また、超音波振幅30%の中空突起部330の荷重変化は、本実施形態の中空突起部3と同じような変化であるが、荷重が一気に低下した後の荷重変化の横ばい期間が中空突起部3に比べて短くなっている。これは中空突起部330の外径r1の変化が大きく、穿刺時の抵抗が中空突起部3に比べて大きいためであると推察される。
微細中空突起具1Aは、先に説明した微細中空突起具1の中空突起部3に貫通孔3hを形成した中空突起部3Aを備えている。微細中空突起具1Aは、その外面32に、中空突起部3A内の内部空間3sと連通する貫通孔3hを有している。この貫通孔3hは、中空突起部3Aの厚みのある領域に配されている。貫通孔3hが配されている厚みのある領域とは、前述した第1領域E1である。微細中空突起具1Aの内径r2は、中空突起部の第1領域E1から第2領域E2に向かって線形的に増加している。
このように基材シート2Aの他面側2Uに配された照射ヘッド41からレーザー光4Lを、非貫通の中空突起部3Aに照射すると、中空突起部3Aに外面32に中空突起部3Aの内面31まで貫通する貫通孔3hを形成することができる。また、中空突起部3Aの任意の位置に貫通孔3hを形成し易いため、溶液等を供給したい皮膚表面に対する位置を任意に制御し易い。
この貫通孔3hが、中空突起部3Aの厚みのある領域、具体的には第1領域E1に配されているので、貫通孔3hが形成されても中空突起部3Aの先端側での剛性を確保でき、中空突起部3Aのつぶれを抑制して穿刺性を向上することができる。
中空突起部3Aの内径r2は、中空突起部3Aの第1領域E1から第2領域E2に向かって線形的に増加しているので、先端肉厚にもかかわらず、溶液が流れる液流路となる内部空間の断面積が先端にかけて小さくなっていくため、流速が増し、溶液が吐出しやすくなる。
中空突起部3Aは、超音波振幅30%から90%に切り替えて先端肉厚に形成したものである。従来方法の欄に記載の中空突起部3Bは、超音波振幅45%で形成したものである。
実験は、豚の耳介皮膚を土台となるヒト前腕内側部に隙間なく張り付けて一体化して穿刺対象として準備し、図13に示す2つの中空突起部に荷重500gを与えて手動で豚の耳介皮膚に穿刺した。この時の穿刺成功率、突出高さ減少率〔%〕を評価項目とし、その評価結果を図13にまとめた。
突出高さ減少率〔%〕は、穿刺前の突出高さ(1000μm)と、穿刺後に皮下モデルから抜き取って計測した穿刺後の突出高さの差分値を、穿刺前の突出高さで割った値の平均値から求めた。これら2つの評価項目の内、穿刺成功率は刺さりやすさである穿刺性の判断材料とし、突出高さ減少率〔%〕は、つぶれにくさの判断材料とした。
穿刺成功率を観てみると、中空突起部3Bの穿刺成功率(△)に対し、本実施形態に係る中空突起部3Aの場合、高い確率で刺さって溶液が皮膚内に注入され、高い成功率であった。
突出高さ減少率〔%〕を観てみると、中空突起部3Bは3.3〔%〕であり、中空突起部3Aは0.3%であった。これは、中空突起部3Aの場合、先端側の肉厚が厚く、先端がつぶれにくくなり、突出高さ減少率〔%〕が低いと推察される。これに対し、中空突起部3Bの場合、先端つぶれが中空突起部3Aに対して大きく突出高さ減少率〔%〕が高くなったと推察される。
また微細中空突起具の穿刺対象である皮膚は、典型的にはヒトの皮膚であるが、犬や猫等のペットの皮膚、牛、豚、ヤギ等の家畜の皮膚であっても良い。また哺乳類以外の動物の皮膚、例えば蛇やカエル、蚕等の皮膚であっても良い。
<1>
内部空間を有する微細な中空突起部が基底部から突出しており、該中空突起部の頂点側から対象物に穿刺される微細中空突起具であって、
前記中空突起部は、前記中空突起部の頂点を通る何れかの縦断面を視て、該中空突起部の突出方向と直交する幅方向に位置する外面同士の間隔を外径、前記幅方向に位置する内面同士の間隔を内径、前記内径が0より大きい領域における前記外径と前記内径の差の半分の値を肉厚と定義した場合に、
前記内径が、前記頂点側から前記基底部に向かって連続的又は非連続的に増加しており、
前記頂点側から前記基底部側に向かって、前記肉厚が増加から減少に転じる上部厚み転換部と、前記肉厚が減少から増加に転じる下部厚み転換部とを有し、該下部厚み転換部が、前記上部厚み転換部よりも前記基底部側に位置する、微細中空突起具。
前記中空突起部は、前記頂点が位置する先端側に前記上部厚み転換部が位置して該中空突起部の先端側の肉厚が増大し、かつ前記上部厚み転換部から前記下部厚み転換部に向かって肉厚が徐々に薄くなり、外径の変化は少なく、直線状態である、前記<1>に記載の微細中空突起具。
<3>
前記上部厚み転換部の肉厚と前記下部厚み転換部の肉厚の比の値は、3.0以上、好ましくは6以上、より好ましくは9以上であり、100以下、好ましくは50以下、より好ましくは20以下であり、具体的には、3.0以上100以下、好ましくは6以上50以下、より好ましくは9以上20以下である、前記<1>に記載の微細中空突起具。
<4>
前記突出方向において、前記中空突起部の突出高さを二等分して、前記縦断面を、前記頂点が位置する第1領域及び前記基底部が位置する第2領域に区分したときに、第1領域に前記上部厚み転換部が位置し、第2領域に前記下部厚み転換部が位置している、前記<1>に記載の微細中空突起具。
<5>
前記縦断面において、第2領域における前記下部厚み転換部の肉厚に対する第1領域における前記上部厚み転換部の肉厚の比の値が3.0以上である、前記<3>に記載の微細中空突起具。
前記中空突起部は、熱可塑性樹脂を含んだ部材から構成されている、前記<1>ないし前記<5>の何れか1に記載の微細中空突起具。
<7>
前記中空突起部は、前記基底部から一つまたは複数個が突出して形成されたものである、前記<1>ないし前記<6>の何れか1に記載の微細中空突起具。
<8>
前記頂点が位置する先端側又は前記外面に、前記内部空間と連通する貫通孔を有している前記<1>ないし前記<7>の何れか1に記載の微細中空突起具。
<9>
前記貫通孔は、前記中空突起部の厚みのある領域に配されている、前記<8>に記載の微細中空突起具。
<10>
前記貫通孔が配されている厚みのある領域は、第1領域である、前記<9>に記載の微細中空突起具。
<11>
前記内径は、前記中空突起部の第1領域から第2領域に向かって線形的に増加している、前記<4>ないし前記<10>の何れか1記載の微細中空突起具。
2 基底部
3,3A 微細な中空突起部
3h 貫通孔
3s 空間
31 内面
32 外面
E1 第1領域
E2 第2領域
F1 上部厚み転換部
F2 下部厚み転換部
H 突出方向
H1 突出高さ
P 中空突起部の頂点
r1 外径
r2 内径
T1 肉厚
X1 幅方向
Claims (8)
- 内部空間を有する微細な中空突起部が基底部から突出しており、該中空突起部の頂点側から対象物に穿刺される微細中空突起具であって、
前記中空突起部は、前記中空突起部の頂点を通る何れかの縦断面を視て、該中空突起部の突出方向と直交する幅方向に位置する外面同士の間隔を外径、前記幅方向に位置する内面同士の間隔を内径、前記内径が0より大きい領域における前記外径と前記内径の差の半分の値を肉厚と定義した場合に、
前記内径が、前記頂点側から前記基底部に向かって連続的又は非連続的に増加しており、
前記頂点側から前記基底部側に向かって、前記肉厚が増加から減少に転じる上部厚み転換部と、前記肉厚が減少から増加に転じる下部厚み転換部とを有し、
前記中空突起部の突出高さを二等分して、前記縦断面を、前記頂点が位置する第1領域及び前記基底部が位置する第2領域に区分したときに、該第1領域に前記上部厚み転換部が位置し、該第2領域に前記下部厚み転換部が位置している、微細中空突起具。 - 前記縦断面において、前記下部厚み転換部の前記肉厚に対する前記上部厚み転換部の前記肉厚の比の値が3.0以上である、請求項1に記載の微細中空突起具。
- 前記中空突起部は、前記下部厚み転換部よりも前記基底部側に、前記肉厚が、該下部厚み転換部側から前記基底部側に向かって徐々に増大し、該肉厚が、前記上部厚み転換部における前記肉厚よりも大きくなる肉厚部を有する、請求項1又は2に記載の微細中空突起具。
- 前記中空突起部は、熱可塑性樹脂を含んだ部材から構成されている、請求項1ないし3の何れか一項に記載の微細中空突起具。
- 前記中空突起部は、前記基底部から一つまたは複数個が突出して形成されたものである、請求項1ないし4の何れか一項に記載の微細中空突起具。
- 前記頂点が位置する先端側又は前記外面に、前記内部空間と連通する貫通孔を有している、請求項1ないし5の何れか一項に記載の微細中空突起具。
- 前記貫通孔は、前記第1領域に配されている、請求項6に記載の微細中空突起具。
- 前記内径は、前記第1領域から前記第2領域に向かって線形的に増加している、請求項1ないし7の何れか一項に記載の微細中空突起具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020112175A JP7464465B2 (ja) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 微細中空突起具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020112175A JP7464465B2 (ja) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 微細中空突起具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022011198A JP2022011198A (ja) | 2022-01-17 |
JP7464465B2 true JP7464465B2 (ja) | 2024-04-09 |
Family
ID=80147971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020112175A Active JP7464465B2 (ja) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 微細中空突起具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7464465B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016158930A (ja) | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 富士フイルム株式会社 | 経皮吸収シート、及びその製造方法 |
JP2019205767A (ja) | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 花王株式会社 | 微細中空突起具の製造方法、及び微細中空突起具 |
US20200001065A1 (en) | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Johnson & Johnson Consumer Inc. | Three-dimensional microfluidics devices for the delivery of actives |
CN111135450A (zh) | 2020-01-14 | 2020-05-12 | 上海缓释新材料科技有限公司 | 一种带有凸台结构的微针及其制备方法 |
-
2020
- 2020-06-29 JP JP2020112175A patent/JP7464465B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016158930A (ja) | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 富士フイルム株式会社 | 経皮吸収シート、及びその製造方法 |
JP2019205767A (ja) | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 花王株式会社 | 微細中空突起具の製造方法、及び微細中空突起具 |
US20200001065A1 (en) | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Johnson & Johnson Consumer Inc. | Three-dimensional microfluidics devices for the delivery of actives |
CN111135450A (zh) | 2020-01-14 | 2020-05-12 | 上海缓释新材料科技有限公司 | 一种带有凸台结构的微针及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022011198A (ja) | 2022-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11433224B2 (en) | Method for manufacturing hollow needling implement, device for manufacturing hollow needling implement, and hollow needling implement | |
KR102021212B1 (ko) | 미세 중공 돌기물의 제조 방법 | |
KR102248950B1 (ko) | 미세 돌기 유닛의 제조 방법 및 미세 돌기 유닛 | |
CN108472476B (zh) | 微细中空突起器具的制造方法 | |
JP7273651B2 (ja) | 中空突起具の製造方法 | |
JP6586329B2 (ja) | 微細中空突起物の製造方法 | |
JP7464465B2 (ja) | 微細中空突起具 | |
JP6646985B2 (ja) | 微細突起具の製造方法 | |
KR102229242B1 (ko) | 미세 중공 돌기구의 제조 방법, 및 미세 중공 돌기구 | |
JP6126658B2 (ja) | 微細中空突起物の製造方法 | |
WO2016060020A1 (ja) | 微細中空突起物の製造方法 | |
US11129974B2 (en) | Fine hollow protrusion implement | |
JP7508289B2 (ja) | 中空突起具の製造方法 | |
JP7522006B2 (ja) | 中空突起具の製造方法 | |
JP6693790B2 (ja) | 開孔部を有する微細中空突起具の製造方法 | |
JP2023091681A (ja) | 中空突起具の製造方法、及び中空突起具 | |
JP6717638B2 (ja) | 開孔部を有する微細中空突起具の製造方法 | |
JP2022072096A (ja) | 中空突起具の製造方法 | |
JP6846560B2 (ja) | 微細中空突起具 | |
JP6775095B2 (ja) | 微細中空突起具の製造方法 | |
JP2021142085A (ja) | 中空突起具の製造方法及び中空突起具 | |
JP2019076125A (ja) | 微細突起具の製造方法及びシートの変形修正装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230310 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240307 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240326 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240328 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7464465 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |