マイクロニードルシートおよびその製造方法、ならびにマイクロニードルシート用のスタンパ
【課題】多層構造のマイクロニードルにおいて気泡の巻き込みを抑制できるマイクロニードルシートおよびその製造方法、ならびにマイクロニードルシート用のスタンパを提供する。
【解決手段】シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するマイクロニードルシート用のスタンパにおいて、それぞれの凹部の内周面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有するマイクロニードルシート用のスタンパに対して、第１部分内に第１ニードル原料が充填された凹部内に、スキージを用いて第２ニードル原料を充填する。
【解決手段】シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するマイクロニードルシート用のスタンパにおいて、それぞれの凹部の内周面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有するマイクロニードルシート用のスタンパに対して、第１部分内に第１ニードル原料が充填された凹部内に、スキージを用いて第２ニードル原料を充填する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚の表皮に薬物を注射するマイクロニードルシートおよびその製造方法、ならびにマイクロニードルシート用のスタンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロニードルシートは、微小な針（マイクロニードル）を固定部材上に所定の密度で配置したものである。マイクロニードルは、一般に根元から先端までの長さがおよそ１μｍから６００μｍ、根元の径がおよそ０．３μｍから４００μｍのおおよそ円錐形状に形成されており、その根元の径と長さとの比率が、（１）：（１．５〜３）と高いアスペクト比を有する。マイクロニードルシートは、人体の主として皮膚部分に当てて、マイクロニードルを皮膚の表皮部分に挿入し、薬物を挿入するために用いられる。なお、固定部材は、多数のマイクロニードルを固定する部材であれば良く、シート状の部材、円形板状の部材など、様々な形態の部材が用いられる。
【０００３】
マイクロニードルの長さは、上述のように数百μｍ程度であり、ほとんど痒痛を伴わないで使用できる。また、マイクロニードルシートを皮膚から離す際に、マイクロニードルが皮膚内に残留しても人体に支障が生じないように、マイクロニードル部分は自己溶解性物質で形成される。
【０００４】
このようなマイクロニードルを用いて人体に挿入される薬物の中には高価な薬物も含まれる。そのため、マイクロニードルの先端の皮膚への挿入部分にのみ薬物を含ませて、先端部分以外には薬物を含まないように、マイクロニードルを多層構造に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような多層構造のマイクロニードルを備えた従来のマイクロニードルシートの製造方法について、図８を参照して説明する。
【０００６】
まず、複数の錐状の凹部９１が形成されたスタンパ９０を準備する。スタンパ９０は、マイクロニードルの個々に対応する突起が形成された平板状の原版を、スタンパ母材に押し付けることにより形成される。スタンパ母材では、原版の複数の突起に対応した複数の錐状の凹部が形成され、これがスタンパ９０となる。原版のそれぞれの突起は、微細機械加工、真空処理、またはフォトリソグラフィー等の方法で形成される。突起は、円、角、楕円などの断面形状を有する円錐状または角錐状である。
【０００７】
スタンパ９０のそれぞれの凹部９１内に薬物を含有する第１のニードル原料９２が充填される。第１のニードル原料９２は、それぞれの凹部９１内の先端部分に例えばディスペンサを用いて定量充填され、その後乾燥される。
【０００８】
次に、第１のニードル原料９２が充填されたそれぞれの凹部９１内に、薬物を含有しない第２のニードル原料９３を充填する。第２のニードル原料９３は、例えばスキージ９４を用いて第１のニードル原料９２上に充填され、その後乾燥される。
【０００９】
その後、スタンパ９０上に固定基盤を貼り付けて、それぞれの凹部９１内に充填されたニードル原料を固定基盤に固定する。スタンパ９０から固定基盤を剥離することにより、第１のニードル原料９２からなる薬物を含有する第１層と、第２のニードル原料９３からなる第２層とを備える２層構造のマイクロニードルシートが完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−９４４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような従来の多層構造のマイクロニードルを備えたマイクロニードルシートの製造方法では、次のような課題がある。
【００１２】
第１のニードル原料９２が充填されたそれぞれの凹部９１内に、スキージ９４を用いて薬物を含有しない第２のニードル原料９３を充填すると、図９に示すように、凹部９１内に気泡９５を巻き込む場合がある。このように気泡９５が巻き込まれた状態にて形成されたマイクロニードルシートでは、薬物を含有する第１層を第２層に対して確実に固定することができず、マイクロニードルとしての機能を果たすことができないという課題がある。
【００１３】
一般的に、従来のマイクロニードルでは、薬液を含有する第１層の高さが３００μｍ程度に形成されている。近年、マイクロニードルシートにおいて、効率的に薬物を使用するという観点から、第１層目の充填量を必要な限度に減らしたいという要望がある。
【００１４】
しかしながら、凹部９１内への第１のニードル原料９１の充填量を減らすような場合にあっては、第２のニードル原料９３を充填する際に、さらに気泡９５を巻き込み易くなるという課題が考えられる。
【００１５】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、多層構造のマイクロニードルにおいて気泡の巻き込みを抑制できるマイクロニードルシートおよびその製造方法、ならびにマイクロニードルシート用のスタンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１７】
本発明の第１態様によれば、固定部材と、固定部材の表面に固定された複数の錐体状のニードルとを備えるマイクロニードルシートにおいて、ニードルは、その錐体の先端側に配置された第１層と、錐体の一部を形成しかつ第１層に連続する第２層とを備え、ニードルにおいて、錐体の対向する側面のなす角度が第１層よりも第２層が大きい、マイクロニードルシートを提供する。
【００１８】
本発明の第２態様によれば、ニードルにおいて、第１層の側面と第２層の側面のなす角度を変更する段部が錐体側面に形成されている、第１態様に記載のマイクロニードルシートを提供する。
【００１９】
本発明の第３態様によれば、第１層と第２層との界面が錐体側面と接する位置、または、第１層と第２層との界面が錐体側面と接する位置よりも第１層側の位置に、段部が形成されている、第２態様に記載のマイクロニードルシートを提供する。
【００２０】
本発明の第４態様によれば、段部が錐体側面の一部にのみ形成され、段部の形成位置がそれぞれのニードルにて固定部材の表面沿いに同じ向きに配置される、第２態様または第３態様に記載のマイクロニードルシートを提供する。
【００２１】
本発明の第５態様によれば、マイクロニードルシートの製造方法であって、シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するスタンパを準備する準備工程と、スタンパのそれぞれの凹部内に第１ニードル原料を充填して、錐体状の第１層を形成する第１層形成工程と、スキージとスタンパとをスタンパの面内方向に相対移動させて、第１層が形成されたそれぞれの凹部内に第２ニードル原料を充填して、第１層における錐体の対向する側面のなす角度よりも大きな角度の側面を有する第２層を形成する第２層形成工程とを含む、マイクロニードルシートの製造方法を提供する。
【００２２】
本発明の第６態様によれば、準備工程にて、それぞれの凹部の内側面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有するスタンパを準備し、第１層形成工程にて、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界に達する、または、境界を超えるように、第１ニードル原料が凹部内に充填される、第５態様に記載のマイクロニードルシートの製造方法を提供する。
【００２３】
本発明の第７態様によれば、準備工程にて、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界が、段部として形成されたスタンパを準備する、第６態様に記載のマイクロニードルシートの製造方法を提供する。
【００２４】
本発明の第８態様によれば、準備工程にて、錐体状の凹部の内側面の一部にのみ段部が形成され、かつそれぞれの凹部における段部の形成位置がスタンパの表面沿いに同じ向きに配置されたスタンパを準備し、第２層形成工程にて、スタンパに対して、段部の形成位置の向きと逆向きにスキージが相対移動される、第７態様に記載のマイクロニードルシートの製造方法を提供する。
【００２５】
本発明の第９態様によれば、シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するマイクロニードルシート用のスタンパであって、それぞれの凹部の内側面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有する、マイクロニードルシート用のスタンパを提供する。
【００２６】
本発明の第１０態様によれば、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界が、段部として形成されている、第９態様に記載のマイクロニードルシート用のスタンパを提供する。
【００２７】
本発明の第１１態様によれば、錐体状の凹部の内側面の一部にのみ段部が形成され、かつそれぞれの凹部における段部の形成位置が母材の表面沿いに同じ向きに配置されている、第９態様または第１０態様に記載のマイクロニードルシート用のスタンパを提供する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、錐体の先端側に配置された第１層と、錐体の一部を形成しかつ第１層に連続する第２層とを備えるニードルにおいて、錐体の対向する側面のなす角度が第１層よりも第２層が大きく構成されている。したがって、スキージを用いて、第１層が形成された凹部内に、スキージを用いて第２層を形成するニードル原料を充填する際に、凹部内への気泡の巻き込みを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態にかかるマイクロニードルシートの製造方法で使用されるスタンパの断面図
【図２】本実施の形態のスタンパが有する凹部の模式図
【図３】本実施の形態の製造方法の手順を示すフローチャート
【図４Ａ】本実施の形態の製造方法における第１のニードル原料充填工程の説明図
【図４Ｂ】本実施の形態の製造方法における第１のニードル原料乾燥工程の説明図
【図４Ｃ】本実施の形態の製造方法における第２のニードル原料充填工程の説明図
【図４Ｄ】本実施の形態の製造方法における第２のニードル原料充填工程の説明図
【図４Ｅ】本実施の形態の製造方法における第２のニードル原料乾燥工程の説明図
【図４Ｆ】本実施の形態の製造方法における接着材料配置工程の説明図
【図４Ｇ】本実施の形態の製造方法におけるマイクロニードルシート剥離工程の説明図
【図５】本実施の形態のスタンパが有する凹部の模式図
【図６】本実施の形態のマイクロニードルの断面図
【図７Ａ】本実施の形態の変形例にかかるスタンパの凹部の模式図
【図７Ｂ】本実施の形態の変形例にかかるスタンパの凹部の模式図
【図７Ｃ】本実施の形態の変形例にかかるスタンパの模式図
【図８】従来のマイクロニードルシートの製造方法の説明図
【図９】従来のマイクロニードルシートの製造方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
本発明の実施の形態にかかるマイクロニードルシートの製造方法にて用いられるスタンパ１の模式図を図１に示す。
【００３２】
図１に示すように、スタンパ１は、シート状の母材２に錐状の凹部３が形成されたものである。母材２の材質は特に限定されるものではないが、マイクロニードルシートが医薬品であるため、コンタミネーション（汚染）がされにくい材質または人体に影響がない材質が良い。例えば、金属であればＳＵＳ３１６Ｌ、ハステロイ、プラスチックであればＰＴＦＥ、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが好適に用いられる。
【００３３】
それぞれの凹部３は、母材２の表面（一方の面（図１の上面））から裏面（他方の面（図１の下面））に向かって先細りに延在している。凹部３は、円、角、楕円などの断面形状を有する大略円錐状または角錐状の空間として形成される。
【００３４】
ここで、スタンパ１の凹部３の形状について、図２の模式図を用いて説明する。
【００３５】
図２に示すように、大略錐体状の凹部３の内側面は、錐体形状の先端側（図示下方側）に配置された第１部分３ａと、錐体形状の一部を形成しかつ第１部分３ａに連続する第２部分３ｂ（図示上方側）とにより構成されている。凹部３の第２部分３ｂにおいて対向する内側面のなす角度θ２は、第１部分３ａにおいて対向する内側面のなす角度θ１よりも大きく設定されている。すなわち、大略錐体状の凹部３において、第１部分３ａの傾斜面（内側面）に比して第２部分３ｂの傾斜面が緩やかな傾斜とされている。
【００３６】
また、図２に示すように、第１部分３ａおよび第２部分３ｂの傾斜面は、断面視にて直線状の傾斜面として形成されており、第１部分３ａと第２部分３ｂとの境界は、傾斜面の角度をθ１からθ２へと変更する段部３ｃとなっている。
【００３７】
凹部３の形状寸法の具体例としては、凹部３の高さＨが５００μｍ、第１部分３ａを凹部３の開口部分まで仮想的に延在させた場合の幅Ｗ１が２７０μｍ、第１部分３ａの角度θ１が３０度となっている。なお、第１部分３ａの角度θ１は、皮膚への刺さり易さを考慮して、２５度〜３５度の範囲に設定することが好ましい。また、第２部分３ｂの角度θ２は、第１部分３ａの角度θ１よりも大きく設定され、３０度〜１６０度の範囲に設定することが好ましい。凹部３の開口部分の幅Ｗ２（第２部分３ｂの開口部の幅）は、第２部分３ｂの角度θ２の大きさに応じて、２７０μｍより大きな寸法に設定される。なお、凹部３の開口部分の幅Ｗ２は、隣接する凹部３の開口部分に干渉することがないように設定されることが好ましい。
【００３８】
このようなスタンパ１は、マイクロニードルの個々に対応する錐状の突起が形成された平板状の原版を、スタンパ母材２に押し付けることにより形成される。また、スタンパ１は原版に溶融させた樹脂で型取りを行う射出成形などによる方法で形成しても良い。原版の材質は特に限定されないものの、スタンパ作製時の繰り返しの耐久性が優れた金属や被切削性の高くて安価な材料でも良い。例えば、ステンレス、チタン、タングステン、ハステロイ、銅、アルミニウム、ニッケル、シリコン等が利用できる。また、突起は本体からの削り出しによる加工の他、フォトリソグラフィーを用いた方法で形成しても良い。
【００３９】
原版の突起は、経皮投与したい体の部位と薬物の仕様によって突起の高さが好適に決定され、例えば、高さ１μｍから５００μｍ程度の範囲の高さに決定される。突起は、円、角、楕円などの断面形状を有する大略円錐状または角錐状である。スタンパ母材２では、原版の複数の突起に対応した複数の錐状の凹部３が形成され、これがスタンパ１となる。
【００４０】
次に、本実施の形態のマイクロニードルシートの製造方法について具体的に説明する。説明にあたって、マイクロニードルシートの製造方法の手順を示すフローチャートを図３に示し、それぞれの手順（工程）におけるスタンパ等の状態の模式説明図を図４Ａ〜図４Ｇに示す。
【００４１】
まず、図３のフローチャートのステップＳ１にて、図１に示す構成を有するスタンパ１を準備する（ステップＳ１）。次に、図４Ａに示すように、第１のニードル原料１１がスタンパ１の表面上に供給され、スタンパ１の表面に沿ってスキージ１３を移動させることにより、それぞれの凹部３内に所定量の第１のニードル原料１１が充填される（ステップＳ２）。
【００４２】
図５の模式図に示すように、それぞれの凹部３において、第１のニードル原料１１は第１部分３ａ内に充填されるとともに、第１部分３ａと第２部分３ｂとの境界である段部３ｃを超えて第２部分３ｂの一部に達するように充填される。なお、本実施の形態では、スキージ１３を用いて第１のニードル原料１１を充填する場合について例示するが、ディスペンサを用いて充填を行っても良い。また、第１のニードル原料１１には、薬物が含有されており、例えば、後述する第２のニードル原料と共通のベース材料に薬物を混入させて構成している。ここで薬物とは例えば生理活性作用を有する純粋な化学物質のことであり、インスリン、成長ホルモン、エリスロポエチン、インターフェロン等のペプチド蛋白薬や、ワクチン抗原、ＤＮＡ、ＲＮＡ、などの高分子薬、ビタミン、ホルモン等が挙げられ、またこれらを主成分とする物であっても良い。なお、第１および第２のニードル原料は、体内に残留せずに排出される材料を用いるのが好適である。
【００４３】
その後、図４Ｂに示すように、充填された第１のニードル原料１１の乾燥処理が行われる（ステップＳ３）。この乾燥処理は、例えばスタンパ１を所定の温湿度環境下に配置されることで、第１のニードル原料１１からの蒸発速度を制御しながら乾燥速度を制御して行われる。その結果、それぞれの凹部３内の先端部分において、第１のニードル原料１１が略錐状にて固化した状態となり、マイクロニードルの第１層１１（第１のニードル原料１１と同じ参照符号を用いる）が形成される。
【００４４】
次に、図４Ｃに示すように、第２のニードル原料１２がスタンパ１の表面上に供給され、スタンパ１の表面に沿ってスキージ１４を移動させることにより、第１層１１が形成されたそれぞれの凹部３内に第２のニードル原料１２が充填される（ステップＳ４）。上述したように、それぞれの凹部３の第２部分３ｂの角度θ２は、第１部分３ａの角度θ１よりも大きく設定されているため、スキージ１４により第２のニードル原料１２が充填される際に、凹部３内に気泡が巻き込まれることを抑制できる。したがって、図４Ｄに示すように、先に第１のニードル原料１１が充填された凹部３内の残りの空間内に第２のニードル原料１２が確実に充填される。なお、第２のニードル原料１２には、実質的に薬物が含有されていない。ここで実質的に含有していないとは、皮膚を通して人体内に薬物を投与することを目的として含まないという意味であり、人体内への投薬以外の薬物の含有を排除するものではない。
【００４５】
その後、図４Ｅに示すように、充填された第２のニードル原料１２の乾燥処理が行われる（ステップＳ５）。それぞれの凹部３内において、第２のニードル原料１２から溶媒が蒸発されて固化し、第１層１１と接合された第２層１２（第２のニードル原料１２と同じ参照符号を用いる）が形成される。特に、第１のニードル原料１１と第２のニードル原料１２には共通のポリマー材料として相溶性の材料を用いることで、第１層１１と第２層１２との結合性を高めることができ、多層構造のマイクロニードルの一体性を高めることができる。
【００４６】
次に、図４Ｆに示すように、それぞれの凹部３内に第２層１２が形成された状態のスタンパ１の表面に、スキージ１５を用いて接着材料１６を配置する（ステップＳ６）。
【００４７】
その後、図４Ｇに示すように、接着材料１６上に固定基盤（固定部材）１７が貼り付けられ（ステップＳ７）、接着材料１６の乾燥処理が行われる。その後、固定基盤１７および接着材料１６をスタンパ１の表面から剥離する。これにより、接着材料１６を介して固定基盤１７上に固定された複数のマイクロニードル２１を備えるマイクロニードルシート２０を得ることができる（図４Ｇ、ステップＳ８）。それぞれのマイクロニードル２１は、第１層１１と第２層１２とからなる２層構造を有する一体的な錐状のニードルとして形成される。
【００４８】
ここで、このように製造されるマイクロニードルシート２０が有するマイクロニードル２１の構造について、図６の模式図を用いて説明する。
【００４９】
図６に示すように、マイクロニードル２１は、大略錐体状の形状を有し、錐体形状の先端側（図示下方側）に配置された第１層１１と、錐体の一部を形成しかつ第１層に連続する第２層１２（図示上方側）とにより構成される。
【００５０】
マイクロニードル２１は、上述したスタンパ１の凹部３の形状に合わせて形成されている。具体的には、第１層１１の対向する側面１１ａのなす角度θ１は、第２層１２の対向する側面１２ａのなす角度θ２よりも小さく設定されており、第１層１１の側面１１ａと、第２層１２の側面１２ａとの境界には段部１９が形成されている。また、第１層１１と第２層１２との界面が、マイクロニードル２１の側面と接する位置は、段部１９よりも第２層１２側に位置されている。
【００５１】
ここで、本実施の形態のマイクロニードル２１において、第１層１１の角度θ１を算出する方法について、図６を用いて説明する。
【００５２】
図６に示すように、マイクロニードル２１の先端２１ａより底面２１ｂ側へ２０μｍの位置Ｈ１と、２５０μｍの位置Ｈ２とを基準高さ位置とする。それぞれの基準高さ位置Ｈ１、Ｈ２において、マイクロニードル２１の側面と接する基準側面位置Ｐ１、Ｐ２を求める。求められた基準側面位置Ｐ１、Ｐ２を結ぶ仮想直線Ｌが交差する角度を、第１層１１の角度θ１として算出する。また、マイクロニードル２１の先端２１ａの高さ位置において、それぞれの仮想直線Ｌ間の幅が、先端２１ａの径Ｄとなる。なお、第１層１１の高さが２５０μｍ未満である場合には、基準高さ位置Ｈ２を適宜設定する。
【００５３】
また、第２層１２の角度θ２の算出については、段部１９の高さ位置を基準として、２つの基準高さ位置を設定し、この２つの基準高さ位置において、マイクロニードル２１の側面と接する基準側面位置を求めることで、上記第１層１１の角度θ１と同様に算出することができる。
【００５４】
第１層１１の角度θ１は、皮膚への刺さり易さを考慮して、２５度〜３５度の範囲に設定されることが好ましく、第２層１２の角度θ２は、第１層１１の角度θ１よりも大きく設定され、３０度〜１６０度の範囲に設定されることが好ましい。また、皮膚を貫通させるためには、マイクロニードル２１の先端２１ａの径を２０μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１０μｍ程度とすることが良い。さらに、マイクロニードル２１の先端は尖鋭化されていることが好ましい。また、第１層１１の高さは、皮膚内への挿入量や薬物量などに応じて、５０〜４００μｍの範囲に設定されることが好ましい。
【００５５】
図６に示すマイクロニードル２１では、マイクロニードル２１における第１層１１と第２層１２の間の層界面１８はほぼ平坦面とされている。このように層界面１８を平坦面とする場合には、個々の凹部３に対する第１のニードル原料１１の充填量を充填後の第１層１１の形状に基づく体積で管理することが容易となる。一方、このように層界面を平坦面とする場合に代えて、曲面状とするような場合であっても良い。層界面が曲面状となるような場合は、第１層１１と第２層１２との接触面積を増加させることができ、結合強度を高めることができる。なお、このような層界面の形態は、第１のニードル原料１１の乾燥時間（例えば、温湿度環境条件）などにより所望の形状に制御できる。
【００５６】
本実施の形態のマイクロニードルシートの製造方法によれば、多層構造のマイクロニードル２１を形成するスタンパ１において、大略錐体形状を有するそれぞれの凹部３の第２部分３ｂの角度θ２が、先端側の第１部分３ａの角度θ１よりも大きく設定されている。そのため、第１層１１が形成されたそれぞれの凹部３内に第２のニードル原料１２を、スキージ１４を用いて充填する際に、第１部分３ａよりも緩やかな第２部分３ｂの傾斜面を利用して、凹部３内に気泡が巻き込まれることを抑制できる。したがって、先に第１のニードル原料１１が充填された凹部３内の残りの空間内に、スキージ１４を用いて第２のニードル原料１２が確実に充填される。よって、製造されるマイクロニードルシートにおいて、マイクロニードル２１の不良発生を抑制でき、品質を高めることができる。
【００５７】
また、それぞれの凹部３において、第１のニードル原料１１は、第１部分３ａ内に充填されるとともに、第１部分３ａと第２部分３ｂとの境界である段部３ｃを超えて第２部分３ｂの一部に達するように充填されている。そのため、第１部分３ａの傾斜面に接触することなく、第２のニードル原料１２を凹部３内に充填でき、気泡の巻き込みを効果的に抑制できる。
【００５８】
なお、第１部分３ａと第２部分３ｂとの境界である段部３ｃを超えて第２部分３ｂの一部に達するように第１のニードル原料１１が充填されているような場合に代えて、段部３ｃの形成位置に略一致するように第１のニードル原料１１が充填されているような場合であっても良い。第２のニードル原料１２の充填時に第２のニードル原料１２が第１部分３ａの傾斜面に接触しない形態であれば、気泡の巻き込みを抑制できる。
【００５９】
さらに、スタンパ１の凹部３において、先端側の第１部分３ａの傾斜面が、断面視にて直線状に形成されている。このような形状では、傾斜面を内向きに突出する方向に湾曲させるような形状に比して、第１部分３ａにより囲まれる空間の体積中心を、マイクロニードル２１のより先端側２１ａに位置させることができる。よって、薬物が含有される第１層３ａの高さを短くすることができ、皮膚に対して効果的に薬物を投与することが可能となる。
【００６０】
なお、スタンパ１に形成される凹部３の形状は、その他様々な形状を採用できる。例えば、図７Ａの模式図に示すように、大略錐体形状の凹部５３の側面全体を、凹部５３の内向きに湾曲させながら、先端側の第１部分５３ａの角度θ１よりも、第２部分５３ｂの角度θ２を大きく設定するようにしても良い。このような形状では、段部が存在せず、凹部
５３の側面を滑らかな形状とすることができる。
【００６１】
また、図７Ｂの模式図に示すように、第１部分６３ａおよび第２部分６３ｂにより構成される凹部６３の側面の一部にのみ、段部６３ｃを設けるようにしても良い。この場合、図７Ｃに示すように、母材２の表面沿いに同じ向きに段部６３ｃを配置することが好ましい。この段部６３ｃの形成の向きと逆向きにスキージを移動させてニードル原料の充填を行うことで、気泡の巻き込みを抑制できる。
【００６２】
また、上述の説明では、多層構造のマイクロニードルの例として、２層構造である場合について説明したが、３層以上の構造に対しても適用可能である。
【００６３】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、薬物を表皮に挿入するマイクロニードルシートおよびその製造方法、ならびにマイクロニードルシート用のスタンパに広く利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ スタンパ
２ 母材
３ 凹部
３ａ 第１部分
３ｂ 第２部分
３ｃ 段部
１１ 第１のニードル原料、第１層
１２ 第２のニードル原料、第２層
１３〜１５ スキージ
１６ 接着材料
１７ 固定基盤
２０ マイクロニードルシート
２１ マイクロニードル
２１ａ 先端
２１ｂ 底面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚の表皮に薬物を注射するマイクロニードルシートおよびその製造方法、ならびにマイクロニードルシート用のスタンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロニードルシートは、微小な針（マイクロニードル）を固定部材上に所定の密度で配置したものである。マイクロニードルは、一般に根元から先端までの長さがおよそ１μｍから６００μｍ、根元の径がおよそ０．３μｍから４００μｍのおおよそ円錐形状に形成されており、その根元の径と長さとの比率が、（１）：（１．５〜３）と高いアスペクト比を有する。マイクロニードルシートは、人体の主として皮膚部分に当てて、マイクロニードルを皮膚の表皮部分に挿入し、薬物を挿入するために用いられる。なお、固定部材は、多数のマイクロニードルを固定する部材であれば良く、シート状の部材、円形板状の部材など、様々な形態の部材が用いられる。
【０００３】
マイクロニードルの長さは、上述のように数百μｍ程度であり、ほとんど痒痛を伴わないで使用できる。また、マイクロニードルシートを皮膚から離す際に、マイクロニードルが皮膚内に残留しても人体に支障が生じないように、マイクロニードル部分は自己溶解性物質で形成される。
【０００４】
このようなマイクロニードルを用いて人体に挿入される薬物の中には高価な薬物も含まれる。そのため、マイクロニードルの先端の皮膚への挿入部分にのみ薬物を含ませて、先端部分以外には薬物を含まないように、マイクロニードルを多層構造に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような多層構造のマイクロニードルを備えた従来のマイクロニードルシートの製造方法について、図８を参照して説明する。
【０００６】
まず、複数の錐状の凹部９１が形成されたスタンパ９０を準備する。スタンパ９０は、マイクロニードルの個々に対応する突起が形成された平板状の原版を、スタンパ母材に押し付けることにより形成される。スタンパ母材では、原版の複数の突起に対応した複数の錐状の凹部が形成され、これがスタンパ９０となる。原版のそれぞれの突起は、微細機械加工、真空処理、またはフォトリソグラフィー等の方法で形成される。突起は、円、角、楕円などの断面形状を有する円錐状または角錐状である。
【０００７】
スタンパ９０のそれぞれの凹部９１内に薬物を含有する第１のニードル原料９２が充填される。第１のニードル原料９２は、それぞれの凹部９１内の先端部分に例えばディスペンサを用いて定量充填され、その後乾燥される。
【０００８】
次に、第１のニードル原料９２が充填されたそれぞれの凹部９１内に、薬物を含有しない第２のニードル原料９３を充填する。第２のニードル原料９３は、例えばスキージ９４を用いて第１のニードル原料９２上に充填され、その後乾燥される。
【０００９】
その後、スタンパ９０上に固定基盤を貼り付けて、それぞれの凹部９１内に充填されたニードル原料を固定基盤に固定する。スタンパ９０から固定基盤を剥離することにより、第１のニードル原料９２からなる薬物を含有する第１層と、第２のニードル原料９３からなる第２層とを備える２層構造のマイクロニードルシートが完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−９４４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような従来の多層構造のマイクロニードルを備えたマイクロニードルシートの製造方法では、次のような課題がある。
【００１２】
第１のニードル原料９２が充填されたそれぞれの凹部９１内に、スキージ９４を用いて薬物を含有しない第２のニードル原料９３を充填すると、図９に示すように、凹部９１内に気泡９５を巻き込む場合がある。このように気泡９５が巻き込まれた状態にて形成されたマイクロニードルシートでは、薬物を含有する第１層を第２層に対して確実に固定することができず、マイクロニードルとしての機能を果たすことができないという課題がある。
【００１３】
一般的に、従来のマイクロニードルでは、薬液を含有する第１層の高さが３００μｍ程度に形成されている。近年、マイクロニードルシートにおいて、効率的に薬物を使用するという観点から、第１層目の充填量を必要な限度に減らしたいという要望がある。
【００１４】
しかしながら、凹部９１内への第１のニードル原料９１の充填量を減らすような場合にあっては、第２のニードル原料９３を充填する際に、さらに気泡９５を巻き込み易くなるという課題が考えられる。
【００１５】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、多層構造のマイクロニードルにおいて気泡の巻き込みを抑制できるマイクロニードルシートおよびその製造方法、ならびにマイクロニードルシート用のスタンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１７】
本発明の第１態様によれば、固定部材と、固定部材の表面に固定された複数の錐体状のニードルとを備えるマイクロニードルシートにおいて、ニードルは、その錐体の先端側に配置された第１層と、錐体の一部を形成しかつ第１層に連続する第２層とを備え、ニードルにおいて、錐体の対向する側面のなす角度が第１層よりも第２層が大きい、マイクロニードルシートを提供する。
【００１８】
本発明の第２態様によれば、ニードルにおいて、第１層の側面と第２層の側面のなす角度を変更する段部が錐体側面に形成されている、第１態様に記載のマイクロニードルシートを提供する。
【００１９】
本発明の第３態様によれば、第１層と第２層との界面が錐体側面と接する位置、または、第１層と第２層との界面が錐体側面と接する位置よりも第１層側の位置に、段部が形成されている、第２態様に記載のマイクロニードルシートを提供する。
【００２０】
本発明の第４態様によれば、段部が錐体側面の一部にのみ形成され、段部の形成位置がそれぞれのニードルにて固定部材の表面沿いに同じ向きに配置される、第２態様または第３態様に記載のマイクロニードルシートを提供する。
【００２１】
本発明の第５態様によれば、マイクロニードルシートの製造方法であって、シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するスタンパを準備する準備工程と、スタンパのそれぞれの凹部内に第１ニードル原料を充填して、錐体状の第１層を形成する第１層形成工程と、スキージとスタンパとをスタンパの面内方向に相対移動させて、第１層が形成されたそれぞれの凹部内に第２ニードル原料を充填して、第１層における錐体の対向する側面のなす角度よりも大きな角度の側面を有する第２層を形成する第２層形成工程とを含む、マイクロニードルシートの製造方法を提供する。
【００２２】
本発明の第６態様によれば、準備工程にて、それぞれの凹部の内側面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有するスタンパを準備し、第１層形成工程にて、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界に達する、または、境界を超えるように、第１ニードル原料が凹部内に充填される、第５態様に記載のマイクロニードルシートの製造方法を提供する。
【００２３】
本発明の第７態様によれば、準備工程にて、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界が、段部として形成されたスタンパを準備する、第６態様に記載のマイクロニードルシートの製造方法を提供する。
【００２４】
本発明の第８態様によれば、準備工程にて、錐体状の凹部の内側面の一部にのみ段部が形成され、かつそれぞれの凹部における段部の形成位置がスタンパの表面沿いに同じ向きに配置されたスタンパを準備し、第２層形成工程にて、スタンパに対して、段部の形成位置の向きと逆向きにスキージが相対移動される、第７態様に記載のマイクロニードルシートの製造方法を提供する。
【００２５】
本発明の第９態様によれば、シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するマイクロニードルシート用のスタンパであって、それぞれの凹部の内側面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有する、マイクロニードルシート用のスタンパを提供する。
【００２６】
本発明の第１０態様によれば、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界が、段部として形成されている、第９態様に記載のマイクロニードルシート用のスタンパを提供する。
【００２７】
本発明の第１１態様によれば、錐体状の凹部の内側面の一部にのみ段部が形成され、かつそれぞれの凹部における段部の形成位置が母材の表面沿いに同じ向きに配置されている、第９態様または第１０態様に記載のマイクロニードルシート用のスタンパを提供する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、錐体の先端側に配置された第１層と、錐体の一部を形成しかつ第１層に連続する第２層とを備えるニードルにおいて、錐体の対向する側面のなす角度が第１層よりも第２層が大きく構成されている。したがって、スキージを用いて、第１層が形成された凹部内に、スキージを用いて第２層を形成するニードル原料を充填する際に、凹部内への気泡の巻き込みを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態にかかるマイクロニードルシートの製造方法で使用されるスタンパの断面図
【図２】本実施の形態のスタンパが有する凹部の模式図
【図３】本実施の形態の製造方法の手順を示すフローチャート
【図４Ａ】本実施の形態の製造方法における第１のニードル原料充填工程の説明図
【図４Ｂ】本実施の形態の製造方法における第１のニードル原料乾燥工程の説明図
【図４Ｃ】本実施の形態の製造方法における第２のニードル原料充填工程の説明図
【図４Ｄ】本実施の形態の製造方法における第２のニードル原料充填工程の説明図
【図４Ｅ】本実施の形態の製造方法における第２のニードル原料乾燥工程の説明図
【図４Ｆ】本実施の形態の製造方法における接着材料配置工程の説明図
【図４Ｇ】本実施の形態の製造方法におけるマイクロニードルシート剥離工程の説明図
【図５】本実施の形態のスタンパが有する凹部の模式図
【図６】本実施の形態のマイクロニードルの断面図
【図７Ａ】本実施の形態の変形例にかかるスタンパの凹部の模式図
【図７Ｂ】本実施の形態の変形例にかかるスタンパの凹部の模式図
【図７Ｃ】本実施の形態の変形例にかかるスタンパの模式図
【図８】従来のマイクロニードルシートの製造方法の説明図
【図９】従来のマイクロニードルシートの製造方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
本発明の実施の形態にかかるマイクロニードルシートの製造方法にて用いられるスタンパ１の模式図を図１に示す。
【００３２】
図１に示すように、スタンパ１は、シート状の母材２に錐状の凹部３が形成されたものである。母材２の材質は特に限定されるものではないが、マイクロニードルシートが医薬品であるため、コンタミネーション（汚染）がされにくい材質または人体に影響がない材質が良い。例えば、金属であればＳＵＳ３１６Ｌ、ハステロイ、プラスチックであればＰＴＦＥ、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが好適に用いられる。
【００３３】
それぞれの凹部３は、母材２の表面（一方の面（図１の上面））から裏面（他方の面（図１の下面））に向かって先細りに延在している。凹部３は、円、角、楕円などの断面形状を有する大略円錐状または角錐状の空間として形成される。
【００３４】
ここで、スタンパ１の凹部３の形状について、図２の模式図を用いて説明する。
【００３５】
図２に示すように、大略錐体状の凹部３の内側面は、錐体形状の先端側（図示下方側）に配置された第１部分３ａと、錐体形状の一部を形成しかつ第１部分３ａに連続する第２部分３ｂ（図示上方側）とにより構成されている。凹部３の第２部分３ｂにおいて対向する内側面のなす角度θ２は、第１部分３ａにおいて対向する内側面のなす角度θ１よりも大きく設定されている。すなわち、大略錐体状の凹部３において、第１部分３ａの傾斜面（内側面）に比して第２部分３ｂの傾斜面が緩やかな傾斜とされている。
【００３６】
また、図２に示すように、第１部分３ａおよび第２部分３ｂの傾斜面は、断面視にて直線状の傾斜面として形成されており、第１部分３ａと第２部分３ｂとの境界は、傾斜面の角度をθ１からθ２へと変更する段部３ｃとなっている。
【００３７】
凹部３の形状寸法の具体例としては、凹部３の高さＨが５００μｍ、第１部分３ａを凹部３の開口部分まで仮想的に延在させた場合の幅Ｗ１が２７０μｍ、第１部分３ａの角度θ１が３０度となっている。なお、第１部分３ａの角度θ１は、皮膚への刺さり易さを考慮して、２５度〜３５度の範囲に設定することが好ましい。また、第２部分３ｂの角度θ２は、第１部分３ａの角度θ１よりも大きく設定され、３０度〜１６０度の範囲に設定することが好ましい。凹部３の開口部分の幅Ｗ２（第２部分３ｂの開口部の幅）は、第２部分３ｂの角度θ２の大きさに応じて、２７０μｍより大きな寸法に設定される。なお、凹部３の開口部分の幅Ｗ２は、隣接する凹部３の開口部分に干渉することがないように設定されることが好ましい。
【００３８】
このようなスタンパ１は、マイクロニードルの個々に対応する錐状の突起が形成された平板状の原版を、スタンパ母材２に押し付けることにより形成される。また、スタンパ１は原版に溶融させた樹脂で型取りを行う射出成形などによる方法で形成しても良い。原版の材質は特に限定されないものの、スタンパ作製時の繰り返しの耐久性が優れた金属や被切削性の高くて安価な材料でも良い。例えば、ステンレス、チタン、タングステン、ハステロイ、銅、アルミニウム、ニッケル、シリコン等が利用できる。また、突起は本体からの削り出しによる加工の他、フォトリソグラフィーを用いた方法で形成しても良い。
【００３９】
原版の突起は、経皮投与したい体の部位と薬物の仕様によって突起の高さが好適に決定され、例えば、高さ１μｍから５００μｍ程度の範囲の高さに決定される。突起は、円、角、楕円などの断面形状を有する大略円錐状または角錐状である。スタンパ母材２では、原版の複数の突起に対応した複数の錐状の凹部３が形成され、これがスタンパ１となる。
【００４０】
次に、本実施の形態のマイクロニードルシートの製造方法について具体的に説明する。説明にあたって、マイクロニードルシートの製造方法の手順を示すフローチャートを図３に示し、それぞれの手順（工程）におけるスタンパ等の状態の模式説明図を図４Ａ〜図４Ｇに示す。
【００４１】
まず、図３のフローチャートのステップＳ１にて、図１に示す構成を有するスタンパ１を準備する（ステップＳ１）。次に、図４Ａに示すように、第１のニードル原料１１がスタンパ１の表面上に供給され、スタンパ１の表面に沿ってスキージ１３を移動させることにより、それぞれの凹部３内に所定量の第１のニードル原料１１が充填される（ステップＳ２）。
【００４２】
図５の模式図に示すように、それぞれの凹部３において、第１のニードル原料１１は第１部分３ａ内に充填されるとともに、第１部分３ａと第２部分３ｂとの境界である段部３ｃを超えて第２部分３ｂの一部に達するように充填される。なお、本実施の形態では、スキージ１３を用いて第１のニードル原料１１を充填する場合について例示するが、ディスペンサを用いて充填を行っても良い。また、第１のニードル原料１１には、薬物が含有されており、例えば、後述する第２のニードル原料と共通のベース材料に薬物を混入させて構成している。ここで薬物とは例えば生理活性作用を有する純粋な化学物質のことであり、インスリン、成長ホルモン、エリスロポエチン、インターフェロン等のペプチド蛋白薬や、ワクチン抗原、ＤＮＡ、ＲＮＡ、などの高分子薬、ビタミン、ホルモン等が挙げられ、またこれらを主成分とする物であっても良い。なお、第１および第２のニードル原料は、体内に残留せずに排出される材料を用いるのが好適である。
【００４３】
その後、図４Ｂに示すように、充填された第１のニードル原料１１の乾燥処理が行われる（ステップＳ３）。この乾燥処理は、例えばスタンパ１を所定の温湿度環境下に配置されることで、第１のニードル原料１１からの蒸発速度を制御しながら乾燥速度を制御して行われる。その結果、それぞれの凹部３内の先端部分において、第１のニードル原料１１が略錐状にて固化した状態となり、マイクロニードルの第１層１１（第１のニードル原料１１と同じ参照符号を用いる）が形成される。
【００４４】
次に、図４Ｃに示すように、第２のニードル原料１２がスタンパ１の表面上に供給され、スタンパ１の表面に沿ってスキージ１４を移動させることにより、第１層１１が形成されたそれぞれの凹部３内に第２のニードル原料１２が充填される（ステップＳ４）。上述したように、それぞれの凹部３の第２部分３ｂの角度θ２は、第１部分３ａの角度θ１よりも大きく設定されているため、スキージ１４により第２のニードル原料１２が充填される際に、凹部３内に気泡が巻き込まれることを抑制できる。したがって、図４Ｄに示すように、先に第１のニードル原料１１が充填された凹部３内の残りの空間内に第２のニードル原料１２が確実に充填される。なお、第２のニードル原料１２には、実質的に薬物が含有されていない。ここで実質的に含有していないとは、皮膚を通して人体内に薬物を投与することを目的として含まないという意味であり、人体内への投薬以外の薬物の含有を排除するものではない。
【００４５】
その後、図４Ｅに示すように、充填された第２のニードル原料１２の乾燥処理が行われる（ステップＳ５）。それぞれの凹部３内において、第２のニードル原料１２から溶媒が蒸発されて固化し、第１層１１と接合された第２層１２（第２のニードル原料１２と同じ参照符号を用いる）が形成される。特に、第１のニードル原料１１と第２のニードル原料１２には共通のポリマー材料として相溶性の材料を用いることで、第１層１１と第２層１２との結合性を高めることができ、多層構造のマイクロニードルの一体性を高めることができる。
【００４６】
次に、図４Ｆに示すように、それぞれの凹部３内に第２層１２が形成された状態のスタンパ１の表面に、スキージ１５を用いて接着材料１６を配置する（ステップＳ６）。
【００４７】
その後、図４Ｇに示すように、接着材料１６上に固定基盤（固定部材）１７が貼り付けられ（ステップＳ７）、接着材料１６の乾燥処理が行われる。その後、固定基盤１７および接着材料１６をスタンパ１の表面から剥離する。これにより、接着材料１６を介して固定基盤１７上に固定された複数のマイクロニードル２１を備えるマイクロニードルシート２０を得ることができる（図４Ｇ、ステップＳ８）。それぞれのマイクロニードル２１は、第１層１１と第２層１２とからなる２層構造を有する一体的な錐状のニードルとして形成される。
【００４８】
ここで、このように製造されるマイクロニードルシート２０が有するマイクロニードル２１の構造について、図６の模式図を用いて説明する。
【００４９】
図６に示すように、マイクロニードル２１は、大略錐体状の形状を有し、錐体形状の先端側（図示下方側）に配置された第１層１１と、錐体の一部を形成しかつ第１層に連続する第２層１２（図示上方側）とにより構成される。
【００５０】
マイクロニードル２１は、上述したスタンパ１の凹部３の形状に合わせて形成されている。具体的には、第１層１１の対向する側面１１ａのなす角度θ１は、第２層１２の対向する側面１２ａのなす角度θ２よりも小さく設定されており、第１層１１の側面１１ａと、第２層１２の側面１２ａとの境界には段部１９が形成されている。また、第１層１１と第２層１２との界面が、マイクロニードル２１の側面と接する位置は、段部１９よりも第２層１２側に位置されている。
【００５１】
ここで、本実施の形態のマイクロニードル２１において、第１層１１の角度θ１を算出する方法について、図６を用いて説明する。
【００５２】
図６に示すように、マイクロニードル２１の先端２１ａより底面２１ｂ側へ２０μｍの位置Ｈ１と、２５０μｍの位置Ｈ２とを基準高さ位置とする。それぞれの基準高さ位置Ｈ１、Ｈ２において、マイクロニードル２１の側面と接する基準側面位置Ｐ１、Ｐ２を求める。求められた基準側面位置Ｐ１、Ｐ２を結ぶ仮想直線Ｌが交差する角度を、第１層１１の角度θ１として算出する。また、マイクロニードル２１の先端２１ａの高さ位置において、それぞれの仮想直線Ｌ間の幅が、先端２１ａの径Ｄとなる。なお、第１層１１の高さが２５０μｍ未満である場合には、基準高さ位置Ｈ２を適宜設定する。
【００５３】
また、第２層１２の角度θ２の算出については、段部１９の高さ位置を基準として、２つの基準高さ位置を設定し、この２つの基準高さ位置において、マイクロニードル２１の側面と接する基準側面位置を求めることで、上記第１層１１の角度θ１と同様に算出することができる。
【００５４】
第１層１１の角度θ１は、皮膚への刺さり易さを考慮して、２５度〜３５度の範囲に設定されることが好ましく、第２層１２の角度θ２は、第１層１１の角度θ１よりも大きく設定され、３０度〜１６０度の範囲に設定されることが好ましい。また、皮膚を貫通させるためには、マイクロニードル２１の先端２１ａの径を２０μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１０μｍ程度とすることが良い。さらに、マイクロニードル２１の先端は尖鋭化されていることが好ましい。また、第１層１１の高さは、皮膚内への挿入量や薬物量などに応じて、５０〜４００μｍの範囲に設定されることが好ましい。
【００５５】
図６に示すマイクロニードル２１では、マイクロニードル２１における第１層１１と第２層１２の間の層界面１８はほぼ平坦面とされている。このように層界面１８を平坦面とする場合には、個々の凹部３に対する第１のニードル原料１１の充填量を充填後の第１層１１の形状に基づく体積で管理することが容易となる。一方、このように層界面を平坦面とする場合に代えて、曲面状とするような場合であっても良い。層界面が曲面状となるような場合は、第１層１１と第２層１２との接触面積を増加させることができ、結合強度を高めることができる。なお、このような層界面の形態は、第１のニードル原料１１の乾燥時間（例えば、温湿度環境条件）などにより所望の形状に制御できる。
【００５６】
本実施の形態のマイクロニードルシートの製造方法によれば、多層構造のマイクロニードル２１を形成するスタンパ１において、大略錐体形状を有するそれぞれの凹部３の第２部分３ｂの角度θ２が、先端側の第１部分３ａの角度θ１よりも大きく設定されている。そのため、第１層１１が形成されたそれぞれの凹部３内に第２のニードル原料１２を、スキージ１４を用いて充填する際に、第１部分３ａよりも緩やかな第２部分３ｂの傾斜面を利用して、凹部３内に気泡が巻き込まれることを抑制できる。したがって、先に第１のニードル原料１１が充填された凹部３内の残りの空間内に、スキージ１４を用いて第２のニードル原料１２が確実に充填される。よって、製造されるマイクロニードルシートにおいて、マイクロニードル２１の不良発生を抑制でき、品質を高めることができる。
【００５７】
また、それぞれの凹部３において、第１のニードル原料１１は、第１部分３ａ内に充填されるとともに、第１部分３ａと第２部分３ｂとの境界である段部３ｃを超えて第２部分３ｂの一部に達するように充填されている。そのため、第１部分３ａの傾斜面に接触することなく、第２のニードル原料１２を凹部３内に充填でき、気泡の巻き込みを効果的に抑制できる。
【００５８】
なお、第１部分３ａと第２部分３ｂとの境界である段部３ｃを超えて第２部分３ｂの一部に達するように第１のニードル原料１１が充填されているような場合に代えて、段部３ｃの形成位置に略一致するように第１のニードル原料１１が充填されているような場合であっても良い。第２のニードル原料１２の充填時に第２のニードル原料１２が第１部分３ａの傾斜面に接触しない形態であれば、気泡の巻き込みを抑制できる。
【００５９】
さらに、スタンパ１の凹部３において、先端側の第１部分３ａの傾斜面が、断面視にて直線状に形成されている。このような形状では、傾斜面を内向きに突出する方向に湾曲させるような形状に比して、第１部分３ａにより囲まれる空間の体積中心を、マイクロニードル２１のより先端側２１ａに位置させることができる。よって、薬物が含有される第１層３ａの高さを短くすることができ、皮膚に対して効果的に薬物を投与することが可能となる。
【００６０】
なお、スタンパ１に形成される凹部３の形状は、その他様々な形状を採用できる。例えば、図７Ａの模式図に示すように、大略錐体形状の凹部５３の側面全体を、凹部５３の内向きに湾曲させながら、先端側の第１部分５３ａの角度θ１よりも、第２部分５３ｂの角度θ２を大きく設定するようにしても良い。このような形状では、段部が存在せず、凹部
５３の側面を滑らかな形状とすることができる。
【００６１】
また、図７Ｂの模式図に示すように、第１部分６３ａおよび第２部分６３ｂにより構成される凹部６３の側面の一部にのみ、段部６３ｃを設けるようにしても良い。この場合、図７Ｃに示すように、母材２の表面沿いに同じ向きに段部６３ｃを配置することが好ましい。この段部６３ｃの形成の向きと逆向きにスキージを移動させてニードル原料の充填を行うことで、気泡の巻き込みを抑制できる。
【００６２】
また、上述の説明では、多層構造のマイクロニードルの例として、２層構造である場合について説明したが、３層以上の構造に対しても適用可能である。
【００６３】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、薬物を表皮に挿入するマイクロニードルシートおよびその製造方法、ならびにマイクロニードルシート用のスタンパに広く利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ スタンパ
２ 母材
３ 凹部
３ａ 第１部分
３ｂ 第２部分
３ｃ 段部
１１ 第１のニードル原料、第１層
１２ 第２のニードル原料、第２層
１３〜１５ スキージ
１６ 接着材料
１７ 固定基盤
２０ マイクロニードルシート
２１ マイクロニードル
２１ａ 先端
２１ｂ 底面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、固定部材の表面に固定された複数の錐体状のニードルとを備えるマイクロニードルシートにおいて、
ニードルは、その錐体の先端側に配置された第１層と、錐体の一部を形成しかつ第１層に連続する第２層とを備え、
ニードルにおいて、錐体の対向する側面のなす角度が第１層よりも第２層が大きい、マイクロニードルシート。
【請求項２】
ニードルにおいて、第１層の側面と第２層の側面のなす角度を変更する段部が錐体側面に形成されている、請求項１に記載のマイクロニードルシート。
【請求項３】
第１層と第２層との界面が錐体側面と接する位置、または、第１層と第２層との界面が錐体側面と接する位置よりも第１層側の位置に、段部が形成されている、請求項２に記載のマイクロニードルシート。
【請求項４】
段部が錐体側面の一部にのみ形成され、段部の形成位置がそれぞれのニードルにて固定部材の表面沿いに同じ向きに配置される、請求項２または３に記載のマイクロニードルシート。
【請求項５】
マイクロニードルシートの製造方法であって、
シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するスタンパを準備する準備工程と、
スタンパのそれぞれの凹部内に第１ニードル原料を充填して、錐体状の第１層を形成する第１層形成工程と、
スキージとスタンパとをスタンパの面内方向に相対移動させて、第１層が形成されたそれぞれの凹部内に第２ニードル原料を充填して、第１層における錐体の対向する側面のなす角度よりも大きな角度の側面を有する第２層を形成する第２層形成工程とを含む、マイクロニードルシートの製造方法。
【請求項６】
準備工程にて、それぞれの凹部の内側面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有するスタンパを準備し、
第１層形成工程にて、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界に達する、または、境界を超えるように、第１ニードル原料が凹部内に充填される、請求項５に記載のマイクロニードルシートの製造方法。
【請求項７】
準備工程にて、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界が、段部として形成されたスタンパを準備する、請求項６に記載のマイクロニードルシートの製造方法。
【請求項８】
準備工程にて、錐体状の凹部の内側面の一部にのみ段部が形成され、かつそれぞれの凹部における段部の形成位置がスタンパの表面沿いに同じ向きに配置されたスタンパを準備し、
第２層形成工程にて、スタンパに対して、段部の形成位置の向きと逆向きにスキージが相対移動される、請求項７に記載のマイクロニードルシートの製造方法。
【請求項９】
シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するマイクロニードルシート用のスタンパであって、
それぞれの凹部の内側面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、
第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有する、マイクロニードルシート用のスタンパ。
【請求項１０】
それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界が、段部として形成されている、請求項９に記載のマイクロニードルシート用のスタンパ。
【請求項１１】
錐体状の凹部の内側面の一部にのみ段部が形成され、かつそれぞれの凹部における段部の形成位置が母材の表面沿いに同じ向きに配置されている、請求項９または１０に記載のマイクロニードルシート用のスタンパ。
【請求項１】
固定部材と、固定部材の表面に固定された複数の錐体状のニードルとを備えるマイクロニードルシートにおいて、
ニードルは、その錐体の先端側に配置された第１層と、錐体の一部を形成しかつ第１層に連続する第２層とを備え、
ニードルにおいて、錐体の対向する側面のなす角度が第１層よりも第２層が大きい、マイクロニードルシート。
【請求項２】
ニードルにおいて、第１層の側面と第２層の側面のなす角度を変更する段部が錐体側面に形成されている、請求項１に記載のマイクロニードルシート。
【請求項３】
第１層と第２層との界面が錐体側面と接する位置、または、第１層と第２層との界面が錐体側面と接する位置よりも第１層側の位置に、段部が形成されている、請求項２に記載のマイクロニードルシート。
【請求項４】
段部が錐体側面の一部にのみ形成され、段部の形成位置がそれぞれのニードルにて固定部材の表面沿いに同じ向きに配置される、請求項２または３に記載のマイクロニードルシート。
【請求項５】
マイクロニードルシートの製造方法であって、
シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するスタンパを準備する準備工程と、
スタンパのそれぞれの凹部内に第１ニードル原料を充填して、錐体状の第１層を形成する第１層形成工程と、
スキージとスタンパとをスタンパの面内方向に相対移動させて、第１層が形成されたそれぞれの凹部内に第２ニードル原料を充填して、第１層における錐体の対向する側面のなす角度よりも大きな角度の側面を有する第２層を形成する第２層形成工程とを含む、マイクロニードルシートの製造方法。
【請求項６】
準備工程にて、それぞれの凹部の内側面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有するスタンパを準備し、
第１層形成工程にて、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界に達する、または、境界を超えるように、第１ニードル原料が凹部内に充填される、請求項５に記載のマイクロニードルシートの製造方法。
【請求項７】
準備工程にて、それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界が、段部として形成されたスタンパを準備する、請求項６に記載のマイクロニードルシートの製造方法。
【請求項８】
準備工程にて、錐体状の凹部の内側面の一部にのみ段部が形成され、かつそれぞれの凹部における段部の形成位置がスタンパの表面沿いに同じ向きに配置されたスタンパを準備し、
第２層形成工程にて、スタンパに対して、段部の形成位置の向きと逆向きにスキージが相対移動される、請求項７に記載のマイクロニードルシートの製造方法。
【請求項９】
シート状の母材の表面から裏面に向かって先細りに延在する複数の錐体状の凹部を有するマイクロニードルシート用のスタンパであって、
それぞれの凹部の内側面は、錐体の先端側に配置された第１部分と、錐体の一部を形成しかつ第１部分に連続する第２部分とを備え、
第１部分における錐体の対向する内側面のなす角度よりも、第２部分の内側面が大きな角度を有する、マイクロニードルシート用のスタンパ。
【請求項１０】
それぞれの凹部の内側面における第１部分と第２部分との境界が、段部として形成されている、請求項９に記載のマイクロニードルシート用のスタンパ。
【請求項１１】
錐体状の凹部の内側面の一部にのみ段部が形成され、かつそれぞれの凹部における段部の形成位置が母材の表面沿いに同じ向きに配置されている、請求項９または１０に記載のマイクロニードルシート用のスタンパ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７４９２４（Ｐ２０１３−７４９２４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５１１１（Ｐ２０１１−２１５１１１）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）本発明は独立行政法人科学技術振興機構が株式会社バイオセレンタックに委託した平成２０年度独創的シーズ展開事業 革新的ベンチャー活用開発一般プログラムに係る「２層マイクロニードル製造装置」の成果によるものであり、産業技術力強化法第１９条の適用を受けるものである。
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【出願人】（５０２４１４３８９）株式会社バイオセレンタック (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）本発明は独立行政法人科学技術振興機構が株式会社バイオセレンタックに委託した平成２０年度独創的シーズ展開事業 革新的ベンチャー活用開発一般プログラムに係る「２層マイクロニードル製造装置」の成果によるものであり、産業技術力強化法第１９条の適用を受けるものである。
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【出願人】（５０２４１４３８９）株式会社バイオセレンタック (24)
【Ｆターム（参考）】
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