JPWO2006075716A1

JPWO2006075716A1 - 医薬物運搬用器具とその製造方法

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Publication number: JPWO2006075716A1
Application number: JP2006552996A
Authority: JP
Inventors: 大道　浩児; 浩児大道; 研介島; 宗久藤巻; 誠治徳本; 博敏安達
Original assignee: Hisamitsu Pharmaceutical Co Inc
Current assignee: Hisamitsu Pharmaceutical Co Inc
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: WO2006075716A1; JP5053645B2

Abstract

効率よく医薬物投与または血液吸引抽出を行うことができる医薬物運搬用器具の提供。基部と、その表面に対して第一の角度と該第一の角度とは異なる第二の角度とをもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具。基部の表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状の群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具の製造方法。

Description

本発明は、生体への医薬物の投与、または生体からの血液の吸引抽出等の医薬物運搬システムに使用する医薬物運搬用器具に係わり、特に無痛で皮膚下に挿通可能とするとともに、効果的な医薬物供与を広範囲に渡って行うことができる医薬物運搬用器具に関する。
本願は、２００５年１月１４日に出願された特願２００５−７３２７号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、医薬物の過剰投与および副作用を抑制せしめて、より安全に、効果的に医薬物を投与するために、「必要最小限の医薬物を、必要な場所に、必要なときに供給する」ことを命題としたドラッグデリバリーシステム（ＤｒｕｇＤｅｌｉｖｅｒｙＳｙｓｔｅｍ：以下、ＤＤＳ）の研究が活発に行われている。そして、このＤＤＳには、（１）医薬物を一定期間にわたって一定速度で放出する、いわゆる「医薬物の徐放化」、（２）医薬物を目的とする患部に選択的に輸送する、いわゆる「ターゲッティング」の大きな２つの目標命題を有している。

ところで、これらの目標命題を達成して実用化するには、医薬物の改良だけでは困難であり、医薬物を担持、搬送する運搬用器具類の開発が不可欠である。
例えば、経皮吸収治療システム(ＴｒａｎｓｄｅｒｍａｌＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃＳｙｓｔｅｍ：ＴＴＳ）と総称される、皮膚から医薬物を投与し、体内の一部もしくは全身に前記医薬物の作用発現を実現させる技術がある。従来、このＴＴＳに適用できる医薬物はニトログリセリン、硝酸イソソルビド、クロニジン等に代表される皮膚透過性の高いものに限られていた。しかしながら近年、前記皮膚透過性の高い医薬物をより効果的に体内に吸収させたり、皮膚透過性が低い医薬物をＴＴＳに適用させる要求が高まっており、これらを実現するための医薬物運搬器具が提案されている。
非特許文献１には、基部となるＳｉの表面をＳＦ_６とＯ_２の混合ガスによるドライエッチングプロセスにて加工し、高さ１００μｍ程度のアレイ状針状体（非特許文献１では、マイクロニードルと記載されている）を形成して得られる医薬物運搬用器具が開示されている。この非特許文献１には、このアレイ状針状体を用いて皮膚を穿刺し、針状体より医薬物を運搬し人体に輸送することが開示されている（非特許文献１参照）。

また、特許文献１〜３には、アレイ状針状体（特許文献１では、微小針と記載されている）を形成する技術が開示されている。さらに特許文献１には前記針状体の中心に基部裏面より表面へ貫通する貫通孔路を形成し、中空状針状体（特許文献１では、中空微小針と記載されている）とする技術が開示されている。（特許文献１〜３参照）。
D.V. McAllister et al.,"MICROFABRICATED MICRONEEDLES: A NOVEL APPROACH TO TRANSDERMALDRUG DELIVERY", Proceed. Int'l. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater., 25(1998) Controlled Release Society,Inc. 国際公開第９９／６４５８０号パンフレット国際公開第００／０５１６６号パンフレット特許第３６９６５１３号

しかしながら、非特許文献１に開示されているアレイ状針状体は、実際に医薬物を運搬する構造が明らかにされていない。
また、特許文献１〜３に開示されている中空状針状体では、貫通孔路を通して医薬物や血液を運搬する手段を開示しているが、本技術では開口径が小さい（実施例では直径１５μｍ）ものに限られている。通常の医薬物や血液は非常に粘度が高いため、このように開口径が小さな貫通孔路では流動しないという問題がある。開口径を大きくする（例えば直径５０μｍ）ことは本技術でも容易に行えるが、本技術の場合、針状体先端径も大きくなることを意味し、皮膚を穿刺することが不可能となってしまう。
これらの従来技術において、針状体先端径を小さくするためには、さらに２つの問題点がある。即ち、針状部の肉厚が制限されるために針状体の機械的強度が弱い点、前記肉厚の制限のため貫通孔路の位置精度の許容範囲が小さくなってしまい歩留まりが非常に悪い点、である。

本発明は前記事情に鑑みてなされ、医薬物を一定期間にわたって一定速度に調節して放出する「医薬物の徐放化」と、医薬物を目的とする患部に選択的に輸送する「医薬物のターゲッティング」とを可能にし、特に無痛で皮膚下に挿通可能とするとともに、効率よく医薬物投与または血液吸引抽出を行うことができる医薬物運搬用器具の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、基部と、その表面に対して第一の角度と、該第一の角度とは異なる第二の角度とをもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具を提供する。

また本発明は、基部と、その表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有し、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面が形成されたことを特徴とする医薬物運搬用器具を提供する。

本発明の医薬物運搬用器具において、前記第二の角度は、前記第一の角度よりも小さいことが好ましい。
また、前記第一の角度は７０度〜９０度であり、前記第二の角度は５０度〜８０度であることが好ましい。
本発明の医薬物運搬用器具において、基部裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路が形成されていることが好ましい。
前記貫通孔路の開口面積は２×１０^−３ｍｍ^２以上であることが好ましい。
本発明の医薬物運搬用器具において、前記凸部及び基部はシリコン素材により構成されていることが好ましい。

また本発明は、基部の表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状の群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具の製造方法を提供する。

また本発明は、基部裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路となる開口部を形成する工程と、該基材の表面に、その表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具の製造方法を提供する。

本発明の製造方法において、前記第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程は、基材表面にイオン化したガスを選択的に照射することによって行うことが好ましい。

本発明の医薬物運搬用器具において、前記凸部及び基部は熱可塑性ポリマで構成しても良く、前記熱可塑性ポリマのなかでも、ポリ乳酸素材であることが好ましい。

また本発明は、凸部を形成するための細孔を有する型と基材とを対向して配置し、該型と該基材の少なくともいずれか一方を加熱したうえで基材に圧力を加えて型の形状を基材に転写させる工程と、冷却して基材を離型する工程とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具の製造方法を提供する。

本発明の医薬物運搬用器具は、基部と、その表面に対して第一の角度と該第一の角度とは異なる第二の角度とをもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有する構成としたので、凸部先端を鋭く形成でき、皮膚への穿刺性を向上させることができる。
また、略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部に、皮膚への穿刺性を損なうことなく大きな開口径を備えた貫通孔路を形成できるため、医薬物を体内に効果的に運搬できる。また、適用できる医薬物の種類も増加する。さらに、この時形成する凸部の肉厚によらず、穿刺性を維持することができる。
また、略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部に、第二の角度をもつ傾斜面が形成された構成としたので、凸部下底部の肉厚が厚くなり、機械的強度がより向上する。

本発明の第１実施形態に係るアレイ状無痛針の平面図である。図１Ａ中のＡ−Ｂ間断面図である。図１Ａの凸部の拡大斜視図である。第１実施形態のアレイ状無痛針の各部ａ〜ｅ及び角度θ１，θ２を示す図である。第１実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。図３中の工程Ｃに用いるドライエッチング装置の一例を示す構成図である。本発明の第２実施形態に係るアレイ状無痛針の平面図である。図５Ａ中のＡ−Ｂ間断面図である。図５Ａの凸部の拡大斜視図である。第２実施形態のアレイ状無痛針の各部ｆ〜ｊ及び角度θ１，θ２を示す図である。第２実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。図７中の工程Ｃ´に用いる集束イオンビームエッチング装置の一例を示す構成図である。本発明の第３実施形態に係るアレイ状無痛針の平面図である。図９Ａ中のＡ−Ｂ間断面図である。図９Ａの凸部の拡大斜視図である。第３実施形態のアレイ状無痛針の各部ｋ〜ｐ及び角度θ１，θ２を示す図である。第３実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。第４実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。第４実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。第４実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。

符号の説明

１，１２，１９，３２…アレイ状無痛針（医薬物用運搬器具）、２，１３，２０，３３…基部、３，１４，２１，３４…凸部、３Ａ，１４Ａ，２１Ａ，３４Ａ…傾斜面、２２…貫通孔路、θ１…第一の角度、θ２…第二の角度。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなく、例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。
図１Ａ〜Ｃは、本発明の第１実施形態を示す図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは図１Ａ中のＡ−Ｂ間断面図、図１Ｃは図１Ａの凸部の拡大斜視図である。本実施形態では、本発明の医薬物運搬用器具の一例として、アレイ状無痛針を例示している。図１Ａ〜Ｃ中、符号１はアレイ状無痛針、２は基材、３は凸部、３Ａは傾斜面である。

本実施形態において、アレイ状無痛針１は、基部２と、その表面に対して第一の角度θ１と該第一の角度θ１とは異なる第二の角度θ２とをもって立設された略錐状をなす凸部３とを有する構成になっている。本例示において、第一の角度θ１は基部２表面に対してほぼ直角であり、凸部３の一部にこのθ１と異なる第二の角度θ２を適当に設定して傾斜面３Ａを形成することにより、凸部３の先端を鋭利に形成している。

このアレイ状無痛針１において、図２中の各部の寸法ａ〜ｅは、例えば次の範囲に設定することができる。図２中、（ａ）はこのアレイ状無痛針１の要部断面図、（ｂ）は凸部３の斜視図である。
・基部厚さａ：２００〜１０００μｍ。
・凸部高さｂ：５０〜５００μｍ。
・凸部の形成ピッチｃ：３０〜１０００μｍ（但し、ｃ＞ｄである。）。
・凸部下底ｄ：φ２０〜１００μｍ。
・凸部上底ｅ：φ３μｍ以下。
なお、本発明においては特に器具の寸法に関して制限される部分は少なく、最初の設計及びその製造プロセスにより如何様にも寸法を変更することが可能である。

また、図２（ｂ）に示す凸部３の例示にあっては、第一の角度θ１が約９０度、第二の角度θ２が約７０度としているが、これらの角度は一例に過ぎず、本発明は本例示に限定されない。本発明において、これらの角度θ１，θ２は、第一の角度θ１＞第二の角度θ２の関係を有していることが好ましく、さらに第一の角度θ１は７０度〜９０度の範囲であり、第二の角度θ２は５０度〜８０度であることがより好ましい。

図３は、前記アレイ状無痛針１の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。この図３に示す通り、前記アレイ状無痛針１は、Ｓｉ基材４の表面に対して第一の角度θ１をもって立設された略柱状の凸部８を形成する工程Ｂと、該凸部８に、前記第一の角度θ１と異なる第二の角度θ２をもつ傾斜面３Ａを形成し、図１（ｃ）に示すように先端が尖った形状の凸部３に加工する工程Ｃとを有している。
さらに前記工程Ｂは、（ａ）Ｓｉ基材を用意し、（ｂ）その表面にＣｒ層を形成し、（ｃ）Ｃｒ層上にフォトリソグラフィー技術によってフォトレジストを形成して凸部パターニングを行い、（ｄ）このフォトレジストをマスクとしてＣｒ層をウェットエッチングしてＣｒパターンを形成し、（ｅ）Ｃｒパターンをマスクとして略柱状の凸部を形成する各工程により行われる。
この図３（ａ）〜（ｆ）に従って第１実施形態のアレイ状無痛針１を製造する一例を、次の製造例１に詳述するが、この製造例１は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。
なお、以降の実施形態の例示において、基材とは凸部と基部を構成するための素材であることを示し、医薬物運搬用器具の一構成部である基部とは、定義が異なる。

（製造例１）
図３（ａ）は、製造例１で基材として使用する、片面をミラー研磨した厚さ１０００μｍの単結晶シリコン（Ｓｉ）ウェーハ（以下、Ｓｉ基材４と記す。）である。以下、ミラー研磨された面を表面と称する。

図３（ｂ）は、Ｓｉ基材４の表面に、エッチングマスクとなるＣｒ層５の形成を表したものである。スパッタリング法により、Ｓｉ基材４の表面に約１μｍのＣｒ層５を形成する。

図３（ｃ）は、凸部のフォトレジストパターンの形成を表したもので、フォトリソグラフィー技術により、Ｓｉ基材４の表面に凸部のネガパターン、即ち、凸部にフォトレジスト６を残し、非凸部のフォトレジストを除去したパターンを形成する。この製造例１においては、フォトレジスト６の直径を５０μｍとした。

図３（ｄ）は、Ｃｒパターンの形成を表したもので、前記（ｃ）工程で形成したフォトレジスト６をマスクとし、フォトレジスト６下部に配置されたＣｒ層５をエッチングし、Ｃｒパターン７を形成する。Ｃｒのエッチングは、硝酸第二セリウム塩と過塩素酸を主成分とする水溶液を用いたウェットエッチングにより行った。

図３（ｅ）は、凸部形成を表したもので、前記（ｄ）工程で形成したＣｒパターン７をマスクとし、Ｓｉ基材４の表面に略柱状の凸部８を形成する。この凸部８の形成はドライエッチングプロセスにより行う。Ｃｒパターン７を形成したＳｉ基材４をドライエッチング装置のチャンバー内に設置し、真空排気を行った後、エッチングガスとしてＳＦ_６とＯ_２の混合ガスを用いてエッチングを行った。
Ｓｉエッチング速度は約６μｍ／ｍｉｎであることを鑑みてエッチング時間を２５分とした結果、エッチング深さ（凸部高さ）約１５０μｍの凸部８を形成できた。なお、約１５０μｍエッチングした後でも、マスクであるＣｒ層は０．７μｍ以上の厚さがあった。ＳｉとＣｒのエッチング速度の比（選択比）は、５００：１以上ということになる。
なお、この時のエッチング条件（例えば、プロセス圧力、エッチングガス流量、高周波への投入電力量）により、凸部８の形状を略円柱状から略円錐状まで変化させることができる。本製造例１においては、凸部８を直径５０μｍの略円柱状に形成した。
最後に硝酸第二セリウム塩と過塩素酸を主成分とする水溶液を用いたウェットエッチングによりＳｉ表面に残存するＣｒパターン７を除去した。

図３（ｆ）は、凸部加工から器具（アレイ状無痛針１）完成を表したものであり、この（ｆ）凸部加工の工程は、凸部８を形成したＳｉ基材４をイオンガス流に対して任意角度傾けた状態で配置してドライエッチングすることにより行った。図４は、そのドライエッチング装置の概要を示す構成図であり、図４中、符号９はドライエッチング装置のチャンバー、１０は高周波電源、１１は任意角度傾けるための治具である。このチャンバー９は真空排気系に接続され、内部を真空排気することが可能である。またチャンバー９には、イオンガス源であるアルゴン（Ａｒ）ガスを電極間に流入するＡｒガス供給配管が設けられている。図４に示すように、ドライエッチング装置のチャンバー９内に、凸部８を形成したＳｉ基材４を電極に対して任意角度傾けて配置する。このＳｉ基材４を任意角度傾けるための治具１１としては、アルミニウム（Ａｌ）等の導電性材料で構成されていれば、如何なるものでも構わない。
治具１１に略円柱状の凸部８を形成したＳｉ基材４を設置し、該チャンバー９を真空排気した後、エッチングガスとしてＡｒガスを用いてエッチングを行った。
Ａｒイオンは化学的に不活性のため、ＡｒイオンがＳｉ基材４の表面に衝突する際の物理的エネルギーでのみエッチングされる。Ａｒイオンは電極に対して垂直にイオン入射するため、Ｓｉ基材４を傾けることにより選択的に前記凸部の一面をエッチングすることができる。

以上の工程を経て、基部２の表面に対して、第一の角度θ１（例えば、約９０度）とそれよりも小さい第二の角度θ２（例えば、約７０度）とをもって立設された略錐状をなす凸部３を有するアレイ状無痛針１が形成できる。

本実施形態のアレイ状無痛針１は、基部２と、その表面に対して第一の角度θ１とそれよりも小さい第二の角度θ２とをもって立設された略錐状をなす凸部３とを有する構成としたので、第一の角度θと第二の角度θ２を適宜設定することで、凸部３の先端を鋭く形成でき、皮膚への穿刺性を向上させることができる。

図５Ａ〜Ｃは、本発明の第２実施形態を示す図であり、図５Ａは平面図、図５Ｂは図５Ａ中のＡ−Ｂ間断面図、図５Ｃは図５Ａの凸部の拡大斜視図である。本実施形態では、本発明の医薬物運搬用器具の一例として、アレイ状無痛針を例示している。図５Ａ〜Ｃ中、符号１２はアレイ状無痛針、１３は基部、１４は凸部、１４Ａは傾斜面である。

本実施形態において、アレイ状無痛針１２は、基部１３と、その表面に対して第一の角度θ１をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部１４とを有し、該凸部に、前記第一の角度θ１と異なる第二の角度θ２をもつ傾斜面１４Ａが形成された構成になっている。

このアレイ状無痛針１２において、図６中の各部の寸法ｆ〜ｊは、例えば次の範囲に設定することができる。図６中、（ａ）はこのアレイ状無痛針１２の要部断面図、（ｂ）は凸部１４の斜視図である。
・基部厚さｆ：２００〜１０００μｍ。
・凸部高さｇ：５０〜５００μｍ。
・凸部の形成ピッチｈ：３０〜１０００μｍ（但し、ｈ＞ｊである。）。
・凸部下底ｉ：φ２０〜１００μｍ。
・凸部上底ｊ：φ３μｍ以下。
なお、本発明においては特に器具の寸法に関して制限される部分は少なく、最初の設計及びその製造プロセスにより如何様にも寸法を変更することが可能である。

また、図６（ｂ）に示す凸部１４の例示にあっては、第一の角度θ１が約９０度、第二の角度θ２が約７０度としているが、これらの角度は一例に過ぎず、本発明は本例示に限定されない。本発明において、これらの角度θ１，θ２は、第一の角度θ１＞第二の角度θ２の関係を有していることが好ましく、さらに第一の角度θ１は７０度〜９０度の範囲であり、第二の角度θ２は５０度〜８０度であることがより好ましい。

図７は、前記アレイ状無痛針１２の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。この図７に従って第２実施形態のアレイ状無痛針１２を製造する一例を、次の製造例２に詳述するが、この製造例２は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。なお、前述した製造例１と重複する部分については説明を割愛する。

（製造例２）
図７（ａ）は、Ｓｉ基材４の表面に略円柱状の凸部８を形成する工程を表すもので、図３（ａ）〜（ｅ）の各工程と同様にして凸部８を形成することができ、詳細は省略する。製造例１の場合と同じく、図３（ａ）〜（ｅ）の各工程によって、Ｓｉ基材４の表面に対して第一の角度θ１をもって立設された略円柱状の凸部８が形成される。

図７（ｂ）は、凸部加工から器具（アレイ状無痛針１２）完成を表すもので、この工程は、図８に概要を示す集束イオンビーム（ＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎＢｅａｍ：ＦＩＢ）エッチング装置を用いて行う。図８のエッチング装置は、真空排気が可能なチャンバー１５内に、ＸＹＺ（三次元）精密ステージ１６が設けられ、このＸＹＺ精密ステージ１６上にＳｉ基材４を任意の角度で傾けて配置するための治具１７が設けられている。またチャンバー９に接続されたＧａイオンの導入部には、イオン銃シャッター１８が該導入部を開閉可能に設けられている。図８に示すように、イオン銃とＸＹＺ精密ステージ１６とを備えたＦＩＢエッチング装置のチャンバー１５内に、略円柱状の凸部８を形成したＳｉ基材４を配置する。このとき、Ｓｉ基材４は、治具１１を用いてイオン銃に対して任意角度傾けている。この治具１１は、Ａｌ等の導電性素材で構成させていれば如何なるものでも構わない。
次いで、装置内に設けてある走査型イオン顕微鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＩｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＩＭ）とＸＹＺ精密ステージ１６により、選択的にイオン照射したい部分（凸部先端）が所定の位置に来るように移動させ、イオン銃よりガリウム（Ｇａ）イオンを照射する。
Ｇａイオンは化学的に不活性のため、Ｇａイオンが凸部先端に衝突する際の物理的エネルギーでのみエッチングされる。Ｇａイオンはイオン銃に対して平行に入射するため、Ｓｉ基材４を傾けることにより前記凸部の先端部を選択的にエッチングすることができる。
以降、ＸＹＺ精密ステージ１６による移動と、ＦＩＢ選択エッチングを繰り返す。すべての凸部８の先端部をエッチングすることにより、略円柱状凸部８の先端部に、第一の角度θ１より小さい第二の角度θ２をもつ傾斜面１４Ａが形成され、先端が尖った凸部１４を有するアレイ状無痛針１２が製造される。

この第２実施形態のアレイ状無痛針１２は、第一の角度θ１をもって基部に立設された略柱状をなす凸部１４に、第一の角度θ１よりも小さい第二の角度θ２をもつ傾斜面１４Ａが形成された構成としたので、皮膚への穿刺性を損なうことなく、凸部下底部の肉厚が厚い針状部を形成できるため、器具の機械的強度をより向上させることができる。

図９Ａ〜Ｃは、本発明の第３実施形態を示す図であり、図９Ａは平面図、図９Ｂは図９Ａ中のＡ−Ｂ間断面図、図９Ｃは図９Ａの凸部の拡大斜視図である。本実施形態では、本発明の医薬物運搬用器具の一例として、アレイ状無痛針を例示している。図９Ａ〜Ｃ中、符号１９はアレイ状無痛針、２０は基部、２１は凸部、２１Ａは傾斜面、２２は貫通孔路である。

本実施形態において、アレイ状無痛針１９は、基部２０と、その表面に対して第一の角度θ１と該第一の角度θ１とは異なる第二の角度θ２とをもって立設された略錐状をなす凸部２１と、基部２０の裏面より凸部２１先端へ貫通する貫通孔路２２とを有する構成になっている。この貫通孔路２２は、基部２０裏面より医薬物を供給し、該医薬物を生体内へ運搬する、あるいは、生体内より吸引抽出した血液等の体液を基部２０裏面より取り出す目的に使用することができる。

このアレイ状無痛針１９において、図１０中の各部の寸法ｋ〜ｐは、例えば次の範囲に設定することができる。図１０中、（ａ）はこのアレイ状無痛針１９の要部断面図、（ｂ）は凸部２１の斜視図である。
・基部厚さｋ：２００〜１０００μｍ。
・凸部高さｌ：５０〜５００μｍ。
・凸部の形成ピッチｍ：３０〜１０００μｍ（但し、ｍ＞ｎである。）。
・凸部下底ｎ：φ５０〜１００μｍ。
・貫通孔路径ｏ：φ５０〜８０μｍ。
・凸部上底ｐ：φ３μｍ以下。
なお、本発明においては特に器具の寸法に関して制限される部分は少なく、最初の設計及びその製造プロセスにより如何様にも寸法を変更することが可能である。

また、図１０（ｂ）に示す凸部２１の例示にあっては、第一の角度θ１が約９０度、第二の角度θ２が約７０度としているが、これらの角度は一例に過ぎず、本発明は本例示に限定されない。本発明において、これらの角度θ１，θ２は、第一の角度θ１＞第二の角度θ２の関係を有していることが好ましく、さらに第一の角度θ１は７０度〜９０度の範囲であり、第二の角度θ２は５０度〜８０度であることがより好ましい。
さらに、前記貫通孔路２２の開口面積は２×１０^−３ｍｍ^２以上であることが好ましい。貫通孔路２２の開口面積が２×１０^−３ｍｍ^２以上あれば、その貫通孔路２２を通して効率よく医薬物投与または血液吸引抽出を行うことができる。

図１１は、前記アレイ状無痛針１９の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。この図１１に従って第３実施形態のアレイ状無痛針１９を製造する一例を、次の製造例３に詳述するが、この製造例３は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。なお、前述した製造例１と重複する部分については説明を割愛する。

（製造例３）
貫通孔路２２を有する前記アレイ状無痛針１９の製造方法は、貫通孔路２２となる開口部２４を形成する工程Ａと、略柱状、略錐台状、略錐状の群から選択される凸部２５を形成し、次いで前記開口部２４を貫通孔路２２とする工程Ｂ′と、前記凸部２５の一面に第二の角度をもつ傾斜面２１Ａを形成する工程Ｃとからなる。

図１１（ａ）は、本製造例３で、基材として使用する両面をミラー研磨した厚さ５００μｍのＳｉウェーハ（以下、Ｓｉ基材２３と記す。）である。以下Ｓｉ基材２３の両面を表面Ａ、表面Ｂとして区別する。

図１１（ｂ）は、貫通孔路２２となる開口部２４の形成を表したもので、この開口部２４の形成は、製造例１において説明したフォトリソグラフィー技術とドライエッチングプロセスを用いて、Ｓｉ基材２３の表面Ｂに貫通孔路２２となる開口部２４を形成する（図３中、工程Ｂ参照。）。この開口部２４を形成するエッチング技術としては、Ｂｏｃｓｈプロセスとして知られるエッチングガス（例えばＳＦ_６）と堆積ガス（例えばＣ_４Ｆ_８）を交互に導入してプラズマ化させ、エッチング工程と堆積工程とを繰り返すプロセスが好適である。また、このとき、製造例１の工程Ｂで説明したＣｒマスクは不要となり、レジストをマスクとして開口部２４を形成することが可能である。
以上の工程を経て、Ｓｉ表面Ｂに開口径５０μｍ、深さ４７０μｍ、ピッチ５００μｍの開口部２４を形成した。

図１１（ｃ）は、凸部の形成を表したもので、前述した製造例１の工程Ｂと同様の工程を経て、Ｓｉ基材２３の表面Ａに直径８０μｍ、高さ１５０μｍ、ピッチ５００μｍの凸部２５を形成した。このとき、フォトリソグラフィー時にＳｉ基材２３のＡ・Ｂ両面パターンの位置合せを行い、開口部２４の中心と凸部２５の中心が一致するように配置した。

図１１（ｄ）は、貫通孔路２２の形成を表したもので、Ｃｒマスクを除去した後、再度ドライエッチングプロセスにてＳｉ基材２３のＡ面をエッチングすることにより、開口部２４が基材裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路２２となる。

図１１（ｅ）は、凸部加工から器具（アレイ状無痛針１９）完成を表したもので、前述した製造例１の工程Ｃと同様の処理を行って、基部２０の裏面より凸部２１先端へ貫通する貫通孔路２２が設けられたアレイ状中空無痛針１９が得られる。勿論、前述した製造例２に記載した工程Ｃ′を用いてもアレイ状中空無痛針１９を得ることができる。

上記工程を経て作製したアレイ状中空無痛針１９では、貫通孔路２２の径を大きく（即ち、開口面積を大きく）しても、凸部２１先端を尖鋭化することが可能なため、皮膚への穿刺性を維持したまま、医薬物の流動性が高い貫通孔路を形成することができる。
医薬品の流動性を充分確保できる貫通孔路２２の開口面積は、医薬物の粘度にもよるが、通常２×１０^−３ｍｍ^２程度であればよく、本実施形態のように円形状の貫通孔路であれば直径５０μｍ程度でよいことになる。
また、貫通孔路２２の径に対して凸部２１の径を大きくしても皮膚への穿刺性は変らないので、中空の凸部２１の肉厚を大きくすることができ、機械的強度が向上する。
また、フォトリソグラフィー時にＳｉ基材２３のＡ・Ｂ両面パターンの位置合わせを行い、開口部２４の中心と凸部２５の中心とを正確に配置する精度は高いとは言えず、歩留まりを低下させる要因となるが、本発明では貫通孔路２２の径に対して凸部２１の径を大きくできるため、位置精度の許容が大きくなり、歩留まりが向上する。

図１２Ａ〜Ｃは、本発明の第４実施形態である、熱可塑性ポリマ素材で構成されるアレイ状無痛針の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。
この図１２Ａ〜Ｃに示す通り、アレイ状無痛針は、凸部を形成するための細孔を有する型と、アレイ状無痛針となる熱可塑性ポリマ基材とを対向して配置し（図１２Ａ）、型と熱可塑性ポリマ基材の少なくともいずれか一方を加熱した上で熱可塑性ポリマ基材に圧力をかけた状態で保持し（図１２Ｂ）、成形後冷却し、次いで熱可塑性ポリマ基材を離型する（図１２Ｃ）工程により行われる。

成形に用いる凸部を形成するための細孔を有する型は、以下の方法で作製する。即ち、製造例１で例示した医薬物運搬用器具をマスタ型とし、次いでＮｉ等の金属をスパッタすることでマスタ型表面を導電化し、然る後にＮｉ電鋳によってマスタ型の形状を転写する。

転写後、マスタ型を選択的に除去することによって、凸部を形成するための細孔を有する型を作製することができる。

この図１２Ａ〜Ｃに従って、第４の実施形態である熱可塑性ポリマ素材で構成されるアレイ状無痛針を製造する一例を、次の製造例４に詳述するが、この製造例４は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。

（製造例４）
図１２Ａは、製造例４で型として使用する凸部を形成するための細孔を有するＮｉ電鋳型３０と厚さ１０００μｍの板状ポリ乳酸（以下、ポリ乳酸基材３１と記す）である。なお、Ｎｉ電鋳型３０の作製に用いたマスタ型には、製造例１で例示したアレイ状無痛針１を用いた。

図１２Ｂは、Ｎｉ電鋳型３０の形状をポリ乳酸基材３１に転写する工程を示す。Ｎｉ電鋳型３０とポリ乳酸基材３１を１００℃に加熱した後、Ｎｉ電鋳型３０上部よりポリ乳酸基材３１を１０ＭＰａ程度の圧力で押圧する。押圧した状態で１０分間保持することにより、Ｎｉ電鋳型３０の形状がほぼ正確にポリ乳酸基材３１に転写される。

図１２Ｃは、ポリ乳酸基材を離型する工程を示す。Ｎｉ電鋳型３０とポリ乳酸基材を５０℃に冷却した後、ポリ乳酸基材を離型する。

以上の工程を経て、ポリ乳酸素材で構成されたアレイ状無痛針３２が形成できる。詳細は省略するが、このアレイ状無痛針は、マスタ型であるアレイ状無痛針１の形状と略同形状であり、アレイ状無痛針１と同様に、傾斜面３４Ａを備えた凸部３４と基部３３とを有する。

本製造例に用いる基材は、熱可塑性ポリマであれば基本的にいかなるものでも構わないが、ポリ乳酸は、生体に対して無毒であり、且つ生体吸収性があるため、例えばアレイ状無痛針３２の凸部３４が折れて体内に残留したとしても、いずれ体内で分解するため、好適である。

なお、前述した各実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、凸部の形状は前述した各実施形態の例示に限らず、皮膚等に無痛で穿刺できる形状、寸法であれば、如何なるものでも構わない。凸部の形状の他の例としては、略円柱状、略円錐台状、略角柱（三角錐、四角錐等）状、略角錐台状、略角錐状が挙げられる。これらはフォトリソグラフィー時の凸部パターンと、凸部形成時のドライエッチング条件により如何様にも変更可能である。
また、アレイ状中空無痛針に形成する貫通孔路も円状に限らず、角（三角、四角等）状であっても構わない。これも、フォトリソグラフィー時の開口部パターンにより如何様にも変更可能である。

Claims

基部と、その表面に対して第一の角度と、該第一の角度とは異なる第二の角度とをもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具。
基部と、その表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有し、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面が形成されたことを特徴とする医薬物運搬用器具。
前記第二の角度は、前記第一の角度よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の医薬物運搬用器具。
前記第一の角度は７０度〜９０度であり、前記第二の角度は５０度〜８０度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。
基部裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。
前記貫通孔路の開口面積が２×１０^−３ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項５に記載の医薬物運搬用器具。
前記基部及び前記凸部がシリコン素材により構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。
基部の表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状の群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１〜４及び請求項７に記載の医薬物運搬用器具の製造方法。
基部裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路となる開口部を形成する工程と、該基部の表面に、その表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする請求項５〜７に記載の医薬物運搬用器具の製造方法。
前記第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程は、凸部にイオン化したガスを選択的に照射することによって行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の医薬物運搬用器具の製造方法。
前記基部及び前記凸部が熱可塑性ポリマ素材により構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。
前記基部及び前記凸部がポリ乳酸素材により構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の医薬物運搬用器具。
前記凸部を形成するための細孔を有する型と基材とを対向して配置し、前記型と前記基材の少なくともいずれか一方を加熱したうえで基材に圧力を加えて前記型の形状を前記基材に転写させる工程と、冷却して前記基材を離型する工程とを有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の医薬物運搬用器具の製造方法。