KR20170122716A - 마이크로 니들 패치, 및 그 제조 방법 및 마이크로 니들 어레이 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 마이크로 니들을 피부나 점막에 투여했을 때에 단시간에 확실히 치료가 종료되는 마이크로 니들 패치를 제공한다. 마이크로 니들 패치(100F)는, 베이스 부재(101)와 베이스 부재(101)에 의해 지지된 복수의 마이크로 니들(103g)을 구비한다. 각각의 마이크로 니들(103g)은, 진피(310) 내에 들어가야 할 생물 활성 물질을 포함하는 정점부층(104)과, 정점부층(104)과 베이스 부재(101) 사이에 설치되어, 정점부층(104)의 조성보다 파단 강도가 약한 조성을 갖고, 두께가 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 중간층(106)을 구비한다.

Description

마이크로 니들 패치, 및 그 제조 방법 및 마이크로 니들 어레이 제조 장치{MICRONEEDLE PATCH, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MICRONEEDLE ARRAY}

본 발명은, 경피적으로 진피 내에 소정 약제를 도달시키기 위한, 마이크로 니들 어레이의 성능을 향상시키는 동시에 약제 투여 시의 파단성(破斷性)을 향상시켜, 신속ㆍ확실한 투약을 가능하게 한 마이크로 니들 패치, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 마이크로 니들이 예를 들어 의료 관련 분야 및 미용과 건강 관련 분야에서 사용되는 경우가 많아지고 있다. 예를 들어, 복수의 마이크로 니들로 이루어지는 마이크로 니들 어레이를 사용하여, 예를 들어 피부나 점막 등의 인체의 체표면으로부터 약물을 투여하는 것이 수행되고 있다. 이러한 마이크로 니들 어레이의 제조 방법으로서는, 예를 들어, 특허 문헌 1(일본 공개특허공보 2012-200572호)에 기재되어 있는 바와 같이, 복수의 오목부를 갖는 금형(型, 틀)에 스퀴지로 니들 원료를 충전하고 건조하여 굳히는 방법이 알려져 있다.

(특허 문헌 1)일본 공개특허공보 2012-200572호

본 발명에서는 고정밀도의 외관과 정밀도를 갖는 마이크로 니들 어레이를 잉크젯법으로 정밀하게, 대량으로 생산하는 기술을 제공하는 동시에, 그 마이크로 니들을 피부나 점막에 투여했을 때에 단시간에 확실히 치료가 종료되도록, 피부에 삽입 후에 즉시 약제 함유부의 저부층 측단(側端)에서 파단하여, 목적하는 표피 혹은 진피 내에 약제 함유부인 정점부(頂部)를 유치(留置), 초기의 목적을 확실하게 달성 가능하도록 내부 구조를 제어하는 기술에 대하여, 대량 생산성도 뛰어난 기술의 상세를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 열심히 검토하여, 저부층의 경계부의 형상을 제어하는 동시에 강도가 다른 부위보다 명확하게 다른 중간층을 제작하여 그 부위에 국한하여 파단성이 높게, 또한 함유시켜 약제를 목적하는 부위에 적절히 투약하는 성능을 갖는 마이크로 니들을 제작하기에 이르렀다. 또한, 상기 중간층을 2층성(2層性)으로 하여 경도가 높고, 흡수가 늦은 원재료로 제 1 중간층을, 상대적으로 경도가 낮고, 흡수가 빠른 원재료로 제 2 중간층을 작성하는 것으로 방출한 약제 함유부인 정점부층(頂部層)의 진피 내에 머무름을 확실하게 하는 목적으로 작용시킨다. 본 발명을 실시하기 위해 마이크로 니들을 구성하는 생체 흡수 제제의 혼합비, 농도를 적절히 변경한 원재료를 토출 가능한 상기 액적 토출(液滴吐出) 장치를 복수개 갖는 마이크로 니들 어레이 제조 장치를 고안하고, 그 작동 상황을 제어하는 제어장치를 조합한 고도의 기술을 응용한 장치를 구현했다. 이 때, 해당, 중간부용 원재료에는 약품을 포함할 수도, 포함하지 않을 수도 있다.

아래에, 과제를 해결하기 위한 수단으로서 복수의 양태를 설명한다. 이들 양태는, 필요에 따라 임의로 조합할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 장치는, 본 발명을 실시하기 위해서 마이크로 니들을 구성하는 생체 흡수 제제의 혼합비, 농도를 적절히 변경한 원재료를, 토출 가능한 복수의 상기 액적 토출 장치를 갖는다.

본 발명의 일 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 원료액으로서, 서로 성분이 상이한 제 1, 제 2, 제 3, 제 4액 등을 따로 따로 토출 가능하게 구성된 액적 토출 장치로 제작하는 마이크로 니들 패치로서, 생물 활성 재료를 포함하는 정점부층의 토출ㆍ건조ㆍ경화 후에 정점부층보다 파단성이 높고, 진피 내에 방출된 약제의 천통공(穿通孔)으로부터의 역류를 방지하는 기능을 갖는, 5~100㎛ 두께의, 중간층이 형성되고, 5~20초 정도에서 중간층이 진피 내에서 파단 가능하게 구성되어 있다.

본 발명의 다른 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서, 마이크로 니들의 강도가 높은 순서는 저부층, 이어서 약제를 포함한 정점부, 그리고 가장 강도가 낮은 층을 중간층으로 설정한, 것이다.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서, 마이크로 니들의 중량 평균 분자량이 많은 순서는 약제를 포함한 정점부, 이어서 저부층(底部層), 그리고 가장 중량 평균 분자량이 낮은 층을 중간층(中間層)으로 한다.

또한, 마이크로 니들 패치는, 상이한 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서, 중간층이 1층 내지 2층 혹은 그 이상의 층으로 이루어지는, 것일 수도 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 상이한 원료액을 액적 토출 장치로 토출함으로써 제작하는, 2층 이상의 중간층을 갖는 마이크로 니들 패치로서, 제 1 중간층의 경도가 높고, 흡수성이 낮은 고분자 재료를 농도를 높게 선택한 원재료로 선택하여 형성하고, 본 층의 용해 시간은 10분 내지 24시간으로 제어하여, 정점부에 함유되고, 진피 내에 방출된 약제가 천통공(穿通孔)으로부터 표피 방향으로 역류하는 것을 방지하는, 것이다.

또한, 상이한 원료액을 액적 토출 장치에 의해 토출함으로써 제작하는, 2층 이상의 중간층을 갖는 마이크로 니들 패치로서, 제 2 중간층의 경도가 낮고, 흡수성이 높은 고분자 재료를 농도를 낮게 선택한 원재료로 선택하여 형성하고, 정점부를 저부층으로부터 용이하게 파단 분리하여 진피 내에 확실하게 단시간에 유치하는 기능을 갖게 한, 것일 수도 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서, 저부층의 일부 혹은 전부를 제작할 때에 기판에 부착하는 접착면ㆍ평면과 일체화하여 작성하고, 타격에 의한 마이크로 니들의 도괴(倒壞)가 방지되는 동시에 저부층으로부터 약제를 함유하는 정점부의 파단이 그 부위에서 용이 확실한 것으로 구현되고, 진피 내로부터의 약제의 역류 방지 기능을 갖는 복수의 중간층을 갖는다.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서, 정점부와 저부층 사이에 중간층을 갖는 것에 의해, 5~20초 정도에서 중간층이 진피 내에서 파단하여 정점부를 진피 내에 유치할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서, 중간층이 저부층의 내부에 존재하는, 것일 수도 있다.

본 발명의 일 관점에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 장치는, 금형에 형성되어 있는 복수의 오목부에 마이크로 니들을 형성하기 위한 원료액을 충전하여, 복수의 마이크로 니들로 이루어지는 마이크로 니들 어레이를 성형하기 위한 마이크로 니들 어레이 제조 장치로서, 각 오목부에 대해 해당 오목부의 용적 이하의 소정량씩 원료액의 액적을 토출 가능한 적어도 하나의 액적 토출 장치; 액적 토출 장치로부터 각 오목부 안에 액적을 착탄(着彈)되도록, 액적 토출 장치와 금형의 상대적인 위치를 맞추는 것이 가능한 위치 조정 장치;를 구비하고, 적어도 하나의 액적 토출 장치는, 마이크로 니들을 구성하는 생체 흡수 제제의 혼합비, 농도를 적절히 변경한 원재료를, 토출 가능한 복수의 액적 토출 장치이다.

본 발명의 일 관점에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 방법은, 금형의 오목부에 정점부층을 형성하는 공정; 정점부층 위에 액적 토출 장치로 제 1 중간층용 원료액의 복수의 액적을 오목부에 토출하는 공정; 이어서, 제 2 중간층용 원료액을 경화하여 정점부층보다 파단 강도가 약한 중간층을 형성하는 공정; 중간층 위에 액적 토출 장치로 저부층용 원료액의 복수의 액적을 오목부에 토출하는 공정; 저부층용 원료액을 경화하여 중간층보다 파단 강도가 강한 저부층을 형성하는 공정;을 구비한다.

본 발명의 마이크로 니들 패치에 의하면, 고정밀도의 외관과 정밀도를 갖는 마이크로 니들 어레이를 잉크젯법으로 정밀하게, 대량으로 생산하는 동시에, 그 마이크로 니들을 피부나 점막에 투여했을 때에 단시간에 확실히 치료가 종료되도록, 피부에 삽입 후에 즉시 약제 함유부인 정점부의 저부층 측단단(側斷端)에서 파단하여, 목적하는 표피 혹은 진피 내에 약제 함유부인 정점부를 유치(留置), 초기의 목적을 확실하게 달성을 가능하게 하여, 대량 생산성도 뛰어난 것으로 할 수 있다.

도 1은 제 1 실시 형태에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 장치의 개요를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 마이크로 니들 어레이 제조 장치의 제어 계통을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 제 1 실시 형태의 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 일부를 확대한 부분 확대 사시도이다.
도 5는 제 1 실시 형태의 금형의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 6은 제 1 실시 형태의 마이크로 니들 어레이의 제조 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7은 오목부에 대한 액적의 토출을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 8은 오목부에 대한 액적의 착탄을 설명하기 위한 모식적인 확대 단면도이다.
도 9는 (a) 조립 공정의 조립전 상태를 나타내는 모식적인 단면도, (b) 조립 공정의 조립중 상태를 나타내는 모식적인 단면도, (c) 조립 공정의 조립이 완료된 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 10은 제 2 실시 형태에서의 오목부에 대한 액적의 토출을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 11은 제 2 실시 형태의 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 일부를 확대한 부분 확대 사시도이다.
도 13은 제 2 실시 형태의 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13의 일부를 확대한 부분 확대 사시도이다.
도 15는 (a) 변형예(2C)에 따른 마이크로 니들 어레이를 설명하기 위한 모식적인 단면도, (b) 변형예(2C)에 따른 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품의 일례를 설명하기 위한 개념도, (c) 변형예(2C)에 따른 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 16은 제 3 실시 형태에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 17은 (a) 변형예(1C)에 따른 마이크로 니들 어레이의 제조 방법을 설명하기 위한 모식적인 단면도, (b) 변형예(1C)에 따른 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
도 18은 (a) 종래의 마이크로 니들 어레이의 제조 방법을 설명하기 위한 모식적인 단면도, (b) 종래의 마이크로 니들 어레이의 1 제조 공정을 나타내는 모식적인 단면도, (c) 종래의 정점부층이 형성된 금형의 모식적인 단면도, (d) 종래의 마이크로 니들 어레이의 충전 공정을 설명하기 위한 모식적인 단면도, (e) 종래의 마이크로 니들 어레이의 고정 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 19는 마이크로 니들 패치의 정점부층의 형성 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 20은 마이크로 니들 패치의 중간층의 형성 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 21은 마이크로 니들 패치의 중간층의 형성 공정 및 형성 후를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 22는 마이크로 니들 패치의 저부층의 형성 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 23은 마이크로 니들 패치를 찔러넣은 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 24는 마이크로 니들 패치를 뽑아 낼 때의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 25는 마이크로 니들의 용해를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 26은 마이크로 니들의 중간층의 용해를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 27은 마이크로 니들 패치의 정점부층의 형성 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 28은 마이크로 니들 패치의 제 1 중간층의 형성 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 29는 마이크로 니들 패치의 제 2 중간층의 형성 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 30은 마이크로 니들 패치의 저부층의 형성 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 31은 마이크로 니들 패치를 찔러넣은 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 32는 마이크로 니들 패치를 뽑아 낼 때의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 33은 마이크로 니들의 용해를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 34는 마이크로 니들의 중간층의 용해를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.

본 발명은, 마이크로 니들 어레이 제조 장치 및 파단성을 최적화하여, 신속한 투약을 가능하게 한 마이크로 니들 어레이의 제조 방법 및 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품에 관한 것이다.

＜제 1 실시 형태＞

이하, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 장치 및 마이크로 니들 어레이의 제조 방법 및 제조된 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품에 대해 도면을 이용하여 설명한다.

(1) 마이크로 니들 어레이 제조 장치의 개요

도 1은, 마이크로 니들 어레이 제조 장치의 개요를 나타내는 모식적인 사시도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)는, 액적 토출 장치(10)와 위치 조정 장치(20)를 구비하고 있다. 위치 조정 장치(20)는, XYZ 스테이지(21)와 CCD 카메라(22)와 얼라이먼트 모니터(Alignment Monitor)(23)를 구비하고 있다. 액적 토출 장치(10)에는, 도 1에 나타나 있는 액적을 토출하기 위한 노즐(11a)과 노즐(11a)에 공급되는 원료액이 들어가 있는 카트리지(13a)가 설치되어 있다. 그리고, 도 1에는 나타나지 않지만, 액적 토출 장치(10)는, 도 10에 나타나 있는 다른 노즐(11b) 및 다른 카트리지(13b)도 갖고 있다.

또한, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)를 제어 계통의 관점에서 보면, 도 2에 나타난 바와 같이, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)는, 제어장치(30)를 구비하고 있고, 이 제어장치(30)가 액적 토출 장치(10)와 위치 조정 장치(20)를 제어한다. 액적 토출 장치(10)에서는, 제어장치(30)에 의해, 제 1 토출 헤드용 액츄에이터(12a)와 제 2 토출 헤드용 액츄에이터(12b)가 제어된다. 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)는, 제어장치(30)가 제 1 토출 헤드용 액츄에이터(12a)와 제 2 토출 헤드용 액츄에이터(12b)를 제어함으로써, 노즐(11a, 11b)에서 토출되는 액적량의 미량의 조정이 가능하도록 구성되어 있다. 위치 조정 장치(20)에서는, 제어장치(30)에 의해, XYZ 스테이지(21)의 X축용 스테핑 모터(21a)와 Y축용 스테핑 모터(21b)와 Z축용 스테핑 모터(21c)와 θ축용 스테핑 모터(21d), CCD 카메라(22) 및 얼라이먼트 모니터(23)가 제어된다. XYZ 스테이지(21)에 안착되는 금형(80)은, X축용 스테핑 모터(21a)에 의해 X축 방향으로 이동되고, Y축용 스테핑 모터(21b)에 의해 Y축 방향으로 이동되고, Z축용 스테핑 모터(21c)에 의해 Z축 방향으로 이동되고, θ축용 스테핑 모터(21d)에 의해 XYZ 스테이지(21)의 중심에서 연직 방향(Z축 방향)으로 연장되는 중심축의 주위에서 회전 이동된다.

(2) 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품

마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)를 사용하여 제조되는 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품에 대해 설명한다. 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)에 의해 형성되는 것은, 도 3에 나타나 있는 복수의 마이크로 니들(103)로 이루어지는 마이크로 니들 어레이(110)이다.

마이크로 니들(103)의 크기는, 예를 들어, 높이가 10㎛ 내지 1 mm이고, 저면의 최대폭이 10㎛ 내지 1 mm이고, 종횡비가 0. 5 내지 4의 범위로 설정된다.

또한, 서로 인접하는 마이크로 니들(103)의 간격(d1)(표면(102)에 있어서 가장 근접하는 부위의 거리)은, 예를 들어, 10㎛ 내지 2 mm의 범위로 설정된다. 마이크로 니들 어레이(110)를 구성하는 마이크로 니들(103)의 밀도로 말하면, 예를 들어 1평방 센티미터당 대략의 갯수가 몇 개 내지 10⁵개 정도의 범위로 설정된다. 이러한 마이크로 니들 어레이(110)를 제조하기 위해, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)는, 마이크로 니들(103)의 간격(d1)이하의 이동 거리를 반복할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)의 이동 거리의 오차는, 마이크로 니들(103)의 저면의 최대폭보다 작아지도록 설정되어 있다.

마이크로 니들 어레이(110)는, 판 모양의 베이스 부재(101)의 표면(102)에 고정된다. 베이스 부재(101)의 바깥 치수는, 예를 들어 2 mm×17 mm×17 mm정도의 크기이다. 표면(102)에 마이크로 니들 어레이(110)를 고정하기 위해, 저부층(105)과 동일한 조성물의 적층막(109)이 베이스 부재(101)의 표면(102)에 형성되어 있다. 이와 같이 마이크로 니들 어레이(110)가 베이스 부재(101)에 고정되어 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품(100)이 형성된다. 마이크로 니들(103)의 선단부를 뾰족하게 할 때에는, 선단부의 연직 방향의 단면에서의 각도가 예를 들어 30도이다. 이와 같이 마이크로 니들(103)의 선단부가 뾰족해져 있으면, 액적이 착탄하는 오목부(81)(도 8 참조)의 벽이 경사지게 되므로, 액적으로 충전하기에 적합한 형상의 오목부(81)를 형성하기 쉬워진다. 여기서 오목부(81)에 액적이 착탄한다는 것은, 오목부(81)의 벽면에 액적이 부딪혀서 부착되는 것이다.

이 판 모양의 베이스 부재(101)는, 통기성이 좋은 베이스 부재로, 예를 들어 다공질 베이스 부재이다. 다공질 베이스 부재로서는, 예를 들어, 아세트산 셀룰로오스를 주성분으로 하는 다공질 베이스 부재, 다공질 세라믹 베이스 부재, 다공질 금속 베이스 부재, 펄프를 판 모양으로 성형하여 이루어지는 펄프 성형품 또는 다공질 수지 베이스 부재를 이용할 수 있다.

도 4에는, 도 3의 일부 영역(EA1)이 확대되어 나타나 있다. 마이크로 니들(103)은, 선단의 정점부층(104)과 거기에 이어지는 저부층(105)으로 이루어지는 2층 구조를 갖고 있다. 이들 정점부층(104)과 저부층(105)은, 서로 조성물이 상이하다.

이하의 설명에서, 원료액의 성분이라고 할 때에는, 반드시 그 성분이 원료액에 용해되어 있을 필요는 없고, 예를 들어 원료액이 현탁액일 때에 그 현탁액의 성분이 예를 들어 마이크로 캡슐 또는 리포솜인 경우도 포함된다.

(3) 금형

도 5에 나타나 있는 금형(80)은, 원료액에 침범되지 않은 위생적인 재료로 형성되어 있을 수 있지만, 기체 투과도가 큰 재질인 것이 바람직하다. 예를 들어 플라스틱, 엘라스토머, 세라믹 또는 금속으로 형성할 수 있다. 금형(80)을 형성하는 재료로서는, 실리콘 고무가 바람직하다. 또한, 금형(80)을 형성하는 플라스틱으로서는, 예를 들어, 폴리메틸펜텐(TPX(등록상표)) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌이 바람직하다. 또한, 금형(80)을 형성하는 금속으로서는, 기체를 투과하지 않지만 잘 녹슬지 않으므로, 예를 들어 스테인리스강이 바람직하다. 금형(80)의 오목부(81)는, 금형(80)의 표면(82)에 따른 수평 단면의 형상이 예를 들어 원형, 다각형 또는 타원형이다. 그리고, 오목부(81)의 내부 공간은, 예를 들어 원뿔형, 각뿔형, 원주(圓柱)형 또는 각주형의 공간이다.

금형(80)의 표면(82)에는, 얼라이먼트 마크(83)가 형성되어 있다. 이 얼라이먼트 마크(83)는, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)의 CCD 카메라(22)에 의해 판독된다. 얼라이먼트 마크(83)를 기준으로 액적 토출 장치(10)에서 토출된 액적이 오목부(81) 내에 착탄하도록 제어되므로, 얼라이먼트 마크(83)를 기준으로 각 오목부(81)의 위치가 정해져 있다. 그리고, 이 얼라이먼트 마크(83)는, 위생적인 것으로, 예를 들어 표면(82)의 요철로 형성된다.

실리콘 고무로 형성되는 경우의 금형(80)의 바깥 치수는, 예를 들어 6 mm×20 mm×20 mm 이며, 오목부(81)가 형성되는 영역의 크기는, 예를 들어 15 mm×15 mm이다.

(4) 원료액

마이크로 니들(103)의 정점부층(104)를 형성하기 위한 정점부층용 원료액(91)(도 7 참조)은, 예를 들어 물 혹은 물과 알코올의 혼합 용매 또는 다른 용매에 고형의 원재료를 녹여 넣은 용액, 물 혹은 물과 알코올의 혼합 용매 또는 다른 용매에 고형의 원재료를 분산한 현탁액, 또는 그들의 혼합액이다. 고형의 원재료로서는, 인체에 무해한 고분자 물질로, 예를 들어, 인체에 무해한 수지, 인체에 무해한 다당류 및 인체에 무해한 단백질 및 그들에 유래하는 인체에 무해한 화합물이 포함된다. 인체에 도입하기 위한 화합물로서는, 예를 들어 병의 치료나 진단이나 예방 목적을 위해 이용되는 생물 활성 물질을 들 수 있다.

정점부층용 원료액은, 예를 들어 수용성의 다당류(그 유도체 및 그들의 염을 포함한다)가 녹아들어간 용매에, 질병의 진단, 치료나 예방을 위해 투여되는 생물 활성 물질이 첨가된 것이다. 이러한 정점부층용 원료액의 용매가 증발됨으로써, 다당류의 기재 중에 생물 활성 물질이 포함된 정점부층(104)이 형성된다. 수용성의 다당류(그 유도체 및 그들의 염을 포함한다)로서는, 예를 들어 콘드로이틴 황산나트륨, 히알루론산, 덱스트란 및 카복시메틸 셀룰로오스가 있다. 또한, 이러한 생물 활성 물질로서는, 예를 들어 인슐린 및 성장 호르몬이 있다.

마이크로 니들(103)의 저부층(105)을 형성하기 위한 저부층용 원료액은, 고형의 원재료 및 용매 중 적어도 하나의 조성이 정점부층용 원료액과 상이하다. 이와 같이 정점부층용 원료액과 저부층용 원료액의 조성을 상이하게 함으로써, 마이크로 니들(103)은, 정점부층(104)과 저부층(105)의 조성을 상이하게 한다. 본 실시 형태에서는, 마이크로 니들(103)을 의료에 이용하는 경우의 예로서 정점부층(104)에 약효가 있는 생물 활성 물질을 포함하고, 저부층(105)에는 생물 활성 물질을 포함하지 않는 구성에 대해 설명하고 있다. 그러나, 예를 들어, 마이크로 니들(103)을 의료에 이용하는 경우에, 정점부층(104)과 저부층(105) 모두에 약효가 있는 생물 활성 물질을 포함할 수도 있고, 정점부층(104)에 포함시킨 생물 활성 물질의 종류나 함유량과 저부층(105)의 생물 활성 물질의 종류나 함유량을 상이하게 함으로써, 정점부층(104)에 의해 발휘되는 약효나 약효의 지속 시간과 저부층에 의해 발휘되는 약효나 약효의 지속 시간을 상이하게 하도록 구성할 수도 있다. 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품(100)을 의료에 이용하는 경우에는, 이와 같이 마이크로 니들(103)을 2층 구조로 함으로써 각종 투약에 대응하기 쉬워진다.

정점부층용 원료액은, 예를 들어, 액적 토출 장치(10)에서 액적으로서 토출되지만, 액적의 양은, 예를 들어 0. 1 나노 리터/방울 내지 1 마이크로 리터/방울의 범위로 설정된다. 예를 들어, 하나의 마이크로 니들(103)을 형성하기 위한 오목부(81)의 용량을 20 나노 리터로 하면, 하나의 오목부(81)를 20 방울로 충전한다고 하면, 1방울이 1 나노 리터가 된다. 이러한 미소한 액적으로 충전하기 위해서는 점도가 낮은 것이 바람직하고, 예를 들어, 0. 1 mPaㆍsec 내지 100 mPaㆍsec의 범위, 바람직하게는 1 mPaㆍsec 내지 10 mPaㆍsec의 범위로 설정된다.

(5) 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품의 제조 방법

도 6은, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)를 이용한 상술한 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품(100)의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다. 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품(100)의 제조 공정에 있어서, 도 6의 단계 S1에서 단계 S5까지의 작업과 단계 S11에서 단계 S15까지의 작업은 서로 독립적으로 병행하여 실시할 수 있다. 다만, 2개의 작업 흐름에 있어서, 공통화 가능한 작업은 공통화될 수도 있다. 또한, 각 단계에서의 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)의 동작이 제어장치(30)에 의해 제어되지만, 이하의 설명에서는, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)의 각 부의 제어장치(30)에 의한 제어에 대한 언급이 일부 생략되어 있다. 그리고, 제 1 실시 형태에서는, 노즐(11a)에서 액적을 토출시키는 제 1 토출 헤드용 액츄에이터(12a)만이 이용되고, 제 2 토출 헤드용 액츄에이터(12b)를 이용하는 제조 방법에 대한 설명은 제 2 실시 형태에서 수행된다. 또한, 제 1 실시 형태에서는 θ축용 스테핑 모터(21d)가 이용되지 않고, θ축용 스테핑 모터(21d)를 이용하는 제조 방법에 대한 설명은 제 3 실시 형태에서 수행된다.

도 6의 단계 S1에서 단계 S5까지는, 금형(80)을 이용하는 작업이다. 우선, 도 5에 나타나 있는 금형(80)을 준비한다(단계 S1). 단계 S1의 금형(80)의 준비 공정에서는, 예를 들어 소정수(所定數)의 금형(80)의 수세(水洗)가 수행되어 소정 장소에 나열된다. 준비된 모든 금형(80)은, 예를 들어 오토클레이브(도시되지 않음)를 사용하여 멸균된다(단계 S2). 멸균된 금형(80)은, 청정한 환경하에서, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)의 XYZ 스테이지(21) 상에 안착되어 위치 조정이 수행된다(단계 S3).

멸균된 금형(80)의 위치 조정은, 예를 들어 멸균된 로보트 암 등에 의해 금형(80)이 XYZ 스테이지(21) 상에 안착되고 나서 수행된다. XYZ 스테이지(21) 상의 금형(80)의 얼라이먼트 마크(83)를 CCD 카메라(22)로 촬영하고, 제어장치(30)가 얼라이먼트 마크(83)를 기준으로 인식함으로써 위치 조정이 수행된다. 제어장치(30)에 있어서 금형(80)의 얼라이먼트 마크(83)로부터 각 오목부(81)의 위치가 특정됨으로써, 일필휘지의 요령으로 순서대로 인접하는 오목부(81)에 액적 토출 장치(10)의 노즐(11a)이 대응하여 움직이도록, XYZ 스테이지(21)에 의한, 액적 토출 장치(10)의 노즐(11a)에 대한 금형(80)의 상대적인 이동이 가능해진다.

단계 S4에서는, 도 7및 도 8에 나타난 바와 같이, 노즐(11a)에 대해 금형(80)을 이동시키고, 금형(80)의 각 오목부(81)에 노즐(11a)에서 토출되는 액적을 직접 착탄시켜, 각 오목부(81)에 정점부층용 원료액(91)을 충전한다. 도 8에 나타난 바와 같이 각 오목부(81)에 착탄하는 액적을 세분하면, 공기에 접하는 양이 증가하여 정점부층용 원료액(91)의 건조 시간을 짧게 할 수 있다. 노즐(11a)에서 토출되는 정점부층용 원료액(91)은, 금형(80)의 표면(82)에는 착탄되지 않도록, 액적 토출 장치(10)와 XYZ 스테이지(21)가 같은 시기에 동작하도록 제어되어 있다. 도 8에는, 하나의 오목부(81)에 대해 노즐(11a)에서 토출된 5방울의 정점부층용 원료액(91)의 액적(91a, 91b, 91c, 91d, 91e)과 각 액적(91a, 91b, 91c, 91d, 91e)의 각각의 착탄점(Lp1, Lp2, Lp3, Lp4, Lp5)이 나타나 있다. 착탄점(Lp1, Lp2, Lp3, Lp4, Lp5)은, 각 오목부(81) 안이면서 서로 상이한 위치이다. 예를 들어, 일정한 속도로 노즐(11a)을 금형(80)에 대해 상대적으로 이동시키면서 액적을 차례대로 토출함으로써 착탄점(Lp1, Lp2, Lp3, Lp4, Lp5)을 상이하게 할 수 있다. 이와 같이 노즐(11a)을 이동시키면서 토출을 반복하여 상이한 위치에 액적을 착탄시키면, 각 금형(80)에서의 충전 시간을 단축할 수 있고, 나아가서는 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품을 단시간에 제조할 수 있다. 또한, 각 오목부(81)에 착탄이 시작되고 나서 착탄이 종료될 때까지의 사이에, 금형(80)에 대한 노즐(11a)의 상대적인 속도를 변화시키도록 설정할 수도 있다.

토출하는 정점부층용 원료액(91)의 액적수는, 5개에 한정되는 것은 아니고, 적절히 설정할 수 있다. 하나의 오목부(81)당 액적수는, 예를 들어, 1방울 내지 수십방울의 범위로 설정된다. 또한, 토출하는 정점부층용 원료액(91)의 액적량도 적절히 설정 가능하다. 예를 들어, 각 액적(91a, 91b, 91c, 91d, 91e)의 양을 일정하게 할 수도 있고, 서로 상이해지도록 설정할 수도 있다. 예를 들어, 각 오목부(81)의 끝에 가까울수록 액적량을 적게 하고 중심부에 가까울수록 액적량을 많게 하는 설정, 그 반대로 각 오목부(81)의 끝에 가까울수록 액적량을 많게 하고 중심부에 가까울수록 액적량을 적게 하는 설정, 각 오목부(81)에 대해 토출하기 시작했을 때보다 토출의 마지막에 가까워짐에 따라 액적량을 적게 하는 설정, 및 그 반대로 각 오목부(81)에 대해 토출하기 시작했을 때보다 토출의 마지막에 가까워짐에 따라 액적량을 많게 하는 설정이 있다.

또한, 여기에서는, 하나의 오목부(81)에 토출되는 5방울의 정점부층용 원료액(91)의 액적량의 총계가 해당 오목부(81)의 내부 공간의 체적(오목부(81)의 용적)과 동일하게 설정되어 있다. 따라서, 단계 S4의 정점부층용 원료액 충전 공정이 종료되면, 모든 오목부(81)에 가득 정점부층용 원료액(91)이 충전된다. 그러나, 하나의 금형(80)에서의 정점부층용 원료액(91)의 충전량을, 각 오목부(81)의 위치에 따라 상이해지도록 설정할 수도 있다. 예를 들어, 금형(80)의 중심부에 가까운 오목부(81)의 정점부층용 원료액(91)의 충전량을 많게 하고, 금형(80)의 단부에 가까워짐에 따라 충전량을 적게 하는 설정 및, 그 반대로 금형(80)의 중심부에 가까운 오목부(81)의 충전량을 많게 하고 금형(80)의 단부에 가까워짐에 따라 충전량을 적게 하는 설정이다. 충전량을 바꾸려면, 예를 들어 1방울의 액적량을 변화시킬 수도 있고, 각 오목부(81)당 액적수를 변화시킬 수도 있고, 혹은 액적량과 액적수 모두를 변화시킬 수도 있다.

각 오목부(81)에 대한 노즐(11a)의 상대적인 이동은, XYZ 스테이지(21)의 XY좌표, 즉 금형(80)의 표면(82)의 면내 방향으로의 이동이 주된 것이지만, Z축 방향으로의 이동을 함께 수행하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 금형(80)의 각 오목부(81)의 크기가 장소에 따라 상이한 경우에, 착탄 정밀도를 변경하기 위해 금형(80)에 노즐(11a)을 접근시키거나 이격시킬 수도 있다.

정점부층용 원료액 충전 공정(단계 S4)이 종료되면, 금형(80)은, 예를 들어 멸균된 로보트 암 등에 의해 XYZ 스테이지(21)에서 풍건부(도시되지 않음)로 이동된다. 풍건부(風乾部)에서는, 예를 들어, 충전을 끝낸 금형(80)이 차례대로 벨트 컨베이어(도시되지 않음)에 실려, 깨끗한 드라이 에어의 송풍하에서 이동된다. 그리고, 벨트 컨베이어의 종점에서는, 정점부층용 원료액(91)이 건조되어 고체화된 상태로, 금형(80)이 차례대로 꺼내져 다음의 조합 공정으로 옮겨진다.

상술한 단계 S1 내지 단계 S5의 작업과 병행하여 수행되는 단계 S11 내지 단계 S15의 작업은, 다공질 베이스 부재(85)(도 9(a) 참조)를 이용하여 수행되는 작업이다. 우선, 다공질 베이스 부재(85)의 준비 공정에서는, 예를 들어 에어에 의해 소정수의 다공질 베이스 부재(85)의 표면의 청소가 수행되어 소정 장소에 나열된다. 준비된 모든 다공질 베이스 부재(85)는, 예를 들어 오토클레이브(도시되지 않음)를 사용하여 멸균된다(단계 S12). 멸균된 다공질 베이스 부재(85)는, 피더 장치(도시되지 않음)에 의해 차례대로 디스펜스부(dispensing part)에 있는 디스펜서(도시되지 않음)에 대해 위치 조정이 수행된다(단계 S13).

단계 S14에서는, 디스펜서에 의해 저부층용 원료액(92)이 다공질 베이스 부재(85)에 분배되고, 도 9(a)에 나타난 바와 같이, 다공질 베이스 부재(85)에 저부층용 원료액(92)이 접촉하도록 다공질 베이스 부재(85) 상에 놓인다. 이 저부층용 원료액(92)은, 예를 들어, 점도가 1 Paㆍsec보다 크고 1000 Paㆍsec보다 작은 범위로 설정되어 있고, 금형(80)이 20 mm×20 mm이면 저부층용 원료액(92)의 양이 수십 mg으로 설정된다. 이 저부층용 원료액(92)은, 후술하는 방법에 따라 적층막(109)을 구성하는 재료이기도 하므로, 상술한 바와 같은 비교적 높은 점도를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 비교적 높은 점도를 갖는 저부층용 원료액(92)을 다공질 베이스 부재(85)에 잘 배도록 하기 위해, 이 제조 방법에서는, 저부층용 원료액(92)이 충전되자마자 건조ㆍ부착 공정(단계 S20)으로 이행하지 않는다. 모세관 현상 등에 의해 저부층용 원료액(92)이 다공질 베이스 부재(85) 안에 침투하는 시간을 만들기 위한 양생 공정(단계 S15)이 마련되어 있다. 양생 공정(養生工程)에서는, 예를 들어, 수초 내지 수십초의 범위내의 적당한 시간동안 방치될 뿐이다. 양생 공정에서는, 예를 들어 다공질 베이스 부재(85)에 저부층용 원료액(92)이 접촉되어 있는 상태로 진동이나 고기압을 가하는 것과 같은 침투 촉진 수단을 적용할 수도 있다.

다음의 조합 공정(단계 S20)에서는, 도 9(a)에 나타난 바와 같이, 흡착 스테이지(41)에 금형(80)을 흡착하여 고정한다. 또한, 안착 스테이지(42)에 다공질 베이스 부재(85)를 안착한다. 그러기 위해, 건조 공정(단계 S5)을 거친 금형(80)은, 예를 들어 멸균된 로보트 암으로 흡착 스테이지(41) 상에 안착되고, 양생 공정(단계 S15)을 거친 다공질 베이스 부재(85)는, 예를 들어 멸균된 로보트 암으로 안착 스테이지(42) 상에 안착된다.

그 다음, 도 9(b)에 나타난 바와 같이, 흡착 스테이지(41)가 들어 올려져 반전되어, 안착 스테이지(42)에 놓여져 있는 다공질 베이스 부재(85) 상에, 흡착 스테이지(41)에 고정되어 있는 금형(80)이 중첩된다. 도 9(b)에 나타난 바와 같이, 다공질 베이스 부재(85) 상에 금형(80)을 중첩시킨 상태로, 흡착 스테이지(41)를 안착 스테이지(42)쪽에 밀어붙여 소정 압력을 인가한다. 이 소정 압력에 의해, 다공질 베이스 부재(85)와 금형(80) 사이에 끼워진 저부층용 원료액(92)이 퍼진다. 다만, 저부층용 원료액(92)이 너무 퍼져 다공질 베이스 부재(85)에서 넘치지 않도록, 인가되는 압력이 소정 압력으로 조정되어 있다. 이러한 결과를 얻기 위해, 예를 들어, 예비 실험을 수행하여 소정 압력의 적절한 값이 조사된다. 흡착 스테이지(41)에 의해 금형(80)에 압력을 가할 때에는, 흡착 스테이지(41)에 대한 금형(80)의 고정이 이루어진 상태일 수도 있고, 또 고정이 해제되어 있을 수도 있다. 그 다음, 도 9(c)에 나타난 바와 같이, 금형(80)에 대한 흡착 스테이지(41)의 고정이 해제된 상태로, 흡착 스테이지(41)가 금형(80)에서 해제된다. 그리고, 정점부층용 원료액(91)은, 건조하는 것에 의해 체적이 감소되고, 금형(80)의 표면(82)과 정점부층용 원료액(91)이 고화(固化)되어 생긴 물질의 표면의 사이에 단차가 만들어져있다. 이 단차로 만들어진 각 오목부(81)내의 공간에 저부층용 원료액(92)이 침입함으로써, 마이크로 니들(103)의 저부층(105)을 형성할 수 있다.

도 9(c)의 상태에 있는 금형(80)과 다공질 베이스 부재(85)가 안착 스테이지(42)에서 저장부(stock part)(도시되지 않음)로 이동된다. 저장부에서는, 금형(80) 위에서 하중을 가한 상태로, 금형(80)과 다공질 베이스 부재(85) 사이의 저부층용 원료액(92)의 건조가 수행된다. 금형(80) 위에서 하중을 가하는 방법은, 예를 들어, 금형(80) 상에 추를 싣는 방법, 또는 공기압이나 스프링에 의한 압력에 의해 하중을 가하는 하중 저장 전용기에 금형(80)과 다공질 베이스 부재(85)의 조립체를 세팅하는 방법이다.

(6) 변형예

(6-1) 변형예(1A)

상기 제 1 실시 형태에서는, 정점부층(104)이 생물 활성 물질을 포함하여 약효가 있지만 저부층(105)이 생물 활성 물질을 포함하지 않고 약효가 없는 2층 구조의 마이크로 니들(103)에 대해 설명하고 있다. 예를 들어, 정점부층(104)에 포함되는 약제의 양의 제조 오차를 매우 작게 하고자 하는 경우에는, 오목부에 충전되는 원료액의 양을 매우 정밀하게 제어할 필요가 있다. 그러한 경우에 있어서, 종래와 같이 스퀴지(スキ-ジ)를 사용하여 오목부에 원료액을 충전하는 것에 비해, 상술한 제 1 실시 형태에 따른 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)나 마이크로 니들 어레이의 제조 방법은, 액량(液量)이 조절된 소정수의 액적으로 오목부에 원료액을 충전하는 편이 원료액의 양을 정밀하게 제어할 수 있으므로, 약제의 양을 매우 정밀하게 조정할 수 있다.

그러나, 제 1 실시 형태에서 설명한 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)나 마이크로 니들 어레이의 제조 방법에 의해 제조할 수 있는 마이크로 니들 어레이는, 상술한 2층 구조의 마이크로 니들(103)로 이루어지는 마이크로 니들 어레이(110)에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 정점부층(104)이 생물 활성 물질을 포함하지 않아 약효가 없고 저부층(105)이 생물 활성 물질을 포함하여 약효가 있는 2층 구조의 마이크로 니들로 이루어지는 마이크로 니들 어레이를 제조할 수도 있다. 또한, 상기 (4) 원료액 부분에서 설명한 바와 같이, 각 마이크로 니들의 정점부층과 저부층 모두에 약효가 있는 생물 활성 물질을 포함할 수도 있다. 또한, 2층보다 많은 3층 이상의 층으로 이루어지는 다층 구조를 갖는 마이크로 니들로 이루어지는 마이크로 니들 어레이를 제조할 수도 있다. 이와 같이, 제 1 실시 형태에서 설명한 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)나 마이크로 니들 어레이의 제조 방법은, 복수 층의 조성물이 서로 상이한 복수의 마이크로 니들로 이루어지는 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품의 제조에 적합하다.

또한, 마이크로 니들 어레이가 이용되는 분야가 의료 이외의 분야인 경우에는, 예를 들어 미용과 건강 관련 분야인 경우에는, 정점부층(104)과 저부층(105) 모두가 생물 활성 물질을 포함하지 않고 약효가 없는 2층 구조의 마이크로 니들(103)일 수도 있다.

또한, 정점부층(104) 및 저부층(105) 중 적어도 하나는, 제 1 실시 형태에서 예시한 다당류를 이용하지 않고 , 생물 활성 물질만으로 형성할 수도 있다.

상술한 정점부층용 원료액은, 예를 들어 상술한 수용성의 다당류, 수용성의 단백질, 폴리비닐 알코올, 카복시비닐폴리마 및 폴리아크릴산 나트륨 중 적어도 하나 또는 그들 중 몇가지 조합을 녹인 용액일 수도 있다. 수용성의 단백질로서는, 예를 들어 혈청 알부민이 있다. 또한, 정점부층용 원료액에는, 다른 물질이 포함될 수도 있고, 예를 들어, 단당류나 소당류(小糖類)가 포함될 수도 있다. 단당류로서는, 예를 들어 포도당이 있고, 소당류로서는 이당류를 들 수 있고, 이당류로서는 예를 들어 자당(sucrose)이 있다.

(6-2) 변형예(1B)

상기 제 1 실시 형태에서는, 얼라이먼트 마크(83)를 CCD 카메라(22)로 촬영하여, 얼라이먼트 마크(83)를 기준으로 XYZ 스테이지(21)를 이동시키는 것에 의해 위치 조정이 수행되지만, 위치를 조정하는 방법은 이러한 방법에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 지그(治具)에 금형(80)의 측면을 부딪히게 함으로써 기준 위치를 설정하여 위치 조정을 수행할 수도 있다.

(6-3) 변형예(1C)

상기 제 1 실시 형태에서는, 베이스 부재(101)가 평탄한 판 모양의 형상을 갖는 경우를 예로 들어 설명했지만, 베이스 부재(101)는, 얇은 시트형상일 수도 있고, 또한 표면이 곡면인 입체적인 형상을 갖는 것일 수도 있다. 도 17(a)에 나타난 바와 같이, 금형(80A)의 표면(82A)이 오목 거울과 같이 만곡된 형상으로 하여, 이 표면(82)의 곡면을 따라 노즐(11a)을 움직여 각 오목부(81)에 정점부층용 원료액(91)을 충전할 수 있다. 이렇게 하여 형성하면, 도 17(b)에 나타난 바와 같이, 고정부(109f)의 표면(102f)의 곡면 형상에 관계없이 항상 복수의 마이크로 니들(103f)을 서로 평행하게 형성할 수 있다. 그것에 의해, 마이크로 니들 어레이(110E) 중 어느 부위의 마이크로 니들(103f)도 찌르기 쉬워진다. 예를 들어, 시트 위에 마이크로 니들 어레이를 형성하여 시트를 입체적으로 변형시키면, 마이크로 니들은 곡면에 대해 대략 수직이 되어, 서로 평행이 되지 않으므로 일부의 마이크로 니들이 찔리기 어려워지거나 망가지기 쉬워진다.

또한, 고정부(109f)는, 저부층용 원료액(92)을 이용하여 제 1 실시 형태와 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 정점부층용 원료액(91)의 액적수에 의해, 한 개의 마이크로 니들(103f)당 포함하는 조성물의 양을, 미리 설정되어 있는 설정량으로 정밀하게 조정할 수 있다.

그리고, 고정부(109f)의 표면 형상은, 입체적인 형상인 경우, 다른 형상일 수도 있다. 또한, 복수의 마이크로 니들(103f)은, 고정부(109f)의 표면(102f) 상에 입체적으로 배치되어, 서로 평행하게 형성되어 있는 경우, 상술한 작용 효과를 나타낸다.

＜제 2 실시 형태＞

(7) 마이크로 니들 어레이 제조 방법의 개요

상기 제 1 실시 형태에서는, 액적 토출 장치(10)에 있어서, 하나의 노즐(11a)을 사용하는 경우에 대해 설명했지만, 제 2 실시 형태로서, 도 10에 나타난 바와 같이, 2개의 노즐(11a, 11b)을 사용하는 경우를 설명한다. 도 10에 나타나 있는 2개의 카트리지(13a, 13b)에는, 조성이 상이한 정점부층용 원료액(91, 93)이 들어가 있다.

도 10에 나타나 있는 액적 토출 장치(10)는, 서로 인접하는 오목부(81)에 노즐(11a)과 노즐(11b)로 교대로 정점부층용 원료액(91)의 액적과 정점부층용 원료액(93)의 액적을 토출하고 있다. 또한, 각 오목부(81)당 노즐(11a, 11b)이 토출하는 총액적량이 각각 상이하다.

도 11에는, 상술한 제조 방법에 의해 형성된 마이크로 니들 어레이(110A)를 갖는 제품(100A)이 나타나 있다. 도 12에는, 도 11의 일부 영역(EA2)이 확대되어 나타나 있다. 제 2 실시 형태에 따른 제 1 마이크로 니들(103a)과 제 2 마이크로 니들(103b)도, 제 1 실시 형태에 따른 마이크로 니들(103)과 마찬가지로, 선단의 정점부층(104a, 104b)과 거기에 이어지는 저부층(105a, 105b)으로 이루어지는 2층 구조를 갖고 있다. 여기에서는, 저부층(105a, 105b)이 정점부층(104a, 104b) 다음의 제 2층으로 되어 있다. 제 1 마이크로 니들(103a)의 정점부층(104a)과 저부층(105a)은 서로 상이하고, 제 2 마이크로 니들(103b)의 정점부층(104b)과 저부층(105b)은 서로 상이하다. 저부층(105a, 105b)은, 제 1 실시 형태와 동일한 방법으로 형성되어 서로 동일한 성분으로 형성되어 있지만, 정점부층(104a, 104b)의 층 두께가 상이하므로, 저부층(105a, 105b)의 층 두께가 저절로 서로 상이한 것이 된다.

여기에서는, 제 1 마이크로 니들(103a)의 정점부층(104a)의 조성물(제 1 조성물)에 대해 제 1 마이크로 니들(103a)의 저부층(105a)(제 3 조성물)의 종류가 상이한 동시에 제 2 마이크로 니들(103b)의 정점부층(104b)의 조성물(제 2 조성물)에 대해 제 2 마이크로 니들(103b)의 저부층(105b)의 조성물(제 4 조성물)의 종류가 상이하다. 그리고, 제 1 마이크로 니들(103a)의 정점부층(104a)의 조성물(제 1 조성물)에 대해 제 2 마이크로 니들(103b)의 정점부층(104b)의 조성물(제 2 조성물)의 종류 및 양이 상이하다. 또한, 제 1 마이크로 니들(103a)의 저부층(105a)의 조성물(제 3 조성물)과 제 2 마이크로 니들(103b)의 저부층(105b)(제 4 조성물)의 양이 상이한 경우가 나타나 있다.

도 11 및 도 12에 있어서, 제 1 마이크로 니들(103a)이 형성되어 있는 열이 제 1 영역(Ar1)이며, 제 2 마이크로 니들(103b)이 형성되어 있는 열이 제 2 영역(Ar2)이다. 제 2 영역(Ar2)은, 제 1 영역(Ar1)을 둘러싸도록 그 양측으로 배치되어 있다. 이 경우는 동시에, 제 1 영역(Ar1)도, 제 2 영역(Ar2)을 둘러싸도록 그 양측에 배치되어 있는 구성으로 되어 있다. 즉, 복수의 제 1 영역(Ar1)과 복수의 제 2 영역(Ar2)은, 서로 교대로 나열하여 배치되어 있는 구성이다.

종래의 스퀴지를 이용한 마이크로 니들 어레이의 제조 방법에서는, 이와 같이 서로 인접하는 열 마다 교대로 마이크로 니들의 구조를 상이하게 하고, 게다가 각 마이크로 니들의 층 두께를 정밀하게 조정하는 것이 어려웠지만, 제 2 실시 형태의 마이크로 니들 어레이(110A)의 제조 방법에서는 그것이 가능하게 되었다.

상술한 바와 같이 제 2 실시 형태에 의한 마이크로 니들 어레이(110A)의 제조 방법에서는, 도 6에 나타나 있는 정점부층용 원료액 충전 공정(단계 S4)이 상술한 바와 같이 변경되는 것만으로, 다른 공정은 제 1 실시 형태와 동일하게 수행된다.

(8) 변형예

(8-1) 변형예(2A)

상기 제 2 실시 형태에서는, 제 1 조성물에 대해 제 3 조성물의 종류가 상이한 동시에 제 2 조성물에 대해 제 4 조성물의 종류가 상이하다. 그리고, 제 1 조성물에 대해 제 2 조성물의 종류 및 양이 상이하다. 제 2 실시 형태에서는, 또한 제 3 조성물과 제 4 조성물의 양이 상이한 경우를 예로 들어 나타냈지만, 다음과 같은 조합도 가능하다.

즉, 제 1 조성물에 대해 제 3 조성물의 종류가 상이한 동시에 제 2 조성물에 대해 제 4 조성물의 종류가 상이하면서, 제 1 조성물에 대해 제 2 조성물의 종류 또는 양이 상이하면서, 제 3 조성물과 제 4 조성물 모두가 상이하도록 구성할 수 있다.

예를 들어, 카트리지(13a)와 카트리지(13b) 속에 동일한 조성물의 정점부층용 원료액(91)을 넣음으로써, 제 1 조성물에 대해 제 3 조성물의 종류가 상이한 동시에 제 2 조성물에 대해 제 4 조성물의 종류가 상이하고, 제 1 조성물과 제 2 조성물의 양만이 상이하고, 제 3 조성물과 제 4 조성물의 양만이 상이하도록 구성할 수 있다.

(8-2) 변형예(2B)

상기 제 2 실시 형태에서는, 도 11 및 도 12에 나타난 바와 같이, 일직선으로 배치되어 있는 제 1 마이크로 니들(103a)의 열과 일직선으로 배치되어 있는 제 2 마이크로 니들(103b)에 대해 설명했다. 그러나, 상이한 구조의 마이크로 니들의 배치는, 도 11 및 도 12에 나타나 있는 배치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 마이크로 니들(103a)을 m1열(m1은 자연수) 나열하고, 그 다음 제 2 마이크로 니들(103b)을 n1열(n1은 자연수) 나열하고, 그 다음 제 1 마이크로 니들(103a)을 m2열(m2는 자연수) 나열하고, 그 다음 제 2 마이크로 니들(103b)을 n2열(n2는 자연수) 나열하는 것처럼, 임의의 열 수로 교대로 제 1 마이크로 니들(103a)과 제 2 마이크로 니들(103b)을 나열할 수도 있다. 각각의 열 수를 조절함으로써, 하나의 마이크로 니들 어레이에 포함되는 제 1 마이크로 니들(103a)의 정점부층(104a)의 총체적과 제 2 마이크로 니들(103b)의 정점부층(104b)의 총체적의 비율을 조절함으로써, 예를 들어 2 종류의 약제의 투약량을 조절할 수 있다.

또한, 예를 들어, 도 13 및 도 14에 나타난 바와 같이, 원형상의 제 1 영역(Ar3) 및 링형의 제 1 영역(Ar5)에 제 1 마이크로 니들(103a)의 열을 배치하고, 제 1 영역(Ar3)의 제 1 마이크로 니들(103a)의 열을 둘러싸도록 제 2 마이크로 니들(103b)의 열이 있는 제 2 영역(Ar4)을 배치할 수도 있다. 또한, 이 경우에는, 제 2 영역(Ar4) 주위를 둘러싸도록 제 1 영역(Ar5)이 배치되어 있다. 이와 같이 원내에 마이크로 니들 어레이(110B)가 배치되는 경우는, 동심원 형상으로 상이한 종류의 마이크로 니들(103a, 103b)을 배치하면, 예를 들어 투약에 이용하는 경우에는 어떤 종류의 마이크로 니들이 접촉하지 않게 되는 상황을 피하기 쉬워진다.

여기에서는, 2개의 제 1 영역(Ar3, Ar5)의 마이크로 니들(103a)이 동일한 경우에 대해 설명했지만, 2개의 제 1 영역(Ar3, Ar5)의 마이크로 니들의 종류(함유하는 조성물의 종류와 양)를 상이하게 하여, Ar5로 나타나 있는 영역을 제 3 영역으로 할 수도 있다. 예를 들어, 의료의 분야에서 이용하는 경우에, 제 1 영역(Ar3)의 마이크로 니들로 약제(α)를 20 wt% 투약하고, 제 2 영역(Ar4)에서 약제(β)를 35 wt% 투약하고, 제 3 영역에서 약제(γ)를 45 wt% 투약하도록 구성할 수 있다.

(8-3) 변형예(2C)

상기 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태에서는, 마이크로 니들(103, 103a, 103b)이, 정점부층(104, 104a, 104b)에 이어서 저부층(105, 105a, 105b)이 형성되는 2층 구조를 갖는 경우에 대해 설명하고 있다. 그러나, 마이크로 니들이 3층 이상의 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 15(a)에 나타나 있는 마이크로 니들(103c, 103d, 103e)과 같이, 정점부층(104c, 104d, 104e)과 저부층(105c, 105d, 105e)의 사이에, 하나의 중간층(106c, 106d, 106e)을 형성할 수도 있다. 여기에서는, 중간층(106c, 106d, 106e)이지만, 중간층을 복수층으로 할 수도 있다.

마이크로 니들(103c, 103d, 103e)이 갖는 것 같은 3층 구조를 형성하는 경우에는, 예를 들어, 도 6에 나타나 있는 건조 공정(단계 S5)과 조합 공정(단계 S20) 사이에, 중간층용 원료액 충전 공정과, 그 중간층을 건조시키는 다른 건조 공정이 추가된다. 중간층용 원료액 충전 공정에서는, 액적 토출 장치(10)를 이용하여 정점부층용 원료액 충전 공정과 동일하게 하여 중간층용 원료액을 충전할 수 있다. 그리고, 도 15(a)와 같이, 3 종류의 마이크로 니들(103c, 103d, 103e)을 갖는 마이크로 니들 어레이의 제조는, 액적 토출 장치(10)를 이용하여, 2 종류의 마이크로 니들(103c, 103d)을 위한 충전을 끝낸 후에 카트리지(13a) 또는 카트리지(13b)를 교환하여 다른 1 종류의 마이크로 니들(103e)을 위한 충전을 수행하도록 할 수도 있지만, 노즐(11a, 11b) 이외의 제 3 노즐과 카트리지(13a, 13b) 이외의 제 3 카트리지를 더 구비하는 다른 액적 토출 장치(도시되지 않음)를 이용하면 카트리지 교환의 수고를 줄일 수 있어 제조 시간을 단축할 수 있다.

또한, 중간층용 원료액은, 정점부층용 원료액과 마찬가지로, 예를 들어 물 혹은 물과 알코올의 혼합 용매 또는 다른 용매에 고형의 원재료를 녹여 넣은 용액, 물 혹은 물과 알코올의 혼합 용매 또는 다른 용매에 고형의 원재료를 분산한 현탁액, 또는 그들의 혼합액이다.

상술한 마이크로 니들(103c)을 도 15(b)에 나타나 있는 제 1 영역(Ar6)에 배치하고, 마이크로 니들(103d)을, 제 2 영역(Ar7)에 배치하고, 마이크로 니들(103e)을 제 3 영역(Ar8)에 배치하여, 마이크로 니들 어레이(110C)를 구성할 수도 있다. 혹은, 마이크로 니들(103c)을 도 15(c)에 나타나 있는 제 1 영역(Ar9)에 배치하고, 마이크로 니들(103d)을 제 2 영역(Ar10)에 배치하고, 마이크로 니들(103e)을 제 3 영역(Ar11)에 배치하여, 마이크로 니들 어레이(110D)를 구성할 수도 있다.

이러한 경우에, 제 1 영역(Ar6, Ar9)에 배치되는 제 1 마이크로 니들(103c)과 제 2 영역(Ar7, Ar10)에 배치되는 제 2 마이크로 니들(103d)에 주목하면, 제 1 마이크로 니들(103c)의 정점부층(104c)의 조성물(제 1 조성물)에 대해 제 1 마이크로 니들(103c)의 중간층(106c)(제 3 조성물)의 종류가 상이한 동시에 제 2 마이크로 니들(103d)의 정점부층(104d)의 조성물(제 2 조성물)에 대해 제 2 마이크로 니들(103d)의 중간층(106d)의 조성물(제 4 조성물)의 종류를 상이하게 할 수 있다. 그리고, 제 1 마이크로 니들(103c)의 정점부층(104c)의 조성물(제 1 조성물)에 대해 제 2 마이크로 니들(103d)의 정점부층(104d)의 조성물(제 2 조성물)의 종류 및 양 중 적어도 한쪽을 상이하게 할 수 있다. 게다가 제 1 마이크로 니들(103c)의 중간층(106c)의 조성물(제 3 조성물)과 제 2 마이크로 니들(103d)의 중간층(106d)(제 4 조성물)의 종류 및 양 중 적어도 한쪽을 상이하게 할 수 있다. 그리고, 여기에서는, 중간층(106c, 106d)이 제 2층에 상당한다.

그리고, 의료 분야에서 이용하는 경우에, 제 1 마이크로 니들(103c)에서, 제 1 성분(P1)을 포함하는 정점부층(104c)과 제 2 성분(P2)을 포함하는 중간층(106c)으로 제 1 약제(α1)를 구성하고, 제 2 마이크로 니들(103d)에서, 제 3 성분(Q1)을 포함하는 정점부층(104d)과 제 4 성분(Q2)을 포함하는 중간층(106d)으로 제 2 약제(β1)를 구성하고, 제 3 마이크로 니들(103e)에서, 제 5 성분(R1)을 포함하는 정점부층(104e)과 제 6 성분(R2)을 포함하는 중간층(106e)으로 제 3 약제(γ1)로 이루어지는 약을 구성할 수 있다. 이 약에 있어서, 예를 들어, 제 1 마이크로 니들(103c)과 제 2 마이크로 니들(103d)과 제 3 마이크로 니들(103e) 각각의 하나의 중량과 각 영역에 배치되는 밀도를 동일하게 해 두고, 제 1 영역(Ar6, Ar9)의 면적과 제 2 영역(Ar7, Ar10)의 면적과 제 3 영역(Ar8, Ar11)의 면적의 비에 따라 투약량을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 영역(Ar6, Ar9)의 면적과 제 2 영역(Ar7, Ar10)의 면적과 제 3 영역(Ar8, Ar11)의 면적 비를 4：7：9로 하면, 약제(α1)를 20 wt%, 약제(β1)를 35 wt%, 그리고 약제(γ1)를 45 wt% 포함하는 약을 조합(調合)할 수 있다.

(8-4) 변형예(2D)

도 13에는, 제 1 영역(Ar3)이 제 2 영역(Ar4) 안에 동심원형으로 포함되는 경우가 나타나 있지만, 제 1 영역(Ar3)이 제 2 영역(Ar4)에 포함되는 형태는 여기에만 한정되지 않는다. 예를 들어, 마이크로 니들 어레이에 있어서, 복수의 제 1 영역이 제 2 영역의 바다 속 섬과 같이 점재하는 해도 구조를 나타내도록 구성할 수도 있다.

＜제 3 실시 형태＞

(9) 마이크로 니들 어레이 제조 장치와 제조 방법의 개요

상기 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태에서는, 동일한 마이크로 니들을 위한 충전을 수행하기 위해 하나의 노즐(11a, 11b)을 사용하는 경우에 대해 설명했지만, 동일한 마이크로 니들을 위한 충전을 복수의 오목부(81)에 대해 함께 수행하기 위해, 노즐을 어레이형으로 배치할 수도 있다.

도 16에 나타나 있는 제 3 실시 형태에 따른 액적 토출 장치(10A)는, 어레이 형으로 배치된 노즐(11c, 11d)을 구비하고 있다. 13개의 노즐(11c)에는, 13개의 제 1 토출 헤드용 액츄에이터(12a)가 장착되고, 13개의 노즐(11d)에는, 13개의 제 2 토출 헤드용 액츄에이터(12b)가 장착되어 있다.

한편, 하나의 XYZ 스테이지(21) 상에 배치되어 연속적으로 X축 방향으로 이동하는 금형(80A, 80B, 80C)은, 각각 X축 방향으로 10개, Y축 방향으로 10개의 오목부(81)가 매트릭스형으로 나열되어 있다.

X축으로 평행하게 나열된 일렬의 복수의 오목부(81)에 주목하면, 예를 들어, 도 16의 노즐(11ca)과 노즐(11da)로 일렬의 오목부(81)에 대해 액적을 토출할 수 있다. 이와 같이 일렬에만 주목했을 때의 구성은, 도 10에서 설명한 제 2 실시 형태의 액적 토출 장치(10)와 동일해진다. 따라서, 각 열의 오목부(81)에 대해서는, 제 2 실시 형태와 같이 충전하면, 도 6에 나타나 있는 정점부층용 원료액 충전 공정(단계 S4)을 실시할 수 있다.

이 때, 금형(80)에 대응하는 오목부(81)가 존재하지 않는 노즐, 예를 들어 노즐(11cb, 11db)은, 대응하는 제 1 토출 헤드용 액츄에이터(12a)의 동작이 정지되는 동시에, 대응하는 제 2 토출 헤드용 액츄에이터(12b)의 동작이 정지되어, 액적의 토출을 하지 않도록 제어된다.

금형(80A, 80B, 80C)이 연속적으로 이동되므로, 하나의 노즐 어레이의 노즐(11ca)이 금형(80A)에 대해 토출하고 있을 때, 다른 노즐(11cc)이 다음의 금형(80B)에 대해 토출하고 있는 상태가 발생한다. 액적 토출 장치(10A)가, 이와 같이 연속하는 복수의 금형(80A, 80B)에 대해 동시에 토출함으로써, 액적 토출 장치(10A)에 의한 충전 시간을 단축할 수 있다.

또한, 다른 로트의 제조에 있어서, 오목부(81)의 배치 간격이 상이한 금형에 대해 액적을 토출시키는 경우, 액적 토출 장치(10A)의 노즐(11c, 11d)이 나열되는 방향(Dr2)과 노즐(11c, 11d)의 상대적인 이동 방향(Dr1)이 이루는 각(θ)을, 도 2에 나타나 있는 θ축용 스테핑 모터(21d)로 조절한다. 그것에 의해 복수의 노즐(11c, 11d) 각각의 Y좌표와 복수의 오목부(81)의 Y좌표를 일치시킬 수 있다.

그리고, 도 16에 나타나 있는 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1A)가 도시되어 있지 않은 부분의 구성은, 제 1 실시 형태의 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1)와 동일하게 구성할 수 있다.

(10) 변형예

(10-1) 변형예(3A)

상기 제 3 실시 형태에서는, 노즐(11c, 11d)이 2열로 나열되어 배치되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 액적 토출 장치(10A)를 3열 이상의 노즐을 갖도록 구성할 수도 있다. 또한, 액적 토출 장치(10A)를 노즐(11c)만 1열로 나열하여 배치되어 있는 것으로 변경할 수도 있다.

(10-2) 변형예(3B)

상기 제 3 실시 형태에서는, 복수의 오목부(81)이 정사각형으로 배치되어 있었지만, 복수의 오목부(81)가 원형으로 배치되어 있는 경우에는, 금형을 θ방향으로 회전시키면서 토출하도록 구성할 수도 있다.

(11) 특징

(11-1)

이상 설명한 바와 같이, 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1A)는, 금형(80, 80A, 80B, 80C)에 형성되어 있는 복수의 오목부(81)에, 마이크로 니들(103, 103a~103f)을 성형하기 위한 원료액을 충전하여 마이크로 니들(103, 103a~103f)로 이루어지는 마이크로 니들 어레이(110, 110A~110E)를 성형하기 위한 장치로, 액적 토출 장치(10, 10A)와 위치 조정 장치(20)를 구비하고 있다. 위치 조정 장치(20)의 XYZ 스테이지(21)에 의해, 위치 조정 장치(20)는, 예를 들어 도 8에 나타난 바와 같이, 액적 토출 장치(10, 10A)에서 각 오목부(81) 안에 액적을 착탄시키도록, 액적 토출 장치(10, 10A)의 노즐(11a, 11b, 11c, 11d)과 금형(80)의 상대적인 위치를 맞춘다. 그리고, 액적 토출 장치(10, 10A)는, 각 오목부(81)에 대해 해당 오목부(81)의 용적 이하의 소정량씩, 예를 들어 도 8에 나타난 바와 같이 정점부층용 원료액(91)의 액적(91a~91e)을 토출하여 충전한다.

이것을 마이크로 니들 어레이의 제조 방법의 관점에서 보면, 도 6에 나타나 있는 정점부층용 원료액 충전 공정(단계 S4)은, 금형(80, 80A~80C)의 복수의 오목부(81)(제 1 오목부의 예) 안에 오목부(81)의 용적 이하의 양의 정점부층용 원료액(91)(제 1 원료액의 예)의 액적(91a~91e)을 착탄시켜 복수의 오목부(81)에 정점부층용 원료액(91)을 충전하는 제 1 충전 공정이다. 또한, 도 6의 건조 공정(단계 S5)은, 복수의 오목부(81)의 정점부층용 원료액(91)을 건조시켜 복수의 마이크로 니들(103, 103a~103f)로 이루어지는 마이크로 니들 어레이(110, 110A~110E)를 형성하는 건조 공정이다.

이와 같이, 하나의 오목부(81)당 토출되는 액적(91a~91e)의 총량을 조절함으로써, 하나의 오목부(81)당 정점부층용 원료액(91)의 양이 정밀하게 조정된다. 이 정점부층용 원료액(91) 안의 조성물의 농도가 거의 일정하다는 점에서, 정점부층용 원료액(91)을 원료로 하여 고화되어 만들어진 정점부층(104, 104a~104e)에 포함되는 조성물의 양이 정밀하게 조정된다. 그 결과, 마이크로 니들 어레이(110, 110A~110E)의 조성물의 분포가 정밀하게 조정된다.

(11-2)

상술한 바와 같이, 액적 토출 장치(10, 10A)는, 도 8에 나타난 바와 같이, 복수의 액적(91a~91e)으로 각 오목부(81)의 용적 이하가 되도록 토출 가능하게 구성되어 있다. 1방울로 오목부(81)에 정점부층용 원료액(91)를 충전하고자 하면, 도 8에 나타나 있는 바와 같은 원추형의 오목부(81)의 경우에는, 저부에 기포가 생기가 쉬워지거나 착탄되었을 때의 반동으로 오목부(81) 밖으로 정점부층용 원료액(91)이 넘치기 쉬워진다. 그에 반해, 복수의 액적으로 충전하는 경우에는, 저부에 기포가 생기기 어려워지고, 또 오목부(81)의 외부로 넘치기 어려워지므로, 충전량을 정밀하게 조정하기 쉬워진다.

(11-3)

상술한 도 8에 나타나 있는 경우에는, 5방울의 액적(91a~91e)으로 하나의 오목부(81)를 가득 채운 경우에 대해 설명했지만, 액적 토출 장치(10, 10A)는, 한번에 토출하는 하나의 액적의 액량이 각 오목부(81)의 용적의 3분의 1 이하가 되도록 조절 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 액적 토출 장치(10, 10A)와 위치 조정 장치(20)는, 3방울 이상의 액적이 오목부(81)내의 상이한 위치에 착탄하도록 위치 조정을 수행할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들어, 도 8에 나타나 있는 경우에는, 착탄 위치는, 각각 상이한 착탄점(Lp1~Lp5)이다. 이와 같이 액적(91a~91e)아 착탄하는 위치가 상이함으로써, 정점부층용 원료액(91)의 점도가 높은 경우라도, 오목부(81) 내에 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있고, 외부로 넘치는 것을 방지할 수 있다.

(11-4)

상기 제 2 실시 형태 및 제 3 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 카트리지(13a, 13b)에 정점부층용 원료액(91)(제 1액의 예)과 정점부층용 원료액(93)(제 2액의 예)을 넣음으로써, 액적 토출 장치(10, 10A)는, 원료액으로서 서로 성분이 상이한 정점부층용 원료액(91, 93)을 노즐(11a)과 노즐(11b) 또는 노즐(11c)과 노즐(11d)을 사용하여 따로 따로 토출할 수 있다. 그 결과, 다양한 마이크로 니들(103, 103a~103f)을 조합하여, 예를 들어 도 4, 도 11 내지 도 15, 및 도 17에 나타나 있는 것 같은 다양한 형태의 마이크로 니들 어레이(110, 110A~110E)를 용이하게 형성할 수 있게 된다.

(11-5)

도 10 내지 도 14를 이용하여 설명한 바와 같이, 액적 토출 장치(10, 10A)와 위치 조정 장치(20)는, 금형(80)의 제 1 영역(Ar1, AR3, Ar5, Ar6, Ar9)에 있는 오목부(81) 안에 원료액을 제 1 양만큼 충전하고, 금형(80)의 제 2 영역(Ar2, AR4, Ar7, Ar6, Ar10)에 있는 오목부(81) 안에 원료액을 제 2 양만큼 충전할 수 있도록 구성되어 있다. 그 결과, 제 1 영역(Ar1, AR3, Ar5, Ar6, Ar9)의 조성물의 양과 제 2 영역(Ar2, AR4, Ar7, Ar6, Ar10)의 조성물의 양을 정밀하게 조절할 수 있게 된다.

(11-6)

도 10을 이용하여 설명한 정점부층용 원료액(93)이 착탄하는 오목부(81)를 제 2 오목부로 간주할 수 있다. 그와 같이 간주할 경우에는, 이 정점부층용 원료액(93)을 충전하기 위한 도 6의 정점부층용 원료액 충전 공정(단계 S4)은, 금형(80)의 오목부(81) 안에 오목부(81)의 용적 이하의 양의 정점부층용 원료액(93)(제 2 원료액의 예)의 액적을 착탄시켜 오목부(81)에 정점부층용 원료액(93)을 충전하는 제 2 충전 공정이다. 또한, 도 6의 건조 공정(단계 S5)은, 복수의 오목부(81)의 정점부층용 원료액(93)을 건조시켜 복수의 마이크로 니들(103a~103f)로 이루어지는 마이크로 니들 어레이(110A~110E)를 형성하는 건조 공정으로 간주할 수 있다.

이 경우에는, 정점부층용 원료액(91)(제 1 원료액의 예)으로 제조되는 마이크로 니들의 배치 영역과 정점부층용 원료액(93)(제 2 원료액의 예)으로 제조되는 마이크로 니들의 배치 영역을 다양하게 조합하여, 다양한 마이크로 니들 어레이를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 도 15를 이용하여 설명한 변형예(2C)와 같이, 정점부층용 원료액(91, 93)(제 1 원료액의 예)이 건조된 고체로 일부 매립된 오목부(81)를 제 2 오목부로 간주할 수 있다. 즉, 변형예(2C)의 중간층용 원료액 충전 공정은, 정점부층용 원료액(91, 93)이 건조된 금형(80)의 오목부(제 2 오목부의 예) 안에 오목부(81)의 용적 이하의 양(이 경우에는, 정점부층용 원료액(91, 93)이 건조하여 생긴 고체의 체적을 뺀 용적)의 중간층용 원료액의 액적을 착탄시켜 오목부(81)에 중간층용 원료액을 충전하는 제 2 충전 공정이다. 또한, 중간층용 원료액의 건조 공정은, 복수의 오목부(81)의 중간층용 원료액을 건조시켜 복수의 마이크로 니들(103a~103f)로 이루어지는 마이크로 니들 어레이(110A~110E)를 형성하는 건조 공정으로 간주할 수 있다.

이 경우에는, 정점부층용 원료액(91, 93)(제 1 원료액의 예)으로 제조되는 정점부층(104c, 104d, 104e)과 중간층용 원료액(제 2 원료액의 예)으로 제조되는 중간층(106c, 106d, 106e)을 다양하게 조합하여, 다양한 마이크로 니들 어레이(110C, 110D)를 제조하는 것이 가능해진다.

(11-7)

도 6의 조합 공정(단계 S20)과 건조ㆍ부착(단계 S21)은, 저부층용 원료액(92)(제 3 원료액의 예)으로 표면의 적어도 일부가 덮여 있는 다공질 베이스 부재(85)를, 금형(80)의 오목부(81)가 형성되어 있는 면 위에 중첩시켜, 저부층용 원료액(92)를 건조시킴으로써 다공질 베이스 부재(85) 상에 정점부층용 원료액(91, 93)이 건조하여 성형된 부분을 포함하는 마이크로 니들(103a~103f)을 고착시키는 고착 공정이다.

다공질 베이스 부재(85)의 표면의 적어도 일부를 저부층용 원료액(92)으로 엎음으로써, 다공질 베이스 부재(85)의 구멍 안에 저부층용 원료액(92)이 침투하기 쉬워지고, 다공질 베이스 부재(85)에 단단히 고정된 마이크로 니들을 갖는 제품(100, 100A)을 형성하기 쉬워진다. 고착 공정 전에, 양생 공정(단계 S15)을 마련함으로써, 그 효과가 향상된다.

(11-8)

예를 들어, 도 11 내지 도 15를 이용하여 설명한 바와 같이, 제 1 마이크로 니들(103a, 103c)은, 적어도 하나의 제 1 영역(Ar1, Ar3, Ar5, Ar6, Ar9)에 형성되고, 선단에 있는 정점부층(104a, 104c)에 제 1 조성물을 포함하고, 다음의 저부층(105a)(제 1 마이크로 니들의 제 2층의 예) 또는 중간층(106c)(제 1 마이크로 니들의 제 2층의 예)에 제 3 조성물을 포함하고 있다. 또한, 제 2 마이크로 니들(103b, 103d)은, 제 1 영역(Ar1, Ar3, Ar5, Ar6, Ar9)에 인접하는 적어도 하나의 제 2 영역(Ar2, Ar4, Ar7, Ar10)에 형성되어, 선단에 있는 정점부층(104b, 104d)에 제 2 조성물을 포함하고, 다음의 저부층(105b)(제 2 마이크로 니들의 제 2층의 예) 또는 중간층(106d)(제 2 마이크로 니들의 제 2층의 예)에 제 4 조성물을 포함하고 있다. 그리고, 상술한 마이크로 니들 어레이 제조 장치 또는 마이크로 니들 어레이의 제조 방법을 이용함으로써, 제 1 조성물에 대해 제 3 조성물의 종류가 상이하면서, 제 2 조성물에 대해 제 4 조성물의 종류가 상이하면서, 제 1 조성물에 대해 제 2 조성물의 종류 및 양 중 적어도 하나가 상이하면서, 제 3 조성물과 제 4 조성물의 종류 및 양 중 적어도 하나가 상이하도록 구성할 수 있게 되어 있다.

그 결과, 예를 들어 의료 분야에서 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품(100, 100A, 100C, 100D)을 사용하면, 다양한 약제의 조합에 대응할 수 있게 되고, 다양한 투약 시에 사용할 수 있게 된다.

(11-9)

또한, 상술한 마이크로 니들 어레이 제조 장치 또는 마이크로 니들 어레이의 제조 방법을 이용함으로써, 적어도 하나의 제 2 영역(Ar2, AR4, Ar7)은, 적어도 하나의 상기 제 1 영역(Ar1, AR3, Ar6)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있도록 구성할 수 있다. 그 결과, 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품(100, 100A, 100C)은, 예를 들어 피부에 마이크로 니들 전체가 접촉하지 않았을 때에, 한쪽 영역의 마이크로 니들만이 사용된다는 결점을 방지할 수 있다.

(11-10)

상술한 도 17(a) 및 도 17(b)를 이용하여 변형예(1C)로서 설명한 바와 같이, 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품(100E)은, 고정부(109f)와 복수의 마이크로 니들(103f)을 구비하고 있다. 고정부(109f)의 표면(102f)은, 오목 거울과 같이 만곡된 입체적인 형상이다. 그러므로, 복수의 마이크로 니들(103f)도 고정부(109f)의 표면(102f) 상에 오목 거울과 같이 만곡된 입체 형상에 따라 입체적으로 배치되어 있다. 게다가, 복수의 마이크로 니들(103f)은, 서로 평행하게 형성되어 있으므로, 밀어붙이는 방향으로 모든 마이크로 니들(103f)이 연장되어 찌르기 쉬워진다. 또한, 예를 들어 귀와 같이 복잡한 입체 형상을 한 비교적 작은 부위에도 장착하기 쉬워진다.

＜제 4 실시 형태＞

(12) 파단성이 뛰어난 마이크로 니들 패치의 작성을 위한 중간층의 제작법

마이크로 니들에서는 약제를 포함하는 정점부와 약제를 포함하지 않는 저부층으로 크게 나뉘어 있지만, 본 발명에서는 그 제작 시에, 처음에 정점부를 제작하고, 건조 공정이 종료한 후, 즉시 저부층을 제작하는 원재료를 분무하지 않고, 다른 2층 작성용의 원재료보다 명확하게 강도가 다르고, 파단성이 높은, 원재료를 이용하여 박층(중간층)을 작성하는 것에 의해 마이크로 니들이 파손되는 부분을 이 취약한 경계부에 한정시키는 것을 가능하게 하는 마이크로 니들 작성법을 고안했다. 즉 약제 함유부인 정점부의 저부층 단측인 곳에, 이 중간층을 작성하는 것에 의해 약제를 함유한 정점부의 기저측단단측(基底側斷端側)에서 파단하고, 목적하는 진피 내에 유치하여 해당 약제의 전량 투여가 가능해진다. 이 때, 이 중간부를 제작하기 위한 원재료의 건조 후의 강도는 다른 2 부분(정점부와 저부층)과 비교하여, 명백하게 상이하도록 설정한다. 다만, 약제를 포함하는 정점부가 2층 이상인 경우는 파단하여 피부의 표피ㆍ진피 안에 유치하는 부분과 저부층 사이에 해당 중간부를 설정한다. 마찬가지로 추가로 다층의 약제를 함유하는 정점부의 층을 갖는 마이크로 니들에서도 파단하여 피부 안에 유치하는 부분과 저부층 사이에 중간부를 형성한다. 다만, 마이크로 니들이 함유하는 약제의 성질이나 투여 목적에서 이 중간층의 위치는 전항(前項)의 위치에 한정되지 않는다.

(13) 2층성의 중간층의 제작

전항에서 제작하는 중간층은 1층으로 이루어지고, 강도가 타부위와 분명하게 상이하여 확실한 파단을 야기하는 목적으로 국한된 것이었다. 그에 대해 약제를 함유한 정점부를 제작하고, 건조 경화한 후에 제작하는 중간층(제 1 중간층)을 제작, 건조 경화 후에 동일한 조작을 반복하여 별도로, 중간층(제 2 중간층)을 형성하여 제작, 건조 경화시킨다. 각각의 중간층의 두께의 비율은 1:1이면 되지만 후술하는 두께에 머무르는 경우에 각각의 비율은 어떻게 설정해도 된다.

(14) 중간층의 두께

전항의 중간층의 두께는 1층으로 이루어지는 경우는 5~50㎛, 바람직하게는10~30㎛, 더욱더 바람직하게는15~20㎛인 마이크로 니들의 중간층이면 된다. 제 2 중간층을 갖는 경우는 대략 그 2배의 두께이면 된다. 즉, 2층의 중간층을 갖는 경우, 전체적으로 10~100㎛, 바람직하게는 20~60㎛, 더욱더 바람직하게는 30~40㎛인 마이크로 니들의 중간층이면 된다. 생물 활성 재료(약제)를 포함하는 층을 제작하고, 건조시킨 후에, 해당 중간층을 상기 원재료를 표면이 평면이 되도록 조정하여 형성 후에 건조하고, 이어서 기저층을 제작한다. 본 공정에서 마이크로 니들을 그 부위에서 확실하게 파손하고, 단시간에 확실하게 유치 가능한 성능을 내장하는 동시에 진피 내에 제 1 중간층을 제작하는 원재료의 용해 속도가 정점부보다 늦는 원재료를 선택하는 것으로, 정점부에서 방출된 약제의 천통공으로부터의 역류를 방지하는 기능을 가진 마이크로 니들을 작성할 수 있다.

(15) 마이크로 니들의 강도 설정

본 발명에 의한 마이크로 니들의 각 부분의 강도에 대해 1 종류의 약제를 함유하고, 약제를 포함하지 않는 저부층을 갖는 마이크로 니들을 예로 그 각각의 층의 강도 설정에 대해 설명한다. 본 발명에서 제작한 마이크로 니들의 강도가 높은 순서는 저부층, 이어서 약제를 포함하는 정점부, 그리고 가장 강도가 낮은 층을 중간층으로 한다. 다만, 약제 함유부인 정점부가 2층 이상인 경우는 파단하여 피부 안에 유치하는 부분과 저부층의 사이에 중간부를 설정하고, 그 강도는 동일하게 저부층, 이어서 약제를 포함하는 정점부, 그리고 가장 강도가 낮은 층을 중간층으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해서는, 각각의 층을 구성하는 고분자 화합물의 중량 평균 분자량은 정점부를 가장 높게 하고, 이어서 저부층, 중간부는 더욱더 낮게 설정 가능하다. 다만. 중량 분자량은 각층 모두 상기 강도 조건을 만족하면 동등할 수도, 반대일 수도 있다. 또한 중간층의 경도, 평균 중량 분자량이 가장 높을 수도 있다. 2층으로 이루어지는 중간층을 제작하는 경우에는, 제 1 중간층은 경도가 높고, 흡수성이 낮은 고분자 재료를 농도를 높게 하여 원재료로 선택하여 형성, 제 2 중간층은 강도가 제 1 중간층, 저부층 양쪽보다 분명하게 낮고, 흡수성이 높으면서 고분자 재료를 농도를 낮게 설정한 원재료로 선택하여 형성한다. 다만, 각각의 중간층의 강도 등의 설정은 사용하는 약제 등의 차이에 의해, 이 순서에 한정되지 않고, 한쪽만을 형성할 수도 있다. 또한, 이 공정을 더욱 효율적으로 구현하기 위해, 추가로 다층성 중간층을 형성할 수도 있고, 그들 중 어느 하나에 약제를 함유할 수도 있고, 하지 않아도 상관없다. 또한, 약제 함유부인 정점부 제작 직후에 본 중간층을 제작하지 않고 저부층 작성용 원재료를 일부 토출하여, 경화시킨 후에 중간층을 제작, 이어서 나머지 저부층 원재료를 토출하여 저부층 전체의 형성을 종료할 수도 있다. 이와 같이 하여 제작한 마이크로 니들의 중간층은 정점부와 저층부의 접합면에 존재하는 것이 아니라, 저부층내에 형성되게 된다. 이 때, 첨가하는 약제의 종류는 상관없다. 이 경우, 본 발명의 마이크로 니들 어레이 제조 장치에 의해 작성되는 마이크로 니들을 구성하기 위해 최적화된 생체 흡수 제제의 혼합비, 농도를 적절히 변경한 원재료를 토출 가능한 상기 액적 토출 장치를 복수개 갖는 것이 필수적이다.

(16) 접촉면을 갖는 기판과 일체화된 기저층의 제작

잉크젯법으로 마이크로 니들 어레이를 제작하는 경우, 저부층의 일부 혹은 전부를 제작할 때에 기판에 부착하는 접착면ㆍ평면과 일체화하여 작성하는 것에 의해, 타격에 의한 마이크로 니들의 도괴(倒壞)가 방지되는 동시에 저부층으로부터 약제를 함유한 정점부의 파단이 그 부위에서 용이 확실한 것으로 할 수 있는 마이크로 니들 어레이의 작성법. 이 경우, 저부층의 정점부와의 접착면은 평면일 수도 있지만, 반드시 평면에 한정되지 않는다. 이 경우에도 전항의 중간층을 상기 원재료를 분무하여 형성한 후에, 저부층을 작성하는 것에 의해 마이크로 니들을 그 부위에서 보다 확실하게 파손하고, 유치 가능한 성능을 내장한 마이크로 니들로 하는 것이 가능하다. 본 방법의 경우에도 중간층은 전항에서 나타내는 것처럼 2층성, 혹은 또 다층성일 수도 있다.

(17) 치료 시간 단축의 중간층의 의의

중간층을 갖지 않는 종래법으로 제작한 마이크로 니들 패치의 치료에서는 확실한 약제 투여를 수행하기 위해 약제 함유부인 정점부의 원재료의 용해 시간에 따라, 최단이라도 10~30분 , 최장 1~2시간 마이크로 니들 패치를 투여 부위에 고정하여 약제 함유부가 용해되어 약제의 투약이 종료할 때까지 마이크로 니들을 고정할 필요가 있었다. 그에 반해, 파단성이 뛰어난 중간층을 갖는 마이크로 니들 패치에서는 삽입과 거의 동시에 약제를 함유한 정점부가 중간부에서 순간적으로 진피 내에서 파단되어 유치되므로, 약제 함유부인 정점부의 고분자 원재료의 용해 시간에 관계없이, 정점부가 파단된 직후에 저부층을 제거해도 상관없으므로, 5~20초 정도로 일련의 마이크로 니들 패치에 의한 투약이 종료된다.

(18) 진피 내에서 용해하여, 방출된 약제의 마이크로 니들을 찔러넣은 천통공으로부터의 역류 방지

전항 발명에서 제작한 마이크로 니들을 피부에 쩔러넣어, 약제를 함유한 정점부를 진피 내의 목적하는 부위에 도달시켜, 형성된 고분자 화합물이 자기 융해하는 것에 의해 함유된 약제가 진피 내에 방출된다. 그 경우, 강도가 약하고 흡수성이 높은 중간층이 약제를 함유한 정점부의 기저측에 존재하는 것에 의해 천통공으로부터의 역류는 일정 정도 방지된다. 이 경우에 추가로 전항의 제 1 중간층을 제작하면, 본 제 1 중간층은 경도가 높고, 흡수성이 낮은 고분자 재료를 농도를 높게 하여 원재료로 선택하여 형성되어 있으므로, 정점부를 구성하는 고분자 화합물이 용해되어 약제가 방출된 후에도 일정 기간, 천통공을 완전하게 폐쇄하여 역류를 방지하는 효과가 있다. 이 밀봉 기간은 형성하는데 이용하는 고분자 재료의 용해성을 제어함으로써 원하는 기간에 자유롭게 설정 가능하다. 본 층의 용해 시간은 10분 내지 24시간, 바람직하게는 15분 내지 6시간, 더욱더 바람직하게는 30분 내지 3시간이다. 이것에 의해 정점부에 함유시켜, 투여한 약제의 전체량이 확실하게 진피 내의 목적하는 부위에서 용해 방출되는 것을 보장할 수 있다면, 이 시간에 한정되지 않는다.

(19) 도면을 이용하는 발명의 설명

(19-1) 마이크로 니들 패치의 제조 방법

도 19 내지 도 22를 이용하여, 후술하는 정점부층(104)(상술한 약제 함유부인 정점부에 대응한다)과 중간층(106)(상술한 파단성이 높은 박층에 대응한다)과 저부층(105)(상술한 저부층에 대응한다)을 갖는 복수의 마이크로 니들을 갖는 마이크로 니들 패치의 제조 방법을 설명한다.

도 19에는, 금형(80)의 오목부(81)의 정점부층 형성 부위(86)에, 약제를 포함하는 정점부층용 원료액(91)(제 1 원료액)을 충전하기 위한 액적(91a, 91b)이, 상술한 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1B)를 이용하여 토출되어 있는 상태가 나타나 있다.

중심부(CP)로부터 도 19에 파선으로 나타나 있는 높이까지의 정점부층 형성 부위(86)에 정점부층용 원료액(91)(제 1 원료액)이 충전된 후, 정점부층용 원료액(91)(제 1 원료액)이 건조되어 경화된다. 그리고, 건조되어 경화되는 경우는 고체화와 동일한 의미로 이용하고 있다.

도 20에는, 경화된 정점부층(104) 상에, 중간층용 원료액(94)(제 2 원료액)을 충전하기 위한 액적(94a, 94b)이, 상술한 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1B)를 이용하여 토출되어 있는 상태가 나타나 있다.

도 21에는, 중간층용 원료액(94)(제 2 원료액)이 건조하여 경화되고, 중간층(106)이 정점부층(104) 상에 접해 형성되어 있는 상태가 나타나 있다. 중간층(106)을 형성할 때는, 중간층용 원료액(94)(제 2 원료액)이 조금 길게 건조된다.

도 22에는, 중간층(106) 상에 저부층(105)이 중간층(106)에 접해 형성된 상태가 나타나 있다. 저부층(105)은, 저부층용 원료액(92)(제 3 원료액)을 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1B)를 이용하여 충전하여 형성된다. 중간층(106)의 반대 측에 있는 저부층(105)의 상면은, 도 23에 나타나 있는 지지 부재(120)를 접착하기 위한 접착면(AF)이다.

(19-2) 마이크로 니들 패치의 사용 방법

도 23 내지 도 26을 이용하여, 상술한 정점부층(104)과 중간층(106)과 저부층(105)을 갖는 복수의 마이크로 니들을 갖는 마이크로 니들 패치의 사용 방법을 설명한다.

도 23에는, 표피(300)를 관통하여 진피(310)까지 찔러넣어진 마이크로 니들(103g)이 나타나 있다. 이 마이크로 니들(103g)은, 상술한 도 19에서 도 22까지를 이용하여 설명한 정점부층(104)과 중간층(106)과 저부층(105)을 구비하고 있다. 또한, 복수의 마이크로 니들(103g)과 지지 부재(120)를 구비하는 마이크로 니들 패치(100F)는, 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품이다.

도 23에 나타난 바와 같이, 베이스 부재(101)의 표면(102)이 표피(300)에 접촉하고 있는 상태로, 저부층(105)이 표피(300)를 관통하여, 중간층(106) 및 정점부층(104)이 진피(310)에 도달해 있다. 도 23에 있어서, 화살표(K1)는, 마이크로 니들(103g)의 찔러넣는 방향을 나타내고 있다. 또한, 화살표(K2)는, 마이크로 니들(103g)의 파단 부위를 나타내고 있다.

도 24에는, 진피(310)까지 찔러넣어진 마이크로 니들(103g)의 중간층(106)이 파단되어 있는 상태가 나타나 있다. 도 24에 있어서, 화살표(K3)는, 마이크로 니들 패치(100F)를 피부로부터 뽑아내는 방향을 나타내고 있다. 마이크로 니들 패치(100F)를 떼어내는 것에 의해, 마이크로 니들(103g) 안에서 파단 강도가 가장 약한 중간층(106)이 파단되어, 정점부층(104)이 진피(310) 안에 유치된다.

도 25에는, 약제를 함유하는 약제 함유부인 정점부층(104)의 용해와 약제의 방출이 나타나 있다. 마이크로 니들 패치(100F)를 피부로부터 뽑아낸 후에는, 도 25에 나타난 바와 같이, 표피(300)에는 매우 작은 찌름구멍(320)이 형성된다. 도 25에 있어서, 화살표(K4)는 정점부층(104)에 함유되어 있던 약제의 방출을 나타내고 있다.

도 26에는, 중간층(106)이 정점부층(104)으로부터 늦게 용해하는 상태가 나타나 있다. 도 26의 화살표(K5)는, 중간층(106)의 용해를 나타내고 있다. 또한, 도 26의 파선으로 둘러싸인 범위는, 정점부층(104)이 용해된 것이 확산하는 범위를 나타내고 있다.

(19-3) 마이크로 니들 패치의 다른 제조 방법

도 27 내지 도 30을 이용하여, 후술하는 정점부층(104)(상술한 약제 함유부인 정점부에 대응한다)과 제 1 중간층(1061)과 제 2 중간층(1062)과 저부층(105)(상술한 저부층에 대응한다)을 갖는 복수의 마이크로 니들을 갖는 마이크로 니들 패치의 제조 방법을 설명한다.

도 27에는, 금형(80)의 오목부(81)의 정점부층 형성 부위(86)에, 약제를 포함하는 정점부층용 원료액(91)(제 1 원료액)을 충전하기 위한 액적(91a, 91b)이, 상술한 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1B)를 이용하여 토출되어 있는 상태가 나타나 있다.

중심부(CP)로부터 도 27에 파선으로 나타나 있는 높이까지의 정점부층 형성 부위(86)에 정점부층용 원료액(91)(제 1 원료액)이 충전된 후, 정점부층용 원료액(91)(제 1 원료액)이 건조되어 경화된다.

도 28에는, 경화된 정점부층(104) 상에, 제 1 중간층용 원료액(941)(제 2 원료액)을 충전하기 위한 액적(94c, 94d)이, 상술한 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1B)를 이용하여 토출되고 있는 상태가 나타나 있다.

도 29에는, 제 1 중간층용 원료액(941)(제 2 원료액)이 건조하여 경화되고, 제 1 중간층(1061)이 정점부층(104) 상에 접해 형성되어 있는 상태가 나타나 있다. 또한, 도 29에는, 제 1 중간층(1061) 상에, 제 2 중간층용 원료액(942)을 충전하기 위한 액적(94e, 94f)이, 상술한 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1B)를 이용하여 토출되고 있는 상태가 나타나 있다. 제 2 중간층(1062)을 형성할 때는, 제 2 중간층용 원료액(942)(제 3 원료액)이 조금 길게 건조된다.

도 30에는, 제 2 중간층(1062) 상에 저부층(105)이 제 2 중간층(1062)에 접해 형성된 상태가 나타나 있다. 저부층(105)은, 저부층용 원료액(92)(제 4 원료액)을 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1B)를 이용하여 충전하여 형성된다. 제 2 중간층(1062)의 반대 측에 있는 저부층(105)의 상면은, 도 31에 나타나 있는 지지 부재(120)를 접착하기 위한 접착면(AF)이다.

(19-4) 마이크로 니들 패치의 다른 사용 방법

도 31 내지 도 34를 이용하여, 상술한 정점부층(104)과 제 1 중간층(1061)과 제 2 중간층(1062)과 저부층(105)을 갖는 복수의 마이크로 니들을 갖는 마이크로 니들 패치의 사용 방법을 설명한다.

도 31에는, 표피(300)를 관통하여 진피(310)까지 찔러넣어진 마이크로 니들(103h)이 나타나 있다. 이 마이크로 니들(103h)은, 상술한 도 27에서 도 30까지를 이용하여 설명한 정점부층(104)과 제 1 중간층(1061)과 제 2 중간층(1062)과 저부층(105)을 구비하고 있다. 또한, 복수의 마이크로 니들(103h)과 지지 부재(120)를 구비하는 마이크로 니들 패치(100G)는, 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품이다.

도 31에 나타난 바와 같이, 베이스 부재(101)의 표면(102)이 표피(300)에 접촉하고 있는 상태로, 저부층(105)이 표피(300)를 관통하여, 제 1 중간층(1061), 제 2 중간층(1062) 및 정점부층(104)이 진피(310)에 도달해 있다. 도 31에 있어서, 화살표(K1)는, 마이크로 니들(103h)의 찌름방향을 나타내고 있다. 또한, 화살표(K2)는, 마이크로 니들(103h)의 파단 부위를 나타내고 있다.

도 32에는, 진피(310)까지 찔러넣어진 마이크로 니들(103h)의 제 2 중간층(1062)이 파단되고 있는 상태가 나타나 있다. 도 32에 있어서, 화살표(K3)는, 마이크로 니들 패치(100G)를 피부로부터 뽑아내는 방향을 나타내고 있다. 마이크로 니들 패치(100G)를 벗겨내는 것에 의해, 마이크로 니들(103h) 안에서 파단 강도가 가장 약한 제 2 중간층(1062)이 파단되어, 정점부층(104)이 진피(310) 안에 유치된다.

도 33에는, 약제를 함유하는 약제 함유부인 정점부층(104)의 용해와 약제의 방출이 나타나 있다. 마이크로 니들 패치(100G)를 피부로부터 뽑아낸 후에는, 도 33에 나타난 바와 같이, 표피(300)에는 매우 작은 찌름구멍(320)이 형성된다. 도 33에 있어서, 화살표(K4)는 정점부층(104)에 함유되어 있던 약제의 방출을 나타내고 있다.

도 34에는, 중간층(106)이 정점부층(104)으로부터 늦게 용해하는 상태가 나타나 있다. 도 34의 화살표(K5)는, 제 1 중간층(1061)의 용해를 나타내고 있다. 또한, 도 34의 파선으로 둘러싸인 범위는, 정점부층(104)이 용해된 것이 확산되는 범위를 나타내고 있다.

(20) 비고

(20-1) 발명의 전제 기술

(전제 기술의 명칭)

마이크로 니들 어레이 제조 장치 및 마이크로 니들 어레이의 제조 방법 및 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품

(기술 분야)

본 전제 기술은, 복수의 마이크로 니들로 이루어지는 마이크로 니들 어레이를 제조하기 위한 마이크로 니들 어레이 제조 장치 및 마이크로 니들 어레이의 제조 방법 및 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품에 관한 것이다.

(전제 기술이 해결한 과제)

특허 문헌 1에 기재되어 있는 금형의 일종인 스탬퍼(stamper)(200)와 스퀴지(210)를 사용하여 도 18(a), 도 18(b), 도 18(c), 도 18(d) 및 도 18(e)의 순서로 니들 원료의 충전과 건조를 교대로 반복하는 방법에서는, 각 오목부(201, 202, 203, 204)에 충전되는 마이크로 니들 원료(291, 292, 293)의 충전량의 오차가 커지는 경향이 있다. 예를 들어, 마이크로 니들(221, 222, 223, 224)의 상층(231, 232, 233, 234)의 층 두께(Lh1, Lh2, Lh3, Lh4)에 차이가 생겨 버린다. 이러한 층 두께의 차이는 조성물의 분포의 정밀도의 악화를 가져오는 것으로, 4개의 마이크로 니들(221, 222, 223, 224) 사이에 약제의 양이 상이하거나 전체적인 약제의 양에 큰 오차가 생기거나 하는 결점이 생긴다. 특히 본 발명의 중간층과 같이 균일하고 얇은 평면의 층을 제작하는 것은 상술한 마이크로 니들 어레이 제조 장치(1, 1A)로 최적으로 수행할 수 있게 된 것으로, 본 발명의 마이크로 니들 제작 장치로 실용성이 높은 것을 제공할 수 있다.

전제 기술의 과제는, 마이크로 니들 어레이의 조성물의 분포를 정밀하게 조정할 수 있는 마이크로 니들 어레이 제조 장치 및 마이크로 니들 어레이의 제조 방법을 제공하는 것으로, 조성물의 분포가 정밀하게 조정된 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품을 제공하는 것이다.

(다른 표현을 이용하여 설명한 과제를 해결하기 위한 수단)

제 1 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 베이스 부재와 상기 베이스 부재에 의해 지지된 복수의 마이크로 니들을 구비하고, 각각의 상기 마이크로 니들은, 진피 내에 넣어져야 할 생물 활성 물질을 포함하는 정점부층과, 상기 정점부층과 상기 베이스 부재의 사이에 설치되어 상기 정점부층의 조성보다 파단 강도가 약한 조성을 갖고, 두께가 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 중간층을 구비한다.

제 2 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점에 따른 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층의 두께는, 10㎛ 이상 30㎛ 이하이다.

제 3 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 2 관점에 따른 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층의 두께는, 15㎛ 이상 20㎛ 이하이다.

제 4 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점 내지 제 3 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층은, 진피 내에서 상기 정점부층보다 늦게 용해하는 재료로 구성되어 있는, 것이다.

제 5 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점 내지 제 4 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층은, 진피 내에서 20초 이내에 파단하도록 조정된 것이다.

제 6 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 5 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층은, 진피 내에서 5초 이내에 파단하도록 조정된 것이다.

제 7 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점 내지 제 6 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층과 상기 베이스 부재를 접합하는 저부층을 더 구비하고, 상기 중간층은, 상기 정점부층보다 파단 강도가 약하고, 상기 정점부층은 상기 저부층보다 파단 강도가 약한, 것이다.

제 8 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점에서 제 6 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층과 상기 베이스 부재를 접합하는 저부층을 더 구비하고, 상기 중간층은, 상기 저부층보다 중량 평균 분자량이 낮고, 상기 저부층은 상기 정점부층보다 중량 평균 분자량이 낮은, 것이다.

제 9 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점 내지 제 8 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층은, 수분의 흡수성이 상기 정점부층보다 낮은 고분자 재료를 주재료로 하여 형성된 제 1 중간층을 포함하고, 진피 내에서의 용해가 상기 정점부층보다 늦어지도록 조정되고 있는 것이다. 여기서, 주재료란, 전체의 50%를 넘는 함유율을 갖는 재료이다.

제 10 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 9 관점에 따른 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층은, 수분의 흡수성이 상기 정점부층보다 높은 고분자 재료를 주재료로 하여 형성된 제 2 중간층을 포함하고, 진피 내에서의 용해가 상기 정점부층보다 빨라지도록 조정되고 있는 것이다. 여기서, 주재료란, 전체의 50%를 넘는 함유율을 갖는 재료이다

제 11 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 베이스 부재와 상기 베이스 부재에 이해 지지된 복수의 마이크로 니들을 구비하고, 각각의 상기 마이크로 니들은, 진피 내에 넣어져야 할 생물 활성 물질을 포함하는 정점부층과, 상기 정점부층과 상기 베이스 부재의 사이에 설치된 중간층을 구비하고, 상기 중간층은, 수분의 흡수성이 상기 정점부층보다 높은 고분자 재료를 주재료로 하여 형성되고, 진피 내에서 상기 중간층이 20초 이내에 파단하도록 조정된 것이다.

제 12 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점 내지 제 11 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 생물 활성 물질이 약제인, 것이다.

제 13 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점 내지 제 12 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층과 상기 베이스 부재를 접합하는 저부층을 더 구비하고, 상기 중간층이 상기 저부층의 내부에 존재하는, 것이다.

제 14 관점에 따른 마이크로 니들 패치는, 제 1 관점 내지 제 13 관점 중 어느 하나의 마이크로 니들 패치에 있어서, 상기 중간층과 상기 베이스 부재를 접합하는 저부층을 더 구비하고, 상기 저부층의 두께가 표피보다 두꺼운 것으로, 상기 베이스 부재의 표면이 표피에 접촉하고 있을 때 상기 중간층이 진피에 도달하고 있는, 것이다.

제 1 관점 내지 제 14 관점에 따른 마이크로 니들 패치에서는, 마이크로 니들을 피부나 점막에 투여했을 때에 단시간에 확실하게, 생물 활성 물질을 점막, 표피 혹은 진피 내에 유치할 수 있다. 그 결과, 마이크로 니들을 피부나 점막에 투여했을 때에 단시간에 확실히 치료가 종료된다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 마이크로 니들 어레이 제조 장치는, 고정밀도의 외관과 정밀도를 갖는 마이크로 니들 어레이를 잉크젯법으로 정밀하게, 대량으로 생산하는 기술을 제공하는 동시에, 그 마이크로 니들의 파단성이나 내부 구조를 제어하는 기술에 대해 종래의 방법으로는 불가능한 신규 기술을 제공하는 지극히 현실적이고 재현성이 풍부하고, 대량 생산성도 뛰어난 기술 상세를 제공함으로써 각각의 목적 달성을 위해 투여 시의 파단성이 뛰어난 마이크로 니들을 제조하는 장치의 개발에 관한 것으로, 마이크로 니들 패치를 이용한 신속한 치료가 가능해지는 점에 더해, 진피 내에 투약한 약제의 천통공으로부터의 역류를 방지하는 기능을 내장하는 점에서 의료 분야에서의 산업상의 유용성은 높다.

1, 1 A: 마이크로 니들 어레이 제조 장치
10, 10 A: 액적 토출 장치
11 a, 11 b, 11 c, 11 d: 노즐
12a: 제 1 토출 헤드용 액츄에이터
12b: 제 2 토출 헤드용 액츄에이터
13 a, 13 b: 카트리지
20: 위치 조정 장치
21: XYZ 스테이지
22: CCD 카메라
23: 얼라이먼트 모니터
80, 80 A, 80 B, 80 C: 금형
81: 오목부
83: 얼라이먼트 마크
85: 다공질 베이스 부재
91, 93: 정점부층용 원료액
92: 저부층용 원료액
100, 100 A, 100 C, 100 D, 100 E: 마이크로 니들 어레이를 갖는 제품
100F, 100 G: 마이크로 니들 패치
101: 베이스 부재
102: 표면
103, 103 a~103 h: 마이크로 니들
104, 104 a~104 e: 정점부층
105, 105 a~105 c, 105 e: 저부층
106, 106 c~106 e: 중간층
1061: 제 1 중간층
1062: 제 2 중간층
110, 110 A~110 E: 마이크로 니들 어레이

Claims (11)

1. 원료액으로서, 서로 성분이 상이한 제 1, 제 2, 제 3, 제 4액 등을 따로 따로 토출 가능하게 구성된 액적 토출 장치로 제작하는 마이크로 니들 패치로서,
   생물 활성 물질을 포함하는 정점부층의 토출ㆍ건조ㆍ경화 후에 상기 정점부층보다 파단성이 높고,
   진피 내에 방출된 약제의 천통공으로부터의 역류를 방지하는 기능을 갖는, 5~100㎛ 두께의, 중간층이 형성되고,
   5~20초 정도에서 상기 중간층이 진피 내에서 파단 가능하게 구성되어 있는, 마이크로 니들 패치.
2. 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서,
   마이크로 니들의 강도가 높은 순서는 저부층, 이어서 약제를 포함한 정점부, 그리고 가장 강도가 낮은 층을 중간층으로 설정한, 마이크로 니들 패치.
3. 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서,
   마이크로 니들의 중량 평균 분자량이 높은 순서는 생물 활성 물질을 포함한 정점부, 이어서 저부층, 그리고 가장 중량 평균 분자량이 낮은 층을 중간층으로 하는, 마이크로 니들 패치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상이한 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서,
   상기 중간층이 2층 혹은 그 이상의 층으로 이루어지는, 마이크로 니들 패치.
5. 상이한 원료액을 액적 토출 장치로 토출함으로써 제작하는, 2층 이상의 중간층을 갖는 마이크로 니들 패치로서,
   제 1 중간층의 경도가 높고, 흡수성이 낮은 고분자 재료를 농도를 높게 선택한 원재료로 선택하여 형성하고,
   본 층의 용해 시간은 10분 내지 24시간으로 제어하여,
   정점부에 함유되고, 진피 내에 방출된 약제가 천통공으로부터 표피 방향으로 역류하는 것을 방지하는, 마이크로 니들 패치.
6. 제 5항에 있어서,
   상이한 원료액을 액적 토출 장치에 의해 토출함으로써 제작하는, 2층 이상의 중간층을 갖는 마이크로 니들 패치로서,
   제 2 중간층의 경도가 낮고, 흡수성이 높은 고분자 재료를 농도를 낮게 선택한 원재료로 선택하여 형성하고,
   정점부를 저부층으로부터 용이하게 파단 분리하여 진피 내에 확실하게 단시간에 유치하는 기능을 갖게 한, 마이크로 니들 패치.
7. 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서,
   중간층이 저부층의 내부에 존재하는, 마이크로 니들 패치.
8. 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서,
   저부층의 일부 혹은 전부를 제작할 때에 기판에 부착하는 접착면ㆍ평면과 일체화하여 작성하고,
   타격에 의한 마이크로 니들의 도괴가 방지되는 동시에 저부층으로부터 생물 활성 물질을 포함하는 정점부의 파단이 그 부위에서 용이 확실한 것으로 구현되고,
   진피 내로부터의 생물 활성 물질의 역류 방지 기능을 갖는 복수의 중간층을 갖는, 마이크로 니들 패치.
9. 원료액을 액적 토출 장치로 토출하여 제작하는 마이크로 니들 패치로서,
   정점부와 저부층 사이에 중간층을 갖는 것에 의해,
   5~20초 정도에서 상기 중간층이 진피 내에서 파단하여 상기 정점부를 진피 내에 유치할 수 있도록 구성되어 있는, 마이크로 니들 패치.
10. 금형에 형성되어 있는 복수의 오목부에 마이크로 니들을 형성하기 위한 원료액을 충전하여, 복수의 마이크로 니들로 이루어지는 마이크로 니들 어레이를 성형하기 위한 마이크로 니들 어레이 제조 장치로서,
    각 상기 오목부에 대해 해당 오목부의 용적 이하의 소정량씩 상기 원료액의 액적을 토출 가능한 적어도 하나의 액적 토출 장치;
    상기 액적 토출 장치로부터 각 상기 오목부 안에 상기 액적을 착탄시킬 수 있도록, 상기 액적 토출 장치와 금형의 상대적인 위치를 맞추는 것이 가능한 위치 조정 장치;를 구비하고,
    적어도 하나의 상기 액적 토출 장치는, 마이크로 니들을 구성하는 생체 흡수 제제의 혼합비, 농도를 적절히 변경한 원재료를, 토출 가능한 복수의 액적 토출 장치인, 마이크로 니들 어레이 제조 장치.
11. 금형의 오목부에 정점부층을 형성하는 공정;
    상기 정점부층 위에 액적 토출 장치로 중간층용 원료액의 복수의 액적을 상기 오목부에 토출하는 공정;
    상기 중간층용 원료액을 경화하여 상기 정점부층보다 파단 강도가 약한 중간층을 형성하는 공정;
    상기 중간층 위에 액적 토출 장치로 저부층용 원료액의 복수의 액적을 상기 오목부에 토출하는 공정;
    상기 저부층용 원료액을 경화하여 상기 중간층보다 파단 강도가 강한 저부층을 형성하는 공정;을 구비하는, 마이크로 니들 패치의 제조 방법.
    

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