TWI566796B - Puncture device - Google Patents

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TWI566796B
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Shunsuke ARAMI
Makoto Ogura
Seiji Tokumoto
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Hisamitsu Pharmaceutical Co
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Description

穿刺裝置
本發明係關於用以通過皮膚讓活性成分移轉到體內的穿刺裝置。
習知有藉由閂鏈機構等，保持具備多數支前端塗布有藥劑等的微針之微針構件之穿刺裝置(參照專利文獻1~5)。以放開穿刺裝置所保持著的微針構件並使其撞擊皮膚的方式，讓微針戳刺皮膚，使藥劑等所含的活性成分通過皮膚移轉到動物(例如人)體內。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第4659332號公報
[專利文獻2]日本特表2007-516781號公報
[專利文獻3]國際公開第2009/107806號手冊
[專利文獻4]國際公開第00/009184號手冊
[專利文獻5]美國專利申請案公開第2011/276027號 說明書
然而，習知的穿刺裝置尺寸大。根據藥劑等，在微針戳刺皮膚後，為了讓活性成分充分地移轉到體內，有時必須連續裝設數十分鐘。因此，為了進一步改善裝設性和攜帶性，期待穿刺裝置更加小型化及輕量化。
因此，本發明之一態樣之目的在於提供可達成小型化及輕量化之穿刺裝置。
本發明之一形態之穿刺裝置，係用以藉由微針對皮膚的穿刺，通過皮膚讓活性成分移轉到體內之穿刺裝置，其具備：筒狀之殼體；活塞，在殼體內配置成可滑動並且具有與滑動方向交叉之主面，在該主面側配置有複數支微針；及非線形線圈彈簧，配置在殼體內且用以對活塞賦予彈壓力。
本發明之一形態之穿刺裝置，為了對活塞賦予彈壓力而使用非線形線圈彈簧。相較於一般的圓筒形線圈彈簧，非線形線圈彈簧壓縮時的高度極小。因此，能縮小穿刺裝置本身的高度，達到穿刺裝置的輕量化。
根據藥劑等的種類，有時在使微針撞擊皮膚後必須讓穿刺裝置長時間保持在皮膚上。即使在這種情 形，若使用經小型化及輕量化的本發明之一形態相關之穿刺裝置，則使用者可在穿刺裝置貼附於皮膚的情形下穿著衣服、不受限制地移動。而且，與本發明之一形態相關的穿刺裝置為小型物，因此在使用者如此地自由行動時，穿刺裝置撞擊其他物體(障礙物)、微針從皮膚脫落、微針折斷而殘留於皮膚內之顧慮極低。
於使用習知之大型穿刺裝置的情形，會有處理費時或使用者因其外觀之大小而心生恐懼之虞。然而，若使用經小型化及輕量化的本發明之一形態相關之穿刺裝置，則能簡單地處理，並且也能大量減少給予使用者的恐懼感。
活塞具有形成有溝的活塞主體及設置有卡合於溝的卡合片之微針構件30，微針構件包含構成活塞的主面之面，亦可在該面上突出設置複數支微針。藉由黏著劑等將微針構件貼附於活塞主體使其一體化時，會有黏著劑所含的有機化合物對於塗布在微針的前端之藥劑等造成影響之虞。但是，於該情形，微針構件藉由卡合片機械式地安裝在活塞主體，被與活塞主體一體化，因此不對藥劑等造成影響，能發揮藥劑等本來的效果。
本發明之另一形態之穿刺裝置，係用以藉由微針對皮膚的穿刺，通過皮膚讓活性成分移轉到體內之穿刺裝置，其具備：筒狀之殼體；活塞，具有在前述殼體內配置成可滑動並且與滑動方向交叉之主面，且藉由前述主面撞擊設置有前述微針的微針列，將撞擊力傳遞到前述微 針列；及非線形線圈彈簧，配置在前述殼體內且用以對前述活塞賦予彈壓力。
本發明之另一形態之穿刺裝置，為了對活塞賦予彈壓力而使用非線形線圈彈簧。相較於一般的圓筒形線圈彈簧，非線形線圈彈簧壓縮時的高度極小。因此，能縮小穿刺裝置本身的高度，達到穿刺裝置的輕量化。
根據藥劑等的種類，有時在使微針撞擊皮膚後必須讓穿刺裝置長時間保持在皮膚上。即使在這種情形，若使用經小型化及輕量化的本發明之另一形態相關之穿刺裝置，則使用者可在穿刺裝置貼附於皮膚的情形下穿著衣服、不受限制地移動。而且，與本發明之另一形態相關的穿刺裝置為小型物，因此在使用者如此地自由行動時，穿刺裝置撞擊其他物體(障礙物)、微針從皮膚脫落、微針折斷而殘留於皮膚內之顧慮極低。
於使用習知之大型穿刺裝置之情形，會有處理時花費時間或使用者因其外觀之大小而心生恐懼之虞。然而，若使用經小型化及輕量化的本發明之另一形態相關之穿刺裝置，則能簡單地處理，並且也能大幅度減少給予使用者的恐懼感。
非線形線圈彈簧也可以由不銹鋼線、鋼琴線、塑膠或銅線形成。
非線形線圈彈簧也可以是圓錐線圈彈簧。於該情形，壓縮時的高度會更小，因此能達成穿刺裝置更加小型化及輕量化。
圓錐線圈彈簧的自由高度可以是線徑的3倍以上。於該情形，壓縮圓錐線圈彈簧後，能給予活塞充分的能量。
圓錐線圈彈簧的自由高度也可以是1mm~100mm。若圓錐線圈彈簧的自由高度未達1mm，則有穿刺裝置無法充分發揮穿刺性能的傾向。若圓錐線圈彈簧的自由高度超過100mm，則有使用者在安裝有穿刺裝置下行動困難之傾向。
構成圓錐線圈彈簧的金屬線，從圓錐線圈彈簧的中心線的延伸方觀察，未重疊亦可。於該情形，若沿著中心線的延伸方向對圓錐線圈彈簧施加負載，則經壓縮的圓錐線圈彈簧的高度與其線徑大致一致。因此，達成穿刺裝置更加小型化及輕量化。
圓錐線圈彈簧的兩端部，亦可分別沿著與圓錐線圈彈簧的中心線正交的假想平面而被削成平坦。因為圓錐線圈彈簧的兩端部與構成穿刺裝置的活塞等構件相接，如此一來，構成穿刺裝置的構件和圓錐線圈彈簧的接觸面積變大。因此，在穿刺裝置內，能穩定地配置圓錐線圈彈簧。進一步，兩端部被削成平坦的圓錐線圈彈簧相較於未施行這種平坦化處理者，與活塞等構件的接觸面積變大，因此能使活塞等構件對於進行方向幾乎沒有傾斜地撞擊皮膚。因此，能更適當進行穿刺皮膚。
圓錐線圈彈簧的最大直徑可以是1mm~100mm。若圓錐線圈彈簧的最大直徑未達1mm，則有穿刺 裝置無法充分發揮穿刺性能的傾向。動物的皮膚上，可視為平坦的區域有限，因此圓錐線圈彈簧的最大直徑超過100mm，則有困難將穿刺裝置穩定地安裝於皮膚之傾向。
圓錐線圈彈簧的最小直徑也可以是圓錐線圈彈簧的最大直徑的1/1000倍以上且未達1倍。
圓錐線圈彈簧的線徑也可以是0.1mm~2mm。
圓錐線圈彈簧的壓縮時負載也可以是1100gf~5000gf。
在製造上述穿刺裝置的方法中，亦可以圓錐線圈彈簧的大徑側為下側且小徑側為上側之狀態，將圓錐線圈彈簧安裝於活塞。於該情形，將圓錐線圈彈簧安裝於活塞時，由於圓錐線圈彈簧穩定地立起，因此容易製造穿刺裝置。
根據本發明之一態樣，可提供能達成小型化及輕量化之穿刺裝置。
1‧‧‧穿刺裝置
10‧‧‧殼體
20‧‧‧活塞主體
21‧‧‧活塞板
21b‧‧‧溝部
30‧‧‧微針構件
31‧‧‧基板
31b‧‧‧突出部
32‧‧‧微針
40‧‧‧圓錐線圈彈簧
50‧‧‧罩蓋
P‧‧‧活塞
第1圖係從上方觀察本實施形態的裝置之立體圖。
第2圖係從下方觀察本實施形態的裝置之立體圖。
第3圖係顯示活塞及微針構件之立體圖。
第4圖係顯示罩蓋之立體圖。
第5圖(a)係活塞被彈壓之狀態下的第2圖之V-V線剖視圖，第5圖(b)係活塞作動後之狀態下的第2圖之V-V線剖視圖。
第6圖係顯示微針構件的局部之立體圖。
第7圖係第6圖之VII-VII線剖視圖。
第8圖係微針的塗布方法之一例的說明圖。
第9圖係顯示圓錐線圈彈簧之剖視圖。
第10圖係顯示非線形線圈彈簧之例之剖視圖。
第11圖係顯示實施例1~27及比較例1、2的各實施條件及該等評估結果之表。
第12圖係顯示自由高度和速度的關係之圖。
第13圖係顯示自由高度和壓縮時負載的關係之圖。
第14圖係顯示實施例28~30的各實施條件及該等評估結果之表。
[穿刺裝置之構成]
參照第1圖~第10圖，說明與本實施形態相關的穿刺裝置1。說明中，對於同一要素或具有同一功能之要素使用同一符號，省略重複說明。
穿刺裝置1係用以通過人等動物的皮膚讓藥劑等活性成分移轉到動物的體內之裝置。穿刺裝置1具備 呈圓筒形狀之殼體H、具有活塞主體20及微針構件30之活塞P、圓錐線圈彈簧40、及罩蓋50。
如第1圖及第2圖所示，殼體H具有呈圓筒形狀之筒體10，及分別安裝於殼體H兩端之環狀構件11、12。殼體H具有能維持圓錐線圈彈簧40(詳細如後述)的彈壓力之強度。作為殼體H的材質，除了ABS樹脂、聚苯乙烯、聚丙烯、聚縮醛(POM)等合成或天然樹脂素材等以外，可舉出矽、二氧化矽、陶瓷、金屬(不銹鋼、鈦、鎳、鉬，鉻、鈷等)。
穿刺裝置1以容易握住、微針32容易適用於動物(包括人)的皮膚(容易穿刺)之形狀為佳。因此，筒體10的外形例如多角形狀、帶圓弧皆可。筒體10的表面可設置凹陷，亦可設置階差。以在筒體10的表面形成細溝、或設置不易滑動的塗布層之方式，將筒體10的表面粗面化處理亦可。以空氣阻力的減少和輕量化為目的，在筒體10形成有貫通孔亦可。
環狀構件11與筒體10為分別的構件，環狀構件11可安裝於筒體10及從筒體10取下。如第2圖及第5圖所示，環狀構件11具有呈圓筒狀之側壁部11a，及從側壁部11a的端部向內方延伸之底壁部11b。底壁部11b形成有呈圓形狀之貫通孔11c。貫通孔11c的直徑比筒體10的內徑還小。
如第2圖及第5圖所示，底壁部11b的內側面安裝有圓環狀之緩衝構件13。緩衝構件13係由彈性材 料構成。作為彈性材料，例如可舉出橡膠和矽，特別可使用始終不易劣化的矽。
環狀構件12與筒體10為分別的構件，環狀構件12可安裝於筒體10及可從筒體10取下。如第1圖所示，環狀構件12具有呈圓筒狀之側壁部12a，及從側壁部12a的端部向內方延伸之頂壁部12b。頂壁部12b形成有呈圓形狀之貫通孔12c。貫通孔12c的直徑比筒體10的內徑還小。
如第5圖所示，筒體10的內部，在環狀構件12側設置有用以區隔該內部的間隔壁10a。因此，筒體10的內部被分隔成，比間隔壁10a靠近環狀構件11側的空間V1，及比間隔壁10a靠近環狀構件12側的空間V2。
間隔壁10a的中央部分形成有沿著殼體H(筒體10)的延伸方向延伸之貫通孔10b。貫通孔10b具有圓柱狀的表面，且連通空間V1和空間V2。貫通孔10b的內部設置有向內側突出的環狀之突出部10c。突出部10c隨著從環狀構件11側朝向環狀構件12側縮徑。
如第2圖所示，活塞P被配置成在殼體H(筒體10)的空間V1內可滑動。具體而言，活塞P係沿著殼體H(筒體10)的延伸方向，在空間V1內的環狀構件11側和環狀構件12側之間移動。
本實施形態中，如第3圖所示，活塞P係由活塞主體20和微針構件30構成。活塞主體20具有活塞 板21、3支個活塞桿22、及緩衝構件23。以空氣阻力的減少和輕量化為目的，在活塞主體20形成貫通孔亦可。活塞主體20的材質亦可與後述基板31及微針32的材質相同。
活塞板21呈圓板狀，具有一對主面。於活塞主體20配置在殼體H(筒體10)內之狀態，活塞板21的一對主面與活塞主體20的滑動方向(殼體10的延伸方向)交叉(大致正交)。
活塞板21的外周緣設置有向外方突出的3個平板狀之突出部21a。該等突出部21a沿著活塞板21的外周緣，被配置成彼此大致等間隔。突出部21a一側之主面與活塞板21一側之主面為同一面，突出部21a另一側之主面與活塞板21另一側之主面側為相對。
活塞板21的側面形成有3個溝部21b(參照第3圖及第5圖)。該等溝部21b沿著活塞板21的外周緣，被配置成彼此大致等間隔。
3支活塞桿22立設在活塞板21一側之主面的中心附近。3支活塞桿22係繞著活塞板21的中心周圍，以彼此等間隔分離之狀態，被配置於該一側之主面上。
活塞桿22的前端22a係於活塞板21的外周緣向外方突出，作為與貫通孔10b內的突出部10c卡合的鈎之功能。前端22a隨著愈朝向前端愈尖細。
緩衝構件23安裝於突出部21a另一側之主面。緩衝構件23與緩衝構件13以相同的材料構成。
如第5圖及第6圖所示，微針構件30具有圓板狀之基板31及複數支微針32。基板31係用以支撐微針32之基座。基板31的面積可以是0.5cm2~300cm2、1cm2~100cm2、或1cm2~50cm2。以連結複數個基板31的方式構成所要的大小之基板亦可。
基板31的外周緣設置有沿著基板31一對主面的相對方向而延伸之3個突出部31b(參照第3圖及第5圖)。該等突出部31b沿著基板31的外周緣，被設置成彼此大致等間隔。突出部31b的前端部分朝向基板31的中心方向突出，作為與形成在活塞板21側面的溝部21b卡合的鈎之功能。藉由突出部31b卡合於溝部21b，微針構件30被一體安裝於活塞主體20的另一側主面。
如第6圖所示，微針32突出設置於基板31的表面上。本實施形態中，突出設置有微針32的基板31之表面構成活塞P的主面。微針32於基板31的表面上，以大致等間隔被排列成鋸齒狀(彼此錯開)。
微針32的高度(長度)可以是20μm~700μm，也可以是50μm~700μm。將微針32的高度設定於20μm以上，是為了要讓藥劑等確實地朝體內移轉。將微針32的高度設定於700μm以下，是為了讓微針32僅止於將皮膚的角質穿孔，使微針32不到達真皮層。
微針32係從與基板31連接的基底部朝向前端部變細的錐狀構造物。即，微針32為針形或包含針形之構造物。微針32可以是圓錐狀或多角錐狀等前端尖銳 的形狀，也可以是平頭圓錐狀或平頭多角錐狀等前端不尖銳的形狀。如第6圖所示，微針32呈圓錐狀時，基底部的直徑可以是5μm~250μm，也可以是10μm~200μm。
微針32的前端為帶圓弧時，前端部的曲率半徑可以是2μm~100μm，也可以是5μm~30μm。微針32的前端為平坦時，該平坦部的面積可以是20μm2~600μm2，也可以是50μm2~250μm2。
關於微針32在基板31上的密度，典型上，針對一列是在每1mm排列有1支~10支的微針32。一般而言，相鄰的橫列相對於橫列內的微針32的空間僅以實質上相等的距離彼此分離。因此，微針32的密度是每1cm2為100支~10000支，但也可以每1cm2為200支~5000支、或每1cm2為300支~2000支、每1cm2為400支~850支。
基板31和微針32的材質可以相同或不同。可以所有的微針32為相同的材質，也可以混合有不同材質的微針32。作為基板31及微針32的材質，例如可舉出矽、二氧化矽、陶瓷、金屬(不銹鋼、鈦、鎳、鉬、鉻、鈷等)、及合成或天然的樹脂材料。作為樹脂材料，若考慮到基板31及微針32的抗原性及材質的單價，則可舉出聚乳酸、聚DL乳酸、聚乳酸-co-聚DL乳酸、支鏈澱粉(pullulan)、己內酯、聚胺基甲酸酯、聚酐等生物分解性聚合物、或非分解性聚合物之聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸、乙烯乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯、聚甲醛等。又，多 糖類之透明質酸、透明質酸鈉、支鏈澱粉、聚葡糖、糊精或硫酸軟骨素、纖維素衍生物等亦可。又，其他實施形態中，作為基板31及/或微針32的材質，亦可使用上述生物分解性樹脂攙合有活性成分者。
考慮到微針32的材質會在皮膚上折斷，可採用聚乳酸等生物分解性樹脂。此外，聚乳酸存在有聚L-乳酸或聚D-乳酸之聚乳酸均聚物、聚L/D-乳酸共聚物、及該等混合體等，但亦可使用該等之任一者。聚乳酸的平均分子量愈大其強度愈強，可使用分子量為40,000~100,000者。
作為基板31及微針32之製法，可舉出使用矽基板之濕式蝕刻加工或乾式蝕刻加工、使用金屬或樹脂之精密機械加工(放電加工、雷射加工、切割加工、熱壓花加工、射出成型加工等)、機械切削加工等。藉由該等加工法，使基板31及微針32一體形成。作為在中空上方將微針32進行加工之方法，可舉出在製作微針32後，以雷射加工等進行二次加工之方法。
如第7圖所示，亦可在基板31及/或微針32上，施以活性成分構成的塗布層C。本實施形態中，塗布層C係將含有與活性成分具有相溶性的高分子載體之塗布液，固著化於基板31及/或微針32的一部分或全面者。作為高分子載體，例如可舉出後述羧乙烯聚合物、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、或纖維素衍生物等。「固著化」係指使塗布液以大致均一的附著狀態保持於對 象物。塗布後立即以風乾、真空乾燥、凍結乾燥或該等之組合的既知之乾燥方法，使塗布液以乾燥狀態固著，但經皮投與後，可能保有與周圍雰圍處於平衡的水分含量或有機溶劑等，而不限於以乾燥狀態固著。
使用第8圖說明微針32塗布方法的一例。首先，如第8圖(a)所示，藉由篦子102將塗布液100在遮罩版101上朝箭頭A方向塗刷，將塗布液100填充在遮罩版101的開口部103。接著，如第8圖(b)所示，將微針32插入遮罩版101的開口部103。然後，如第8圖(c)所示，將微針32從遮罩版101的開口部103拉出。藉此，在微針32的表面施加塗布層C。藉由乾燥將塗布層C固著於微針32。
微針32的塗布層C的範圍R係藉由間隙G(參照第8圖(b))或遮罩版101的厚度予以調節。間隙G被定義為從微針32的基底部到遮罩版101的下面為止之距離(無關基板厚度)，對應於遮罩版101的張力和微針32的高度而設定。間隙G的距離之範圍可以在0μm~500μm。間隙G的距離為0μm時，微針32全體被塗布。塗布層C的範圍R根據微針32的高度而變動，可以比0μm大且在500μm以下，通常為10μm~500μm，亦可30μm~300μm左右。
基板31及/或微針32的塗布層C的厚度可以未達50μm，也可以未達25μm，也可以在1μm~10μm。一般而言，塗布層C的厚度為乾燥後遍及微針32 的表面所測定的平均厚度。塗布層C的厚度，一般而言係藉由採用塗布載體之複數個被膜，亦即於塗布載體固著後，藉由重複塗布步驟能使塗布層C的厚度增大。
在基板31及/或微針32進行塗布時，為了使塗布劑的溶劑揮發所造成的藥劑之濃度變化及物性變化成為最低限度，可將裝置的設置環境的溫濕度控制為一定。為了防止溶劑蒸散，可降低溫度或升高濕度其中之一或控制雙方。於不控制溫度時的室溫中之濕度，相對濕度可以是50% RH~100% RH，也可以是70% RH~100% RH，也可以是90% RH~100% RH。於50% RH以下時，會引起顯著的溶劑蒸發而引起塗布溶液的物性變化。加濕方式有氣化式、蒸氣式、水噴霧式等，但只要能確保目的之濕度狀態則未特別限定加濕方式。為了極力抑制溶劑的揮發性，可將濕潤性或保濕性高的水溶性聚合物混合於塗布溶液。
塗布劑含有活性成分和精製水及/或塗布載體。作為塗布載體，有聚氧化乙烯、羥甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙甲基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、聚葡糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、支鏈澱粉、硫酸軟骨素、透明質酸、透明質酸鈉、糊精、阿拉伯膠、乙醇、異丙醇、甲醇、丙醇、丁醇、丙二醇、二甲基亞碸、甘油、N,N-二甲基甲醯胺、聚乙二醇、苯甲酸苄酯、芝麻油、大豆油、乳酸、苯甲醇、聚山梨糖醇80、α-硫甘油、乙二胺、N,N-二甲基乙 醯胺、巰基乙酸、苯氧乙醇等。
作為塗布載體，可使用與活性成分具有相溶性(均勻地交換之性質)的水溶性高分子之載體。具體而言，可舉出聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羧乙烯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚氧乙烯聚氧丙二醇、普盧蘭尼克(Pluronic)、聚氧化乙烯、聚乙二醇、丙二醇、甘油、丁二醇、聚乙烯乙醯胺、羥丙基纖維素、支鏈澱粉等。其中，特別可舉出羧乙烯聚合物、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯啶酮、羥丙基纖維素、支鏈澱粉、丙二醇、甘油、丁二醇。
塗布劑中的塗布載體的含量可以是0.1重量%~70重量%，也可以是0.1重量%~60重量%，也可以是1重量%~40重量%。該塗布載體有時必須具有某種程度的黏性以免有液體滴下，黏度必須是100cps~100000cps左右。黏度也可以是500cps~60000cps。藉由黏度在該範圍內，不須取決於微針32的材質即可一次塗布所要量的塗布溶液。又，一般而言，黏度愈高則塗布溶液量愈有增加之傾向。
塗布基板31及/或微針32時使用的液體組成物，係藉由將活體適合的載體、必須送達的有益活性成分、及視情況之任一塗布輔助物質，與揮發性液體混合所調製。揮發性液體可使用水、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、乙醇、異丙醇及該等之混合物。該等之中，特別是可使用水。液體的塗布溶液或懸浮液，典型上可具有0.1重 量%~65重量%有益的生理活性成分濃度，也可以是1重量%~40重量%，也可以是10重量%~30重量%。塗布可形成固著化狀態。界面活性劑可以是雙性離子性、兩性離子性、陽離子性、陰離子性、或非離子性。例如，聚山梨醇酯(Tween)20及聚山梨醇酯(Tween)80、其他山梨醇衍生物例如山梨醇月桂酸酯、及烷氧基化醇類例如可使用月桂醇聚醚(Laureth)-4。例如，為了使更多活性成分溶解於塗布載體，加入界面活性劑亦為有效。
其他已知之製劑輔助物質，只要對該等塗布的必要溶解性及黏度之特徵、以及經乾燥之塗布的性狀及物性不具有害的影響，也可以添加於塗布中。
本實施形態使用的活性成分未有特別限定，例如可包含醫藥領域或化妝領域使用的所有的成分。作為在醫藥領域中使用的活性成分，可舉出例如預防藥(抗原)、抗生物質、抗病毒劑之類的抗感染藥、鎮痛藥、鎮痛複合藥、麻醉藥、食欲減退藥、抗關節炎藥、抗氣喘藥、抗痙攣藥、抗憂鬱藥、抗糖尿病藥、止瀉、抗組織胺劑、抗炎症藥、抗偏頭痛藥、防止暈車劑、抗嘔吐藥、抗腫瘍藥、抗巴金森氏病藥、止癢、抗精神病藥、解熱藥、包含胃腸及尿路之抗痙攣藥、抗膽鹼作用藥、交感神經作用藥、黃嘌呤衍生物類、含有鈣通道阻斷劑之心血管製劑、β受體阻滯藥、乙型受體素、抗不整脈藥、抗高血壓藥、ABC抑制劑、利尿劑、包含全身、冠狀、末梢及腦血管之血管擴張藥、中樞神經系刺激藥、止咳藥及感冒藥、 去瘀血藥、診斷藥、賀爾蒙類、催眠藥、免疫抑制藥、肌肉鬆弛劑、副交感神經遮斷藥、副交感神經作用藥、前列腺素、蛋白質、胜肽、多肽、精神刺激藥、鎮靜藥、鎮靜劑(Tranquilizer)等。
作為本實施形態使用的活性成分之上述抗原，未有特別限定，可考慮聚核苷酸(DNA疫苗、RNA疫苗)、胜肽抗原、以蛋白質為基礎的疫苗等。具體而言，包含蛋白質、多糖、寡糖、低密度蛋白質、弱毒化或已經殺死的巨細胞病毒、B型肝炎病毒、C型肝炎病毒、人類乳突病毒、風疹病毒及水痘帶狀疱疹之類的病毒、弱毒化或已經殺死的百日咳菌、破傷風菌、白喉菌、A群鏈球菌屬、噬肺性退伍軍人桿菌、髓膜炎菌、綠膿菌、肺炎鏈球菌、梅毒螺旋體及霍亂菌之類的細菌、及該等之混合物形態的抗原。抗原包括含有抗原性作用物質的多數之商業上可取得的疫苗，包含流行性感冒疫苗、萊姆病疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、流行性腮腺炎疫苗、水痘疫苗、天然痘疫苗、肝炎疫苗、百日咳疫苗及白喉疫苗，進一步也包含癌、動脈硬化、神經疾病、阿茲海默氏症等疫苗療法所使用的抗原。又，抗原可以是具有抗原性(敏感作用)的過敏原物質，有多種多樣的金屬、化學物質適用。例如，在為了釐清特異反應性皮膚炎的抗原所做的過敏檢査及治療時，亦可使用塵埃、不活性化塵蟎等家塵、各種花粉等。又，也包括藉由與T細胞性媒介性的自體免疫疾病或症狀相關的炎症性T細胞所辨識之抗原。
本實施形態使用的活性成分，為了局部性皮膚病之治療，也可以含有例如萃取物或酊劑等之類的植物調合液。作為萃取物或酊劑之例，可舉出橡樹樹皮的萃取液、核桃的萃取液、山金車的酊劑、金縷梅的萃取物、長葉車前草的萃取物、三色堇的萃取物、百里香或鼠尾草的萃取物；聖約翰草的酊劑、金光菊的萃取物、羅馬洋甘菊的萃取物、或金盞花的酊劑；用以保養極度疲勞及受傷的皮膚，例如樺木葉的萃取物、蕁麻的萃取物、款冬的萃取物、康復力的酊劑、問荊的萃取物、或者蘆薈的萃取物、或日本七葉樹及假葉樹的萃取物、金車菊、金盞花、及辣椒的萃取物等。
其他，作為醫藥領域以外使用的活性成分，係選自抗氧化劑、自由基捕捉劑、保濕劑、脫色素劑、脂肪調節劑、紫外線反射劑、濕潤劑、抗菌劑、抗過敏藥、抗青春痘藥、抗老化藥、抗皺藥、殺菌劑、脫毛防止劑、育毛助成劑、育毛抑制劑、防頭皮屑劑、角質溶解藥、清涼飲料水、胜肽、多肽、蛋白質、防體臭劑、制汗劑、皮膚軟化劑、皮膚保濕液、柔軟劑、頭髮潤絲劑、毛髪軟化劑、毛髪保濕劑、日曬劑、美白劑、抗真菌劑、脫毛劑、外用鎮痛藥、抗刺激劑、痔瘡藥、殺蟲劑、野葛治療藥、有毒漆治療藥、燙傷治療藥、抗尿布疹藥、汗疹藥、化妝水、維生素、胺基酸、胺基酸衍生物、香草萃取物、視黃醇、類黃酮、感覺標記、化妝水、染髮劑、螯合劑、細胞更新增強劑、著色劑、防曬劑、滋養藥、水分吸收劑、皮 脂吸收劑，及該等之混合物所構成之群組。
作為本實施形態使用的活性成分，胺基酸不僅是其鹽、酯、或醯基衍生物，包含各種蛋白質加水分解所得的胺基酸。作為這種胺基酸藥品之例，可舉出例如烷基醯胺基胺、麩胺酸硬脂酸乙醯基、辛醯基絲胺基酸、辛醯基膠原蛋白胺基酸等兩性胺基酸；辛醯基角蛋白胺基酸；辛醯基豌豆胺基酸；椰油基二甲基銨羥丙基絲胺基酸；玉米蛋白胺基酸；半胱胺酸(cysteine)；麩胺酸；甘胺酸；頭髮角蛋白胺基酸；例如天門冬胺酸、蘇胺酸、絲胺酸、麩胺酸、脯胺酸、甘胺酸、丙胺酸、半胱胺酸(half-cystine)、纈胺酸、蛋胺酸、異胺酸、白胺酸、酪胺酸、苯基丙胺酸、氧化半胱胺酸(cysteic acid)、離胺酸、阻胺酸、精胺酸、半胱胺酸(cysteine)、色胺酸、瓜胺酸等頭髮胺基酸；離胺酸；絲胺基酸；小麥胺基酸；及該等之混合物。
可作為本實施形態使用的活性成分，胜肽、多肽、及蛋白質包含例如碳原子數為至少約10之長鏈，及例如具有至少1000之高分子量的聚合物，該等係藉由胺基酸的自體縮合而形成。作為這種蛋白質之例，可舉出膠原蛋白；去氧核醣核酸酶；碘化玉米蛋白；角蛋白；乳蛋白；蛋白酶；血清蛋白；絲；甜杏仁蛋白；小麥胚芽蛋白；小麥蛋白；小麥蛋白、角質素(keratin protein)之α及β螺旋；例如中間絲蛋白、高硫磺含量之蛋白質、極高硫磺含量之蛋白質、中間絲相關蛋白質、高酪胺酸蛋 白、高甘胺酸、酪胺酸蛋白、毛髮透明質蛋白；及該等之混合物等的頭髮蛋白質。
可作為本實施形態使用的抗皺成分之例，可舉出透明質酸、透明質酸鈉、視黃醇(維生素A)、飛薊賓肽類(HTC膠原蛋白、五胜肽、胜肽3、六胜肽)、胺基酸類、羥基脯胺酸、生育酚視黃酸酯、熊果酸、維生素C衍生物、輔酶Q10、蝦紅素、富勒烯、多酚類、α硫辛酸、大豆萃取物、支鏈澱粉、活性型異黃酮、糖類、多糖類、甘油、甘油衍生物等。但抗皺成分限定於該等，也可以混合。
透明質酸鈉有希望作為塗布載體及抗皺成分。特別是，相較於高分子量透明質酸鈉，分子量為5~11萬程度的低分子量透明質酸鈉對微針構件30的附著性高。
可作為本實施形態使用的較佳之維生素之例，可舉出包含維生素B複合體；硫胺、菸鹼酸、生物素、泛酸、膽鹼、核黃素、維生素B6、維生素B12、吡哆醇、肌醇、肉鹼之例如維生素A棕櫚酸等維生素A、C、D、E、K及該等之衍生物；以及例如泛醯醇(維生素原B5)及泛酸三乙酸酯等維生素原；以及該等之混合物。
可作為本實施形態使用的較佳之抗菌物質之例，可舉出枯草菌素、紅黴素、新黴素、四環黴素、金黴素、苄索氯銨、酚，及該等之混合物。
可作為本實施形態使用的較佳之皮膚軟化劑及肌膚保濕劑之例，可舉出礦油、羊毛脂、植物油、異硬脂酸異硬脂酸酯、甘油月桂酸酯、甲基葡糖聚醚-10、甲基葡糖聚醚-20、甲殼素，及該等之混合物。
可作為本實施形態使用的較佳之頭髮潤絲劑之例，不僅可舉出鯨蠟醇、硬脂酸醇、氫化聚異丁烯、及該等之混合物之類的脂溶性化合物，還有山萮醯胺丙基PG-二甲基氯化銨、鯨蠟基氯化銨、氫化牛脂醯胺乙基羥乙基甲銨甲基硫酸鹽，及該等之混合物等之4級化合物。
可作為本實施形態使用的較佳之防曬劑之例，可舉出丁基甲氧基二苯甲醯基甲烷、甲氧基肉桂酸辛酯、氧苯酮、奧克立林、水楊酸辛酯、苯基苯並咪唑磺酸、胺基苯甲酸乙基羥基丙酯、鄰胺苯甲酸甲酯、胺基苯甲酸、對甲氧肉桂酸乙氧乙酯、甲氧基肉桂酸二乙醇胺酯、胺基苯甲酸甘油酯、二氧化鈦、氧化鋅、氧苯酮、二甲基氨基苯甲酸O、紅色凡士林，及其混合物。本實施形態使用的較佳之防曬劑為二羥丙酮。
可作為本實施形態使用的較佳之皮膚美白劑之例，可舉出對苯二酚及其衍生物、兒茶氛及其衍生物、抗壞血酸及其衍生物、鞣花酸及其衍生物、麴酸及其衍生物、妥內散酸及其衍生物、間苯二酚衍生物、胎盤萃取物、熊果苷(arbutin)、油溶性甘草萃取物，以及該等之混合物。
可作為本實施形態使用的抗炎症鎮痛藥之 例，可舉出乙醯胺酚、水楊酸甲酯、水楊酸單乙二醇酯、阿斯匹靈、甲芬那酸、氟芬那酸、引朵美洒辛、雙氯芬酸、烯氯苯乙酸、雙氯芬那酸鈉、伊普錠、可多普洛菲、那善寧、普拉洛芬、芬普洛芬、舒林達酸、芬氯酸、環氯茚酸、氟白普洛芬、芬替酸、丁苯羥酸、匹洛卡、保泰松、羥基保泰松、氯非宗、鎮痛辛、甲嘧啶唑、鹽酸羥哌噻酮等。可作為本實施形態使用的類固醇性抗炎症鎮痛藥之例，可舉出皮質醇、去氫皮質醇、迪皮質醇、丙酮特安皮質醇、丙酮氟洛皮質醇、醋酸氫化可的松、醋酸去氫皮質醇、甲基脫氫皮質醇、醋酸迪皮質醇、貝皮質醇、戊酸貝皮質醇、氟米松、氟甲松龍、二丙酸倍氯米松等。
可作為本實施形態使用的抗組織胺藥之例，可舉出鹽酸二苯胺明、水楊酸二苯胺明、二苯胺明、鹽酸氯芬尼拉明、順丁烯二酸芬尼拉明、鹽酸異西噴地、鹽酸苄吡二胺、鹽酸異丙嗪、鹽酸甲吡咯嗪等。可作為本實施形態使用的局部麻醉藥之例，可舉出鹽酸待布卡因、待布卡因、鹽酸利多卡因、利多卡因、苯左卡因、p-丁胺基苯甲酸2-(二乙基胺)乙酯鹽酸鹽、鹽酸普魯卡因、四卡因、鹽酸四卡因、鹽酸氯普卡因、鹽酸羥普卡因、甲哌卡因、鹽酸可卡因、鹽酸匹派魯卡因、達克羅寧、鹽酸達克羅寧等。
可作為本實施形態使用的殺菌藥及消毒劑之例，可舉出硫柳汞、酚、百里酚、氯化苯二甲羥銨、苄索氯銨、氯己定、普維酮碘、氯化鯨蠟吡啶鎓、丁香酚、二 甲基碘化銨等。可作為本實施形態使用的血管收縮藥之例，可舉出硝酸奈甲唑啉、鹽酸四氫唑啉、鹽酸羥間唑啉、鹽酸脫羥腎上腺素、鹽酸萘銨唑啉等。可作為本實施形態使用的止血藥之例，可舉出凝血酶、葉萘醌、硫酸魚精蛋白、胺基己酸、妥內散酸、腎上腺素縮氨脲、腎上腺素縮氨脲磺酸鈉、芸香苷、橙皮苷等。
可作為本實施形態使用的化學療法藥之例，可舉出：磺胺、磺胺噻唑、磺胺嘧啶、磺胺米隆、磺胺異噻唑(sulfisoxazale)、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲二唑、硝基糠棕等。可作為本實施形態使用的抗生物質之例，可舉出盤尼西林、二甲基青黴素、扼噻青黴素、頭孢噻吩、頭孢噻啶(cephalodine)、紅黴素、林可黴素、四環黴素、氯四環黴素、羥四環黴素、甲烯十黴素、氯黴素、卡那黴素、鏈黴素、建它黴素、枯草菌素、環絲胺酸等。
可作為本實施形態使用的抗病毒藥之例，可舉出蛋白酶抑制劑、胸腺激酶抑制劑、糖或糖蛋白合成抑制劑、蛋白質構成合成抑制劑、附著及吸附抑制劑、以及例如阿塞維爾、噴昔洛維、祛疹易錠、及更昔洛韋等核苷類似體。
可作為本實施形態使用的發毛或育毛藥之例，可舉出敏諾西迪、卡普氯銨、十五酸甘油酯、生育酚乙酸酯、吡羅克酮乙醇銨鹽、甘草酸、異丙基甲基酚、日本扁柏油、日本當藥萃取液、神經醯胺及前驅物、菸鹼醯胺及辣椒酊。
可作為本實施形態使用的美容活性成分之例，可舉出D-α生育酚、DL-α生育酚、D-α生育酚乙酸酯、DL-α生育酚乙酸酯、抗壞血酸棕櫚酸酯、維生素F及維生素F甘油酯、維生素D、維生素D2、維生素D3、視黃醇、視黃醇酯、棕櫚酸視黃酯、丙酸視黃酯、β-胡蘿蔔素、輔酶Q10、D-泛醯醇、合金歡醇、合金歡醇乙酸酯；必要脂肪酸中大量含有的荷荷巴油及黑醋栗油(Black currant oil)；5-n-辛醯氧基水楊酸及其酯、水楊酸及其酯；例如檸檬酸、乳酸、甘醇酸等α羥酸之烷基酯；積雪草酸、羥基積雪草酸、積雪草苷、積雪草的總萃取物、β-甘草酸、α甜沒藥萜醇，例如2-油醯胺基-1、3-十八烷等神經醯胺；植烷三元醇、多聚不飽和必要脂肪酸中大量含有的起源於海洋之磷脂質、乙氧喹；迷迭香的萃取物、薄荷科植物的萃取物、脯胺酸、乾燥微細藻類的萃取物，例如類固醇系抗炎症藥等抗炎症藥，以及例如由賀爾蒙或脂肪及/或蛋白質之合成而得之化合物之類的生物化學刺激劑。
作為本實施形態使用的維生素C，係促進膠原蛋白(結合組織)合成、脂質(脂肪)及碳水化物之代謝、以及神經傳遞物質之合成。維生素C又為最適當維持免疫系統時所必須。維生素C對廣範圍的癌細胞有毒，特別是黑色素瘤。酪胺酸之好氣性活動對黑色素及其他色素造成變化中作為觸媒的酪胺酸氧化酵素，也因為維生素C之存在使活動受到妨礙。維生素C已被發現是對於多數的 病毒及細菌之感染可有效地作為免疫反應之觸媒。除了上述許多應用以外，維生素C為膠原蛋白合成及外傷治療時所必須。本實施形態可包含維生素C、維生素E、以及例如保濕劑、膠原蛋白合成促進劑、及磨砂(scrub)洗面乳之類的其他成分之組合。
本實施形態中的皮膚化妝水成分，包含礦物油、凡士林、植物油(例如大豆油或順丁烯化大豆油等)、聚二甲基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷多元醇、陽離子性單體及聚合物(例如膠豆羥丙基三甲基氯化銨及二硬脂基二甲基氯化銨等)，以及其混合物。作為實例之保濕劑，例如：山梨醇、甘油、丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1,3一丁二醇、己二醇、異戊二醇、木糖醇、果糖、及其混合物等多元醇。
此外，該等活性成分可單獨使用亦可2種類以上併用，只要是藥學上可容許之鹽，當然也包含無機鹽或有機鹽之任一形態的活性成分。又，基本上是讓活性成分包含於塗布載體中，但也可以不讓活性成分包含於塗布載體中，之後透過形成在基板31的貫通孔供給活性成分。又，也可以將活性成分直接塗布於皮膚，然後將微針構件30接觸於皮膚的相同部分。於該情形，藉由拉伸皮膚的效果和皮膚上的ODT(密封包袋療法)效果，能促進活性成分對皮膚之滲透。
圓錐線圈彈簧40係以中央插通著活塞桿22的狀態，被配置在活塞板21一側的主面和間隔壁10a之 間。如第5圖及第9圖(a)所示，圓錐線圈彈簧40係將剖面呈圓形狀之金屬線捲繞成螺旋狀而形成從側方觀察呈圓錐狀者。本實施形態中，圓錐線圈彈簧40從該圓錐線圈彈簧40的中心線方向觀察並未重疊。金屬線可舉出例如不銹鋼線、鋼琴線(鐵線)、銅線。其中尤其是不銹鋼線極不易生銹。
本實施形態中，圓錐線圈彈簧40的小徑側抵接於間隔壁10a，圓錐線圈彈簧40的大徑側抵接於活塞板21側。圓錐線圈彈簧40的最小直徑比貫通孔10b的直徑大。因此，圓錐線圈彈簧40不會通過貫通孔10b朝空間V2側移動。圓錐線圈彈簧40的最大直徑比活塞板21的直徑小。因此，圓錐線圈彈簧40能確實地彈壓活塞板21。
藉由圓錐線圈彈簧40的彈壓力而作動的活塞P的能量之相關的參數，可舉出橫彈性係數、線徑(第9圖(a)中的d)、最大直徑(第9圖(a)中的D1)、最小直徑(第9圖(a)中的D2)、總捲數、圓錐線圈彈簧40的重量、活塞P(活塞主體20及微針構件30)的重量、自由高度(第9圖(a)中的h)、密合高度、間距角以及間距。
橫彈性係數係根據圓錐線圈彈簧40的材質而定。若為不銹鋼線則橫彈性係數為68500N/mm2，若為鋼琴線(鐵線)則橫彈性係數為78500N/mm2，若為銅線則為3.9×104N/mm2~4.4×104N/mm2。圓錐線圈彈簧的線徑d 可以是0.01mm~2mm、0.1mm~1.5mm、或0.3mm~1.3mm。從構成圓錐線圈彈簧40的金屬線的一端到另一端，線徑d可以是固定，也可以使線徑d變化成像圓錐線圈彈簧。
最大直徑D1宜為線徑d的4倍以上。最大直徑D1可以是1mm~100mm、1mm~50mm、或5mm~30mm。若最大直徑D1未達1mm，則穿刺裝置1會有無法發揮充分的穿刺性能之傾向。由於動物的皮膚上被視為平坦的區域有限，因而若最大直徑D1超過100mm，則穿刺裝置1會有無法穩定地安裝於皮膚的困難之傾向。
最小直徑D2可以是最大直徑D1的1/1000倍以上且未達1倍、1/100倍~2/3倍、或1/10倍~1/2倍。最小直徑D2可以是例如1mm~100mm、1mm~50mm、1mm~20mm、或1mm~10mm。特別是最小直徑D2可以是最大直徑D1的0.33倍~0.38倍、或0.34倍~0.37倍。
總捲數可以是1~100、1~10、或2~5。圓錐線圈彈簧40的重量可以是0.01g~10g、0.1g~5g、或0.1g~3g。活塞P(活塞主體20及微針構件30)的重量可以是0.1g~20.0g、0.2g~10.0g、或0.3g~0.6g。
自由高度宜為線徑的3倍以上。例如，自由高度可以是1mm~100mm、2mm~20mm、或2mm~10mm。若自由高度未達1mm，則穿刺裝置1有無法發揮充分的穿刺性能之傾向。若自由高度超過100mm，則使用 者於安裝著穿刺裝置1時會有行動困難之傾向。
經進行熱處理的圓錐線圈彈簧40亦可用於穿刺裝置1。於該情形，可提升圓錐線圈彈簧40的保存性。亦即，藉由熱處理，可抑制圓錐線圈彈簧40壓縮時的塌陷(機械性質劣化)。熱處理的時間可以是例如1分鐘以上、10分鐘以上、或20分鐘以上。
圓錐線圈彈簧40的壓縮時負載可以是1100gf~5000gf。
如第4圖所示，罩蓋50呈圓板狀。罩蓋50的直徑和殼體11的內徑大致相同或比殼體11的內徑小若干。因此，罩蓋50被收容在殼體H(筒體10)的空間V2內，藉由安裝於筒體10的環狀構件12防止罩蓋50從空間V2伸出。罩蓋50的材質可以與殼體H的材質相同。以空氣阻力的減少或輕量化為目的，在罩蓋50形成貫通孔亦可。
在罩蓋50一側的主面之中央部分設置有呈圓柱狀的突出部51。突出部51的直徑和貫通孔10b的直徑大致相同或者比貫通孔10b的直徑小若干。因此，突出部51被沿著貫通孔10b導引。突出部51形成有研鉢狀的凹部52，該凹部52隨著朝向罩蓋50側而縮徑。
[穿刺裝置之製造方法]
接著，說明穿刺裝置1之製造方法。首先，準備上述穿刺裝置1的各零件(筒體10、環狀構件11、12、活塞 主體20、微針構件30、圓錐線圈彈簧40及罩蓋50)。此外，在準備好的微針構件30的微針32事先施以塗布層C。
接著，將圓錐線圈彈簧40安裝於活塞P。具體而言，以活塞P的微針構件30為下側且活塞主體20為上側的方式，靜置活塞P。而且，以圓錐線圈彈簧40的大徑側為下側且小徑側為上側之狀態，使圓錐線圈彈簧40插通於活塞桿22，並且載置於活塞主體20一側之主面上。藉此，將圓錐線圈彈簧40安裝於活塞P時，圓錐線圈彈簧40會穩定地立起，因此容易製造穿刺裝置1。
接著，以活塞P安裝有圓錐線圈彈簧40之狀態，將活塞P從空間V1側推入筒體10內。此時，圓錐線圈彈簧40縮緊使得在圓錐線圈彈簧40產生彈壓力，因此將超過產生的彈壓力之負載施加於活塞P，並且按壓活塞P。活塞桿22的前端22a藉由筒體10的突出部10c，朝向貫通孔10b的中心側(活塞板21的中心側)撓曲並且通過貫通孔10b。活塞桿22的前端22a隨後超過突出部10c到達空間V1側。
接著，將微針構件30安裝於活塞主體20。具體而言，使微針構件30的突出部31b卡合於活塞主體20的溝部21b，使微針構件30和活塞主體20一體化，構成活塞P。
活塞桿22的前端22a到達空間V1時，前端22a恢復原來的形狀，因此活塞桿22的前端22a與筒體 10的突出部10c卡合(勾住)。藉此，如第5圖(a)所示，活塞P以對抗圓錐線圈彈簧40的彈壓力之狀態，被固定於筒體10。因而，筒體10的突出部10c和活塞桿22的前端22a，可說是用以將活塞P固定於筒體10的固定手段。如此地將活塞P固定於筒體10又稱為旋塞(cocking)。本實施形態中，從圓錐線圈彈簧40的中心線方向觀察，構成圓錐線圈彈簧40的金屬線未重疊，因此以活塞P被固定在筒體10的(旋塞)狀態，活塞板21及間隔壁10a及夾在活塞板21和間隔壁10a之間的圓錐線圈彈簧40，成為與線徑相同程度之高度(參照第5圖(a))。
以圓錐線圈彈簧40經完全地壓縮之狀態進行旋塞，且以該狀態被保存於穿刺裝置1，相較於以圓錐線圈彈簧40未經完全壓縮之狀態進行旋塞，且以該狀態被保存於穿刺裝置1之情形，容易產生圓錐線圈彈簧40塌陷(機械性質劣化)。因而，圓錐線圈彈簧40以未經完全壓縮之狀態被保存於穿刺裝置1內為佳。因此，考慮到塌陷之產生，亦可將強度更高的圓錐線圈彈簧40以未經完全壓縮之狀態進行旋塞，且調整成解除旋塞時的活塞P的速度成為所要的速度。
接著，將環狀構件11固定於筒體10的空間V1側的端部。藉此，活塞P相對於筒體10之固定(旋塞)被解除時，活塞P接觸於環狀構件11的底壁部11b，防止活塞P從筒體10跳出來。
接著，以突出部51及凹部52朝向貫通孔10b的方式，將罩蓋50配置於筒體10的空間V2內。而且，將環狀構件12固定於筒體10的空間V2側的端部。藉由環狀構件12的頂壁部12b防止罩蓋50從筒體10跳出來。
由於在空間V2內不使罩蓋50的位置固定，因此罩蓋50在空間V2內可沿著殼體H(筒體10)的延伸方向自由地移動。因而，罩蓋50的凹部52和活塞桿22的前端22a相接觸。如此地，本實施形態由於不需要用以按壓罩蓋50的按壓彈簧等，因此可減少零件數目。
經由以上步驟製造穿刺裝置1。因而，穿刺裝置1製造後出貨到被使用者使用為止，圓錐線圈彈簧40保持縮緊狀態。
[穿刺裝置之使用方法]
接著，說明穿刺裝置1的使用方法。首先，在皮膚上欲使用藥劑等的部位，以微針32朝向皮膚的方式將穿刺裝置1定位。以該狀態保持著穿刺裝置1，按壓罩蓋50。
按壓罩蓋50後，研鉢狀的凹部52抵接於活塞桿22的前端22a，該前端22a朝向活塞板21的中心側撓曲。該前端22a撓曲至可通過貫通孔10b時，該前端22a和筒體10的突出部10c之卡合被解除。其結果，活塞P相對於筒體10之固定(旋塞)被解除，活塞P藉由圓錐線圈彈簧40的彈壓力而朝向筒體10的外方(皮膚)移 動，且微針構件30撞擊皮膚。
微針構件30撞擊皮膚時，微針32穿刺皮膚。此時的微針32(活塞P)的速度可以是4m/s~30m/s、4m/s~15m/s、或7m/s~15m/s。若微針32被構成為以4m/s~30m/s的速度撞擊皮膚，則微針32能適當地穿刺皮膚，藉此能使藥劑等充分地移轉到動物體內。
如以上，使用者僅以按壓罩蓋50即進行藉由穿刺裝置1之皮膚穿刺。因而，無論誰使用穿刺裝置1，圓錐線圈彈簧40的彈壓力皆透過活塞P傳遞到微針32，藉由微針32以一定的撞擊力穿刺皮膚，因此能確實地進行皮膚之穿刺(穿刺的再現性提高)。微針32穿刺皮膚後，附著於微針32的塗布層C的活性成分被投與到體內，活性成分通過皮膚而移轉到體內。
微針構件30撞擊皮膚時，安裝於活塞板21的緩衝構件23接觸於被安裝在環狀構件11的緩衝構件13。因此，可減少以環狀構件11停止已作動之活塞P時的撞擊聲。
[作用及效果]
如以上之本實施形態中，為了在活塞P施加彈壓力而使用圓錐線圈彈簧40。相較於一般的圓筒形線圈彈簧，圓錐線圈彈簧40為壓縮時的高度極小。因此，能使穿刺裝置1本身的高度變小，謀求穿刺裝置1之輕量化。因而，以適當地設計圓錐線圈彈簧40的方式，能達成所要 的移動率(相對於施加在基板31及/或微針32上的塗布層C之量，藥劑等移轉到動物體內之量的比例)並且提高穿刺裝置1的攜帶性。
根據藥劑等的種類，使微針32撞擊皮膚後會有必要讓穿刺裝置1長時間保持於皮膚上。即使在這種情形，若使用經小型化及輕量化的本實施形態相關的穿刺裝置1，使用者仍可將穿刺裝置1貼著皮膚並穿衣服、不受限制地移動。且，由於本實施形態相關的穿刺裝置1為小型者，即使在使用者如此地自由行動之情形，穿刺裝置1撞擊其他物體(障礙物)使得微針32從皮膚脫落或微針32折斷而殘留於皮膚內之顧慮極低。
於使用習知之大型穿刺裝置的情形，會有處理費時或使用者因其外觀之大小而心生恐懼之顧慮。然而，若使用經小型化及輕量化的本實施形態相關的穿刺裝置1，則能簡單地處理，並且也能大量減少給予使用者的恐怖感。
於活塞主體和微針構件為分別的構件之情形，為了在皮膚穿刺微針，首先將微針構件放置於皮膚上，然後將穿刺裝置放置於微針構件上，讓活塞主體撞擊微針構件。於此情形，若未將微針構件和穿刺裝置一起適當地放置，則兩者間產生位置偏移使得微針無法適當地穿刺皮膚，產生藥劑等無法充分地移轉到動物體內之顧慮。然而，本實施形態相關的穿刺裝置1係於活塞P的主面(基板31的表面)突出設置有複數支微針32。因此，不 會產生這種顧慮，能將藥劑等確實地移轉到動物體內，因而能發揮穿刺裝置1之製造者所意圖的性能。而且，只要將穿刺裝置1放置於皮膚上就完成對皮膚上的裝設，因此裝設時間以極短時間就完成。
藉由黏著劑等將微針構件貼附於活塞主體使其一體化之情形，會有黏著劑所含的有機化合物對塗布於微針的前端之藥劑等造成影響之顧慮。然而，本實施形態中，活塞P具有：具有形成有溝21b的活塞板21之活塞主體20；及基板31設置有與溝21b卡合的突出部31b之微針構件30；且以突出部31b與溝21b卡合的方式使微針構件30與活塞主體20一體化。因此，不會對藥劑等造成影響，能發揮藥劑等本來的效果。
本實施形態中，從圓錐線圈彈簧40的中心線的延伸方觀察，構成圓錐線圈彈簧40的金屬線未重疊。因此，若沿著中心線的延伸方向對圓錐線圈彈簧40施加負載，則經壓縮之圓錐線圈彈簧40的高度與其線徑大致一致。因此，可謀求穿刺裝置1更小型化及輕量化。
[其他實施形態]
以上，已詳細地說明本發明之較佳實施形態，但本發明不限定於上述實施形態。例如，本實施形態係以突出部31b和溝21b卡合的方式，使微針構件30與活塞主體20一體化，但亦可以藉由接著劑或接著薄片將微針構件30貼附於活塞主體20另一主面的方式，使微針構件30和活 塞主體20一體化，亦可將微針32一體成形於活塞板21另一主面。
本實施形態係於基板31的表面上，以鋸齒狀(彼此錯開)將微針32排列成大致等間隔，但微針32在基板31上的高度亦可相異。例如，可以使微針32的密度，在基板31的中心附近比周緣側高，也可以在基板31的周緣側比中心附近高。
微針32的高度也可以全部相同或相異。微針32的高度相異之情形，例如，可以使微針32在基板的中心附近比周緣側的高度高，也可以使微針32在基板的周緣側比中心附近的高度高。
如第9圖(b)所示，兩端部可以使用沿著與中心線正交的假想平面而被削成成平坦的圓錐線圈彈簧41。圓錐線圈彈簧41的小徑側的端部與間隔壁10a抵接，圓錐線圈彈簧41的大徑側的端部與活塞板21抵接。因此，如此地構成圓錐線圈彈簧41時，間隔壁10a及活塞板21和圓錐線圈彈簧41的接觸面積變大。因此，可將圓錐線圈彈簧41穩定地配置於筒體10內。
本實施形態係為了對活塞P施加彈壓力而使用圓錐線圈彈簧40，但亦可使用其他形狀的非線形線圈彈簧。作為其他形狀的非線形線圈彈簧，可舉出例如鼓型線圈彈簧42(參照第10圖(a))或桶型線圈彈簧43(參照第10圖(b))。
本實施形態中，從圓錐線圈彈簧40的中心線 的延伸方向觀察，構成圓錐線圈彈簧40的金屬線未重疊，但亦可使用從中心線的延伸方向觀察，使金屬線捲繞成重疊的圓錐線圈彈簧40。於任一情形，皆可將圓錐線圈彈簧40的自由高度h設定成比線徑d和總捲數之乘算值還小。
本實施形態係使活塞主體20和微針構件30一體化，但該等也可以是分別的構件。於該等為分別的構件之情形，在將微針構件(微針列)載置於皮膚上，並將穿刺裝置1以與微針構件相對向之方式載置於皮膚上之後，以使穿刺裝置1作動的方式，使活塞主體20撞擊皮膚上的微針構件，進行對皮膚之穿刺。
上述實施形態係使微針構件30和活塞主體20一體化，但亦可使微針32一體成形於活塞主體20的下面。於該情形，活塞主體20可視為微針構件的基板。亦即，可視為微針構件作為活塞板20進行動作。
[實施例]
以下，根據實施例1~21及比較例以及第11圖，更具體地說明本發明，但本發明不限定於以下實施例。
(實施例1~27)
依照第11圖設計圓錐線圈彈簧的各種參數(線徑、最大直徑、最小直徑、總捲數、自由高度、密合高度、材 質及重量)及活塞重量(活塞主體重量及微針構件重量)之實施例1~27，準備與實施例1~27相關的穿刺裝置。針對各實施例1~27相關的穿刺裝置，按壓罩蓋解除活塞的固定，測定3次微針撞擊皮膚時的速度，得到平均速度。又，對各實施例1~27相關的穿刺裝置所使用的圓錐線圈彈簧施加負載，測定圓錐線圈彈簧形成平坦時(圓錐線圈彈簧的高度與線徑形成大致相等時)的負載的大小作為壓縮時負載。
(比較例1)
比較例1中，將圓筒線圈彈簧的參數(線徑、總捲數、密合高度及材質)設定為與實施例21的圓錐線圈彈簧相同，並且使活塞重量與實施例21相同，且將圓筒線圈彈簧的直徑設定為18mm，此外依照以下，計算與實施例21相同速度的圓筒線圈彈簧的自由高度h。
首先，根據式(1)，計算圓筒線圈彈簧的彈簧常數k後，k=869.8N/m。
惟，式(1)中，各參數如以下。
G[N/m]：橫彈性係數(SUS-304之情形，68500N/mm2)
d[m]：線徑(由於與實施例21相同，1.2mm)
n：總捲數(由於與實施例21相同，3.5)
D：直徑(比較例1中設定為18mm)
接著，根據式(2)，計算圓筒線圈彈簧的彈簧重量m後，m=1.78g。
惟，式(2)中，各參數如以下。
p[kg/m3]：密度(SUS-304之情形，7.93g/cm3)
L[m]：將圓筒線圈彈簧拉伸成直線狀時的長度，由直徑D×圓周率×總捲數n求出
接著，根據式(3)，計算圓筒線圈彈簧的能量E後，E=0.35kg‧m2/s2。
惟，式(3)中，各參數如以下。
Mtotal[kg]：活塞重量及彈簧重量之合計
V[m/s]：微針撞擊皮膚時的速度(由於與實施例21相同，17.8m/s)
接著，根據式(4)，計算圓筒線圈彈簧的撓曲量x後，x=28.4mm。
而且，以在求得之值x加上圓筒線圈彈簧的全縮長(=線徑d×總捲數n)的方式，計算自由高度h為h= 32.6mm。
(比較例2)
比較例2中，將圓筒線圈彈簧的參數(線徑、總捲數、密合高度及材質)設定為與實施例21的圓錐線圈彈簧相同，並且使活塞重量與實施例21相同，且將圓筒線圈彈簧的直徑設定為6mm，此外以與比較例1同樣的順序計算與實施例21相同速度的圓筒線圈彈簧的自由高度h。其結果，在比較例2計算出自由高度h為h=7.9mm。
(評估結果)
若將微針構成為以4m/s~30m/s的速度撞擊皮膚，即能使微針適當地穿刺皮膚，藉此可讓藥劑等充分地移轉到動物體內，已確認實施例1~27任一者皆包含於該範圍內。而且，將實施例21和比較例1、2進行對比，確認到為了達成相同的速度，比較例1為自由高度及密合高度變高並且彈簧重量變重，比較例2為密合高度變高。因而，在實施例21中，確認到較比較例1、2達成小型化及輕量化。
關於壓縮時負載，若針對同一線徑的圓錐線圈彈簧進行比較，確認到有壓縮時負載愈大則速度愈大之傾向，壓縮時負載和速度具有大致比例關係。又，針對相同大小的壓縮時負載，比較不同線徑的圓錐線圈彈簧時，確認到有線徑愈大則速度愈大之傾向。
又，針對實施例4~8、實施例22、23、實施例24、25、及實施例26、27，於第12圖顯示自由高度和平均速度之關係，於第13圖顯示自由高度和壓縮時負載之關係。如第12圖及第13圖所示，將自由高度加大到一定以上之情形，對皮膚之撞擊速度相對於自由高度，未大到如比例般，但壓縮時負載，在自由高度大的區域增加率變小。亦即，了解到當圓錐線圈彈簧40的自由高度為7.4mm以上之情形，可藉由更小的壓縮時負載的增加量使撞擊速度變大。由於若壓縮時負載大則作用在活塞及殼體的負載變大，因此必須提升活塞及殼體的機械性強度，可能帶來裝置全體的大型化或重量化，但確認到藉由使圓錐線圈彈簧40的自由高度為一定以上，能提升速度、抑制壓縮時負載並減少對活塞及殼體之負載。
(實施例28~30)
依照第14圖設計圓錐線圈彈簧的各種參數(線徑、最大直徑、最小直徑、總捲數、自由高度、密合高度、材質、重量、及製造時的熱處理時間)及活塞重量(活塞主體重量及微針構件重量)之實施例28~30，準備與實施例28~30相關的穿刺裝置。在實施例28~30中，藉由以使圓錐線圈彈簧呈平坦(壓縮圓錐線圈彈簧使圓錐線圈彈簧的高度與線徑形成大致相等)之狀態，於60℃環境下保存2週者，及進行該處理前者(初期者)，測定速度和壓縮時負載，評估熱及負載作用於圓錐線圈彈簧時的圓錐 線圈彈簧之耐久性。具體而言，針對各實施例28~30相關的穿刺裝置，按壓罩蓋以解除活塞之固定，測定3次微針撞擊皮膚時的速度，得到平均速度。又，對各實施例28~30相關的穿刺裝置所使用的圓錐線圈彈簧施加負載，測定圓錐線圈彈簧呈平坦時(圓錐線圈彈簧的高度與線徑呈大致相等時)的負載之大小，作為壓縮時負載。
(評估結果)
從實施例28、29可理解，圓錐線圈彈簧的熱處理時間愈長則速度及壓縮時負載愈不易劣化，確認圓錐線圈彈簧的耐久性提升。
又，從實施例28、30可理解，以減輕活塞主體的重量之方式，在壓縮時負載相同的圓錐線圈彈簧，確認到速度不易劣化。亦即，判明以縮小活塞主體的重量相對於活塞主體、微針構件及圓錐線圈彈簧的合計重量之比例的方式，能提升圓錐線圈彈簧的撞擊速度的耐久性。此外，活塞主體的重量相對於活塞主體、微針構件及圓錐線圈彈簧的合計重量之比例未達50%為佳。
1‧‧‧穿刺裝置
10‧‧‧筒體
10a‧‧‧間隔壁
10b、11c、12c‧‧‧貫通孔
10c‧‧‧突出部
11、12‧‧‧環狀構件
11a、12a、12b‧‧‧側壁部
11b‧‧‧底壁部
13‧‧‧緩衝構件
20(P)‧‧‧活塞主體
21‧‧‧活塞板
21a、31b、51‧‧‧突出部
21b‧‧‧溝部
22‧‧‧活塞桿
22a‧‧‧前端
23‧‧‧緩衝構件
30(P)‧‧‧微針構件
31‧‧‧基板
32‧‧‧微針
40‧‧‧圓錐線圈彈簧
50‧‧‧罩蓋
52‧‧‧凹部
H‧‧‧殼體
V1、V2‧‧‧空間

Claims (19)

  1. 一種穿刺裝置，用以藉由微針對皮膚的穿刺，通過皮膚讓活性成分移轉到體內，其具備：筒狀之殼體；活塞，係包含：在前述殼體內配置成可滑動並且具有與滑動方向交叉之主面之活塞主體、配置在前述主面側之複數支前述微針；及圓錐線圈彈簧，配置在前述殼體內且用以對前述活塞賦予彈壓力，前述活塞主體的重量相對於前述活塞主體、前述複數支微針及前述圓錐線圈彈簧的合計重量之比例未達50%。
  2. 如申請專利範圍第1項之穿刺裝置，其中，前述活塞具有：形成有溝之活塞主體、及設置有卡合在前述溝的卡合片之微針構件，前述微針構件包含構成前述活塞的前述主面之面，在該面突出設置有前述複數支微針。
  3. 如申請專利範圍第1項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的自由高度為1mm~100mm。
  4. 如申請專利範圍第2項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的自由高度為1mm~100mm。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的兩端部，分別沿著與前述圓錐線圈彈簧的中心線正交的假想平面而被削成平坦。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之穿刺裝 置，其中，前述圓錐線圈彈簧的最小直徑為前述圓錐線圈彈簧的最大直徑的1/1000倍以上且未達1倍。
  7. 如申請專利範圍第5項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的最小直徑為前述圓錐線圈彈簧的最大直徑的1/1000倍以上且未達1倍。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的線徑為0.01mm~2mm。
  9. 如申請專利範圍第5項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的線徑為0.01mm~2mm。
  10. 如申請專利範圍第6項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的線徑為0.01mm~2mm。
  11. 如申請專利範圍第7項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的線徑為0.01mm~2mm。
  12. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的壓縮時負載為1100gf~5000gf。
  13. 如申請專利範圍第5項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的壓縮時負載為1100gf~5000gf。
  14. 如申請專利範圍第6項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的壓縮時負載為1100gf~5000gf。
  15. 如申請專利範圍第7項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的壓縮時負載為1100gf~5000gf。
  16. 如申請專利範圍第8項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的壓縮時負載為1100gf~5000gf。
  17. 如申請專利範圍第9項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的壓縮時負載為1100gf~5000gf。
  18. 如申請專利範圍第10項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的壓縮時負載為1100gf~5000gf。
  19. 如申請專利範圍第11項之穿刺裝置，其中，前述圓錐線圈彈簧的壓縮時負載為1100gf~5000gf。
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