薬物輸送デバイス
【課題】生体へ薬剤を供給する効率を向上した薬物輸送デバイスを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいことを特徴とする薬物輸送デバイスであり、押圧された場合、機械的応力が第二の微細針状構造体の先端部に集中するため、押圧の程度が低くとも、第二の微細針状構造体は薬液層の壁面に穿刺し、薬剤保持部に保持された薬剤を効率的に放出することが出来る。
【解決手段】本発明は、第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいことを特徴とする薬物輸送デバイスであり、押圧された場合、機械的応力が第二の微細針状構造体の先端部に集中するため、押圧の程度が低くとも、第二の微細針状構造体は薬液層の壁面に穿刺し、薬剤保持部に保持された薬剤を効率的に放出することが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬物を投与するための薬物輸送デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薬物を投与する方法として、注射針により薬剤を皮内、皮下、筋肉層等へ注入が行われている。しかし、従来の注射針では表皮、真皮、皮下または筋肉層に穿刺することができるが、真皮は神経細胞が含まれるので注射針の真皮への穿刺は苦痛が大きい。これを克服するため、塗布軟膏やホクナリンテープ等のツロブテロール貼付剤のような経皮吸収剤を使用し薬剤を皮膚から投与する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、上述の方法は、穿刺による苦痛を避けることができるが、薬物を皮膚から投与するため非常に制限がある。すなわち、皮膚を容易に浸透／透過することができるのは少数の薬剤のみであり、大半の薬剤は十分な量または速度で皮膚を浸透／透過することができない。大半の薬剤が十分な量または速度で皮膚を浸透／透過することができないのは、皮膚の最表面にある角質層が原因である。角質層は厚さ２０μｍ程度の層構造をとっており、異物や微生物、ウィルス等の体内への侵入および水分等の体内からの蒸発を防ぐバリア機能を持っている。そのため、薬剤が角質層を浸透／透過することが困難となる。
【０００４】
そこで、上述の問題点を解決する手段として、痛みを伴わない無痛針であるマイクロニードルの開発が進められている。例えば、医療用マイクロニードルとして、アレイ状に配置した貫通口の無いマイクロニードルのニードルアレイ面に予め薬剤を塗布し、ニードルアレイ面を皮膚に押し付けることにより、ニードル表面と皮膚の間を浸透する物が提案されている（特許文献１参照、非特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上述の方法では、マイクロニードルのニードルアレイ面に薬剤を塗布するため、薬物の皮膚からの投与量は、マイクロニードルの表面積に依存する。マイクロニードルは、薬物を効率よく皮膚内に浸透させるために、表皮の厚み（５０〜１５０μｍ）を超える数百μｍ程度の長さのニードルを、アレイ状に多数配置して用いられるのが一般的であり、従来のマイクロニードルの形状、大きさでは、ニードル１本あたりの薬剤の塗布量が足りない場合、単にニードルをアレイ状に配置するだけでは、十分な量の薬剤を投与することが困難である。また、表面積を大きくするために、ニードルをそれ以上大きくすると、疼痛を感じてしまうため、無痛針として機能しなくなってしまう問題があった。
【０００６】
そこで、マイクロニードルの表面積に薬剤の投与量が依存しない薬物輸送デバイスとして、マイクロニードルが形成された基板が板厚方向を貫通する薬液通過用孔を持ち、マイクロニードルが形成された基板の他方の面にろ過滅菌用フィルター層と押圧されると内部から薬液が流出するように構成された薬液層が順次積層され、薬液層から流出する薬液が、ろ過滅菌用フィルター層、基板の薬液通過孔を順に通過してマイクロニードルが形成された貼付面へと移動する薬物輸送デバイスが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１４５５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１４９８１８号公報
【非特許文献１】“BIODEGRADABLEPOLYMER MICRONEEDLES : FABRICATION, MECHANICS AND TRANSDERMAL DRUG DELIVERY”, JUNG-HWAN PARK et al.,JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE, vol.104, p51-66(2005)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、濾過滅菌用フィルター層と薬液層とが直接接触する構成では、押圧の程度が低い場合、充分な応力が薬液層にかからないため、薬液層の破損が起こらず、薬剤を放出できない恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、生体へ薬物を供給する効率を向上した薬物輸送デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、薬物を投与するための薬物輸送デバイスであって、基板と、前記基板表面に設けられた第一の微細針状構造体と、前記第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と逆側の基板表面に設けられた第二の微細針状構造体と、前記第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層された薬液層と、前記薬液層の壁面に囲まれた薬剤保持部と、を備え、第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいことを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の薬物輸送デバイスであって、薬液層が複数積層されており、薬剤保持部を複数設けたことを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面の厚さと、各薬液層の壁面の厚さと、の和が、第二の微細針状構造体の高さよりも大きいことを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、基板に、第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と、第二の微細針状構造体が設けられた基板表面と、を繋ぐ貫通孔を設けたことを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の薬物輸送デバイスであって、基板は、多孔質材料を用いた基板であり、貫通孔は、前記多孔質材料に形成された細孔であることを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１４】
請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、第二の微細針構造体が、基板外縁部に選択的に形成されていることを特徴とする薬物輸送デバイスである。
なお、本明細書において、「基板外縁部」とは、基板の最外周部のみに限定されず、基板表面の任意の一点から、一定の範囲の距離だけ離れた基板上の部位として定義する。
【００１５】
請求項７に記載の本発明は、請求項６に記載の薬物輸送デバイスであって、第二の微細針構造体が設けられた基板表面が、基板外縁部から基板中心部にむけて傾斜していることを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１６】
請求項８に記載の本発明は、請求項１から７のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、第一の微細針状構造体は、薬理効果を示す材料により形成され、薬剤保持部に前記薬理効果を示す材料を溶出する溶剤が充填されていることを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の薬物輸送デバイスは、押圧された場合、機械的応力が第二の微細針状構造体の先端部に集中するため、押圧の程度が低くとも、第二の微細針状構造体は薬液層の壁面に穿刺し、薬剤保持部に保持された薬剤を効率的に放出することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の薬物輸送デバイスについて説明を行う。
本発明の薬物輸送デバイスは、
基板と、
前記基板表面に設けられた第一の微細針状構造体と、
前記第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と逆側の基板表面に設けられた第二の微細針状構造体と、
前記第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層された薬液層と、
前記薬液層の壁面に囲まれた薬剤保持部と、を備え、
第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいこと
を特徴とする。
【００１９】
本発明の薬物輸送デバイスの一例について、図１〜５を用いて具体的に説明を行う。当然のことながら、本発明の薬物輸送デバイスは図１〜５に例示した一例に限定されるものではない。図１は、本発明に係る薬物輸送デバイスの一例を示す断面図であり、図１（ａ）は薬液層２を穿刺する前の状態を示す図、図１（ｂ）は薬液層２を穿刺した状態を示す図である。
【００２０】
基板は、第一の微細針状構造体と、第二の微細針状構造体を支持するために設けられる。基板の厚さは、特に限定されず、材料、薬物輸送デバイスの用途などに応じて決定することが出来る。具体的には、１００μｍ〜３ｍｍ程度であっても良い。
【００２１】
また、基板には、第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と、第二の微細針状構造体が設けられた基板表面と、を繋ぐ貫通孔を設けることが好ましい。基板に貫通孔を設けることで、押圧時に放出された薬剤を第一の微細針状構造体が形成された表面側へと移動させる薬剤通過路として貫通孔を用いることが出来る。基板に貫通孔を設ける方法としては、貫通孔の寸法に応じて好適な方法を選択して良い。例えば、エッチング、レーザー加工などを用いて形成しても良い。貫通孔の寸法は、薬剤、薬物輸送デバイスの用途などに応じて決定することが出来る。人間の皮膚を対象とし、一般的な経皮浸透薬を用いた場合、具体的には、内径は５μｍ〜１００μｍ程度、密度は１ｃｍ２あたり５００個〜１０００個程度、より好ましくは７００個〜９００個程度であることが望ましい。
【００２２】
また、基板の材料は、特に限定されず、例えば、プラスチック、セラミック、シリコン、ガラス、金属などを用いても良い。生体に薬剤を供給するための薬物輸送デバイスであることを考慮するとチタン、ポリ乳酸等の生体に低刺激な物質が好ましい。
【００２３】
また、図２に示すように、基板は、多孔質材料を用いた基板であり、貫通孔は、前記多孔質材料に形成された細孔であることが好ましい。材料として多孔質材料を用いることにより、薬剤通過路にろ過滅菌フィルターを兼ね備えた構成とすることが出来る。前記多孔質材料としては、例えば、多孔質シリコンや多孔質ガラス等を用いて良い。
【００２４】
第一の微細針状構造体は、薬物投与先を穿刺するために設けられる。第一の微細針状構造体は、対象を穿刺することが出来れば、少なくとも１つあれば良いが、薬剤供給の効率を重視すれば多数をアレイ状に形成することが望ましい。第一の微細針状構造体の寸法は、対象の構造、薬物輸送デバイスの用途などに応じて決定することが出来る。人間の皮膚を対象とした場合、無痛針としての機能を保持するためには、皮膚における角質層の厚さ以上、表皮の厚さ以下とすることが好ましく、具体的には、高さは２０μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲であることが望ましい。また、アレイ密度は、１ｃｍ２あたり５００個〜１０００個、より好ましくは７００個〜９００個程度であることが望ましい。
【００２５】
また、第一の微細針状構造体は、薬理効果を示す材料により形成され、後述する薬剤保持部に前記薬理効果を示す材料を溶出する溶剤が充填されていることが好ましい。これにより、押圧時に穿刺した第一の微細針状構造体が溶出し、第一の微細針状構造体が穿刺した部位のみに選択的に薬理効果を示す物質を投与することが出来る。このため、少ない投与量であっても対象部位に薬理効果が発現することが期待できる。
【００２６】
第二の微細針状体構造体は、薬液層の壁面を穿刺するために設けられる。このため、少なくとも、第二の微細針状構造体の高さは、第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さよりも高いことが求められる。第二の微細針状体構造体は、対象を穿刺することが出来れば、少なくとも１つあれば良いが、薬剤放出の効率を重視すれば多数をアレイ状に形成することが望ましい。
【００２７】
また、図３に示すように、本発明の薬物輸送デバイスは、第二の微細針状構造体が、基板外縁部に選択的に形成されていることが好ましい。基板外縁部に選択的に形成されていることにより、押圧時にかかる負荷を、より第二の微細針状構造体の先端に集中することが出来る。
【００２８】
このとき、図４に示すように、本発明の薬物輸送デバイスは、第二の微細針構造体が設けられた基板表面が、基板外縁部から基板中心部にむけて傾斜していることが好ましい。基板が傾斜することにより、放出された薬剤は基板の傾斜に沿って流れるため、押圧によって放出された薬剤が基板側面から溢れ出すことを抑制することが出来る。このため、押圧した部位のみに、選択的に薬剤を投与することが出来る。
【００２９】
第一の微細針状構造体および第二の微細針状構造体（以下、単に微細針状構造体と呼称する）は、共に、寸法に応じて好適な製造方法を選択して良く、例えば、基板を加工することで基板と一体となって形成する方法、基板に外部から微細針状構造体別途接着する方法、片方の微細針状構造体を基板に加工して形成し、もう一方の微細針状構造体を別途接着する方法、基板に微細針状構造体の材料を積層し、積層した材料を所望の形状に形成する方法などを用いて良い。また、加工する工程に際して、例えば、エッチング、フォトリソグラフィー、メッキ形成、レーザー加工、射出成型等の公知の技術を活用して良い。また、各微細針状構造体と基板とは、それぞれ同じ材料からなるものでも、別の材料からなるものでもよい。
【００３０】
また、微細針状構造体の形状は、用いた製造方法に応じて適宜設計することが出来、穿刺に好ましい形状であることが望ましい。例えば、円錐状、四角錐状等の各種錐形状などであっても良い。また、微細針状構造体に、薬剤が流れるための流路を設けた構造として、中空構造、多孔質構造、側面部に溝を設けた構造であっても良い。
【００３１】
薬液層は、第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層され、薬剤保持部を外気から気密するために設けられる。薬液層を設けることにより、その内部の空孔である薬剤保持部に薬剤を保持することが出来る。このため、マイクロニードルの表面積に依存することなく、処方に応じて、薬剤を投与する量を決定することが出来る。また、薬剤の保持量を考慮することなく、第一の微細針状構造体を設計することが出来るため、第一の微細状針構造体の１つ１つを小さくしたり、本数を減らしたりすることが出来、無痛針としての効果をより発揮することが期待できる。
【００３２】
薬剤保持部は、薬液層の壁面に囲まれた部位であり、薬剤を保持するために設けられる。薬液の漏洩防止や、薬液と外気との接触を防止するためには、薬液層の壁面により密封されていることが好ましい。また、薬剤保持部は、海綿や不織布、水性ゲルなどの柔軟な多孔性物質を内部に備えていても良い。多孔性物質を備えることで、薬液や溶媒を多孔性物質内の細孔に保持することが出来る。
【００３３】
また、図５に示すように、本発明の薬物輸送デバイスは、薬液層が複数積層されており、薬剤保持部を複数設けたことが好ましい。薬剤保持部を複数設けることにより、複数の薬剤を一つの薬物輸送デバイス内に収納することが出来、一度に複数種の薬剤を投与することが出来る。このため、処方により複数の薬剤を一度に投与する場合であっても対応することが出来る。
【００３４】
本発明の薬物輸送デバイスは、第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいことを特徴とする。第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいことにより、押圧された場合、第二の微細針状構造体は薬液層の壁面に穿刺し、最も近い薬液層の壁面を貫通することが出来る。このため、薬剤保持部に保持された薬剤を、第二の微細針状構造体が貫通した部位から、効率的に放出することが出来る。第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さは、薬剤を気密できる程度に応じて、適宜設計を行って良い。一般的な経皮浸透薬を用いた場合、具体的には、２００μｍ以上４ｍｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以上２ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００３５】
また、第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面の厚さと、各薬液層の壁面の厚さと、の和が、第二の微細針状構造体の高さよりも大きいことが好ましい。これにより、押圧後、第二の微細針状構造体が薬液層のすべてを貫通し、基板と反対側に穿孔を作ることを抑制することが出来る。このため、余分な薬剤の流出を抑制することが出来る。また、押圧に際して、押圧する側への刺突（例えば、使用者の指などへの刺突）を抑制することが出来る（図１（ｂ）、図５（ｂ））。また、第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面は、押圧する側への刺突（例えば、使用者の指などへの刺突）への考慮として、柔軟な層であっても良く、例えば、不織布、発泡スチロール、スポンジにより構成されていても良い。
【００３６】
薬液層を、第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層する方法としては、押圧前に薬液層が貫通されない程度に保持することが出来ればよく、特に限定されない。例えば、熱融着、接着剤や粘着剤による接着などにより積層を行っても良い。
【００３７】
本発明の薬物輸送デバイスを使用するときは、第一の微細針状構造体側を生体に対面し、押圧する。これにより、第二の微細針状構造体は薬液層の壁面に穿刺し、薬剤保持部に保持された薬剤を効率的に放出することが出来、第一の微細針状構造体は薬剤投与先の対象に穿孔し、放出された薬剤を対象に効率的に投与することが出来る。このとき、押圧の程度が低くとも、機械的応力が第二の微細針状構造体の先端部に集中するため、薬剤保持部に保持された薬剤を、効率的に放出することが出来る（図１（ｂ）、図５（ｂ））。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の薬物輸送デバイスは、薬物を投与することが求められる分野について広範に用いることが出来、例えば、医療、創薬、化粧品などの分野に用いることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【図３】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【図４】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【図５】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・基板
２・・・薬液層
３・・・第一の微細針状構造体
４・・・第二の微細針状構造体
５・・・貫通孔
６・・・薬剤保持部
７・・・第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面
８・・・第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面
９・・・多孔性の基板
１０・・・各薬液層の壁面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬物を投与するための薬物輸送デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薬物を投与する方法として、注射針により薬剤を皮内、皮下、筋肉層等へ注入が行われている。しかし、従来の注射針では表皮、真皮、皮下または筋肉層に穿刺することができるが、真皮は神経細胞が含まれるので注射針の真皮への穿刺は苦痛が大きい。これを克服するため、塗布軟膏やホクナリンテープ等のツロブテロール貼付剤のような経皮吸収剤を使用し薬剤を皮膚から投与する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、上述の方法は、穿刺による苦痛を避けることができるが、薬物を皮膚から投与するため非常に制限がある。すなわち、皮膚を容易に浸透／透過することができるのは少数の薬剤のみであり、大半の薬剤は十分な量または速度で皮膚を浸透／透過することができない。大半の薬剤が十分な量または速度で皮膚を浸透／透過することができないのは、皮膚の最表面にある角質層が原因である。角質層は厚さ２０μｍ程度の層構造をとっており、異物や微生物、ウィルス等の体内への侵入および水分等の体内からの蒸発を防ぐバリア機能を持っている。そのため、薬剤が角質層を浸透／透過することが困難となる。
【０００４】
そこで、上述の問題点を解決する手段として、痛みを伴わない無痛針であるマイクロニードルの開発が進められている。例えば、医療用マイクロニードルとして、アレイ状に配置した貫通口の無いマイクロニードルのニードルアレイ面に予め薬剤を塗布し、ニードルアレイ面を皮膚に押し付けることにより、ニードル表面と皮膚の間を浸透する物が提案されている（特許文献１参照、非特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上述の方法では、マイクロニードルのニードルアレイ面に薬剤を塗布するため、薬物の皮膚からの投与量は、マイクロニードルの表面積に依存する。マイクロニードルは、薬物を効率よく皮膚内に浸透させるために、表皮の厚み（５０〜１５０μｍ）を超える数百μｍ程度の長さのニードルを、アレイ状に多数配置して用いられるのが一般的であり、従来のマイクロニードルの形状、大きさでは、ニードル１本あたりの薬剤の塗布量が足りない場合、単にニードルをアレイ状に配置するだけでは、十分な量の薬剤を投与することが困難である。また、表面積を大きくするために、ニードルをそれ以上大きくすると、疼痛を感じてしまうため、無痛針として機能しなくなってしまう問題があった。
【０００６】
そこで、マイクロニードルの表面積に薬剤の投与量が依存しない薬物輸送デバイスとして、マイクロニードルが形成された基板が板厚方向を貫通する薬液通過用孔を持ち、マイクロニードルが形成された基板の他方の面にろ過滅菌用フィルター層と押圧されると内部から薬液が流出するように構成された薬液層が順次積層され、薬液層から流出する薬液が、ろ過滅菌用フィルター層、基板の薬液通過孔を順に通過してマイクロニードルが形成された貼付面へと移動する薬物輸送デバイスが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１４５５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１４９８１８号公報
【非特許文献１】“BIODEGRADABLEPOLYMER MICRONEEDLES : FABRICATION, MECHANICS AND TRANSDERMAL DRUG DELIVERY”, JUNG-HWAN PARK et al.,JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE, vol.104, p51-66(2005)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、濾過滅菌用フィルター層と薬液層とが直接接触する構成では、押圧の程度が低い場合、充分な応力が薬液層にかからないため、薬液層の破損が起こらず、薬剤を放出できない恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、生体へ薬物を供給する効率を向上した薬物輸送デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、薬物を投与するための薬物輸送デバイスであって、基板と、前記基板表面に設けられた第一の微細針状構造体と、前記第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と逆側の基板表面に設けられた第二の微細針状構造体と、前記第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層された薬液層と、前記薬液層の壁面に囲まれた薬剤保持部と、を備え、第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいことを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の薬物輸送デバイスであって、薬液層が複数積層されており、薬剤保持部を複数設けたことを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面の厚さと、各薬液層の壁面の厚さと、の和が、第二の微細針状構造体の高さよりも大きいことを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、基板に、第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と、第二の微細針状構造体が設けられた基板表面と、を繋ぐ貫通孔を設けたことを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の薬物輸送デバイスであって、基板は、多孔質材料を用いた基板であり、貫通孔は、前記多孔質材料に形成された細孔であることを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１４】
請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、第二の微細針構造体が、基板外縁部に選択的に形成されていることを特徴とする薬物輸送デバイスである。
なお、本明細書において、「基板外縁部」とは、基板の最外周部のみに限定されず、基板表面の任意の一点から、一定の範囲の距離だけ離れた基板上の部位として定義する。
【００１５】
請求項７に記載の本発明は、請求項６に記載の薬物輸送デバイスであって、第二の微細針構造体が設けられた基板表面が、基板外縁部から基板中心部にむけて傾斜していることを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【００１６】
請求項８に記載の本発明は、請求項１から７のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、第一の微細針状構造体は、薬理効果を示す材料により形成され、薬剤保持部に前記薬理効果を示す材料を溶出する溶剤が充填されていることを特徴とする薬物輸送デバイスである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の薬物輸送デバイスは、押圧された場合、機械的応力が第二の微細針状構造体の先端部に集中するため、押圧の程度が低くとも、第二の微細針状構造体は薬液層の壁面に穿刺し、薬剤保持部に保持された薬剤を効率的に放出することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の薬物輸送デバイスについて説明を行う。
本発明の薬物輸送デバイスは、
基板と、
前記基板表面に設けられた第一の微細針状構造体と、
前記第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と逆側の基板表面に設けられた第二の微細針状構造体と、
前記第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層された薬液層と、
前記薬液層の壁面に囲まれた薬剤保持部と、を備え、
第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいこと
を特徴とする。
【００１９】
本発明の薬物輸送デバイスの一例について、図１〜５を用いて具体的に説明を行う。当然のことながら、本発明の薬物輸送デバイスは図１〜５に例示した一例に限定されるものではない。図１は、本発明に係る薬物輸送デバイスの一例を示す断面図であり、図１（ａ）は薬液層２を穿刺する前の状態を示す図、図１（ｂ）は薬液層２を穿刺した状態を示す図である。
【００２０】
基板は、第一の微細針状構造体と、第二の微細針状構造体を支持するために設けられる。基板の厚さは、特に限定されず、材料、薬物輸送デバイスの用途などに応じて決定することが出来る。具体的には、１００μｍ〜３ｍｍ程度であっても良い。
【００２１】
また、基板には、第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と、第二の微細針状構造体が設けられた基板表面と、を繋ぐ貫通孔を設けることが好ましい。基板に貫通孔を設けることで、押圧時に放出された薬剤を第一の微細針状構造体が形成された表面側へと移動させる薬剤通過路として貫通孔を用いることが出来る。基板に貫通孔を設ける方法としては、貫通孔の寸法に応じて好適な方法を選択して良い。例えば、エッチング、レーザー加工などを用いて形成しても良い。貫通孔の寸法は、薬剤、薬物輸送デバイスの用途などに応じて決定することが出来る。人間の皮膚を対象とし、一般的な経皮浸透薬を用いた場合、具体的には、内径は５μｍ〜１００μｍ程度、密度は１ｃｍ２あたり５００個〜１０００個程度、より好ましくは７００個〜９００個程度であることが望ましい。
【００２２】
また、基板の材料は、特に限定されず、例えば、プラスチック、セラミック、シリコン、ガラス、金属などを用いても良い。生体に薬剤を供給するための薬物輸送デバイスであることを考慮するとチタン、ポリ乳酸等の生体に低刺激な物質が好ましい。
【００２３】
また、図２に示すように、基板は、多孔質材料を用いた基板であり、貫通孔は、前記多孔質材料に形成された細孔であることが好ましい。材料として多孔質材料を用いることにより、薬剤通過路にろ過滅菌フィルターを兼ね備えた構成とすることが出来る。前記多孔質材料としては、例えば、多孔質シリコンや多孔質ガラス等を用いて良い。
【００２４】
第一の微細針状構造体は、薬物投与先を穿刺するために設けられる。第一の微細針状構造体は、対象を穿刺することが出来れば、少なくとも１つあれば良いが、薬剤供給の効率を重視すれば多数をアレイ状に形成することが望ましい。第一の微細針状構造体の寸法は、対象の構造、薬物輸送デバイスの用途などに応じて決定することが出来る。人間の皮膚を対象とした場合、無痛針としての機能を保持するためには、皮膚における角質層の厚さ以上、表皮の厚さ以下とすることが好ましく、具体的には、高さは２０μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲であることが望ましい。また、アレイ密度は、１ｃｍ２あたり５００個〜１０００個、より好ましくは７００個〜９００個程度であることが望ましい。
【００２５】
また、第一の微細針状構造体は、薬理効果を示す材料により形成され、後述する薬剤保持部に前記薬理効果を示す材料を溶出する溶剤が充填されていることが好ましい。これにより、押圧時に穿刺した第一の微細針状構造体が溶出し、第一の微細針状構造体が穿刺した部位のみに選択的に薬理効果を示す物質を投与することが出来る。このため、少ない投与量であっても対象部位に薬理効果が発現することが期待できる。
【００２６】
第二の微細針状体構造体は、薬液層の壁面を穿刺するために設けられる。このため、少なくとも、第二の微細針状構造体の高さは、第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さよりも高いことが求められる。第二の微細針状体構造体は、対象を穿刺することが出来れば、少なくとも１つあれば良いが、薬剤放出の効率を重視すれば多数をアレイ状に形成することが望ましい。
【００２７】
また、図３に示すように、本発明の薬物輸送デバイスは、第二の微細針状構造体が、基板外縁部に選択的に形成されていることが好ましい。基板外縁部に選択的に形成されていることにより、押圧時にかかる負荷を、より第二の微細針状構造体の先端に集中することが出来る。
【００２８】
このとき、図４に示すように、本発明の薬物輸送デバイスは、第二の微細針構造体が設けられた基板表面が、基板外縁部から基板中心部にむけて傾斜していることが好ましい。基板が傾斜することにより、放出された薬剤は基板の傾斜に沿って流れるため、押圧によって放出された薬剤が基板側面から溢れ出すことを抑制することが出来る。このため、押圧した部位のみに、選択的に薬剤を投与することが出来る。
【００２９】
第一の微細針状構造体および第二の微細針状構造体（以下、単に微細針状構造体と呼称する）は、共に、寸法に応じて好適な製造方法を選択して良く、例えば、基板を加工することで基板と一体となって形成する方法、基板に外部から微細針状構造体別途接着する方法、片方の微細針状構造体を基板に加工して形成し、もう一方の微細針状構造体を別途接着する方法、基板に微細針状構造体の材料を積層し、積層した材料を所望の形状に形成する方法などを用いて良い。また、加工する工程に際して、例えば、エッチング、フォトリソグラフィー、メッキ形成、レーザー加工、射出成型等の公知の技術を活用して良い。また、各微細針状構造体と基板とは、それぞれ同じ材料からなるものでも、別の材料からなるものでもよい。
【００３０】
また、微細針状構造体の形状は、用いた製造方法に応じて適宜設計することが出来、穿刺に好ましい形状であることが望ましい。例えば、円錐状、四角錐状等の各種錐形状などであっても良い。また、微細針状構造体に、薬剤が流れるための流路を設けた構造として、中空構造、多孔質構造、側面部に溝を設けた構造であっても良い。
【００３１】
薬液層は、第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層され、薬剤保持部を外気から気密するために設けられる。薬液層を設けることにより、その内部の空孔である薬剤保持部に薬剤を保持することが出来る。このため、マイクロニードルの表面積に依存することなく、処方に応じて、薬剤を投与する量を決定することが出来る。また、薬剤の保持量を考慮することなく、第一の微細針状構造体を設計することが出来るため、第一の微細状針構造体の１つ１つを小さくしたり、本数を減らしたりすることが出来、無痛針としての効果をより発揮することが期待できる。
【００３２】
薬剤保持部は、薬液層の壁面に囲まれた部位であり、薬剤を保持するために設けられる。薬液の漏洩防止や、薬液と外気との接触を防止するためには、薬液層の壁面により密封されていることが好ましい。また、薬剤保持部は、海綿や不織布、水性ゲルなどの柔軟な多孔性物質を内部に備えていても良い。多孔性物質を備えることで、薬液や溶媒を多孔性物質内の細孔に保持することが出来る。
【００３３】
また、図５に示すように、本発明の薬物輸送デバイスは、薬液層が複数積層されており、薬剤保持部を複数設けたことが好ましい。薬剤保持部を複数設けることにより、複数の薬剤を一つの薬物輸送デバイス内に収納することが出来、一度に複数種の薬剤を投与することが出来る。このため、処方により複数の薬剤を一度に投与する場合であっても対応することが出来る。
【００３４】
本発明の薬物輸送デバイスは、第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいことを特徴とする。第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいことにより、押圧された場合、第二の微細針状構造体は薬液層の壁面に穿刺し、最も近い薬液層の壁面を貫通することが出来る。このため、薬剤保持部に保持された薬剤を、第二の微細針状構造体が貫通した部位から、効率的に放出することが出来る。第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さは、薬剤を気密できる程度に応じて、適宜設計を行って良い。一般的な経皮浸透薬を用いた場合、具体的には、２００μｍ以上４ｍｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以上２ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００３５】
また、第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面の厚さと、各薬液層の壁面の厚さと、の和が、第二の微細針状構造体の高さよりも大きいことが好ましい。これにより、押圧後、第二の微細針状構造体が薬液層のすべてを貫通し、基板と反対側に穿孔を作ることを抑制することが出来る。このため、余分な薬剤の流出を抑制することが出来る。また、押圧に際して、押圧する側への刺突（例えば、使用者の指などへの刺突）を抑制することが出来る（図１（ｂ）、図５（ｂ））。また、第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面は、押圧する側への刺突（例えば、使用者の指などへの刺突）への考慮として、柔軟な層であっても良く、例えば、不織布、発泡スチロール、スポンジにより構成されていても良い。
【００３６】
薬液層を、第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層する方法としては、押圧前に薬液層が貫通されない程度に保持することが出来ればよく、特に限定されない。例えば、熱融着、接着剤や粘着剤による接着などにより積層を行っても良い。
【００３７】
本発明の薬物輸送デバイスを使用するときは、第一の微細針状構造体側を生体に対面し、押圧する。これにより、第二の微細針状構造体は薬液層の壁面に穿刺し、薬剤保持部に保持された薬剤を効率的に放出することが出来、第一の微細針状構造体は薬剤投与先の対象に穿孔し、放出された薬剤を対象に効率的に投与することが出来る。このとき、押圧の程度が低くとも、機械的応力が第二の微細針状構造体の先端部に集中するため、薬剤保持部に保持された薬剤を、効率的に放出することが出来る（図１（ｂ）、図５（ｂ））。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の薬物輸送デバイスは、薬物を投与することが求められる分野について広範に用いることが出来、例えば、医療、創薬、化粧品などの分野に用いることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【図３】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【図４】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【図５】本発明の薬物輸送デバイスの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・基板
２・・・薬液層
３・・・第一の微細針状構造体
４・・・第二の微細針状構造体
５・・・貫通孔
６・・・薬剤保持部
７・・・第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面
８・・・第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面
９・・・多孔性の基板
１０・・・各薬液層の壁面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬物を投与するための薬物輸送デバイスであって、
基板と、
前記基板表面に設けられた第一の微細針状構造体と、
前記第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と逆側の基板表面に設けられた第二の微細針状構造体と、
前記第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層された薬液層と、
前記薬液層の壁面に囲まれた薬剤保持部と、を備え、
第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいこと
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の薬物輸送デバイスであって、
薬液層が複数積層されており、
薬剤保持部を複数設けたこと
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、
第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面の厚さと、各薬液層の壁面の厚さと、の和が、第二の微細針状構造体の高さよりも大きいこと
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、
基板に、第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と、第二の微細針状構造体が設けられた基板表面と、を繋ぐ貫通孔を設けたこと
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の薬物輸送デバイスであって、
基板は、多孔質材料を用いた基板であり、
貫通孔は、前記多孔質材料に形成された細孔であること
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、
第二の微細針構造体が、基板外縁部に選択的に形成されていること
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項７】
請求項６に記載の薬物輸送デバイスであって、
第二の微細針構造体が設けられた基板表面が、基板外縁部から基板中心部にむけて傾斜していること
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、
第一の微細針状構造体は、薬理効果を示す材料により形成され、
薬剤保持部に前記薬理効果を示す材料を溶出する溶剤が充填されていること
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項１】
薬物を投与するための薬物輸送デバイスであって、
基板と、
前記基板表面に設けられた第一の微細針状構造体と、
前記第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と逆側の基板表面に設けられた第二の微細針状構造体と、
前記第二の微細針状構造体が突出している側の基板に積層された薬液層と、
前記薬液層の壁面に囲まれた薬剤保持部と、を備え、
第二の微細針状構造体側から最も近い薬液層の壁面の厚さが、第二の微細針状構造体の高さよりも小さいこと
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の薬物輸送デバイスであって、
薬液層が複数積層されており、
薬剤保持部を複数設けたこと
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、
第二の微細針状構造体側から最も遠い薬液層の壁面の厚さと、各薬液層の壁面の厚さと、の和が、第二の微細針状構造体の高さよりも大きいこと
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、
基板に、第一の微細針状構造体が設けられた基板表面と、第二の微細針状構造体が設けられた基板表面と、を繋ぐ貫通孔を設けたこと
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の薬物輸送デバイスであって、
基板は、多孔質材料を用いた基板であり、
貫通孔は、前記多孔質材料に形成された細孔であること
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、
第二の微細針構造体が、基板外縁部に選択的に形成されていること
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項７】
請求項６に記載の薬物輸送デバイスであって、
第二の微細針構造体が設けられた基板表面が、基板外縁部から基板中心部にむけて傾斜していること
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の薬物輸送デバイスであって、
第一の微細針状構造体は、薬理効果を示す材料により形成され、
薬剤保持部に前記薬理効果を示す材料を溶出する溶剤が充填されていること
を特徴とする薬物輸送デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１８８２７３（Ｐ２００８−１８８２７３Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６６１１（Ｐ２００７−２６６１１）
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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