針状体の製造方法
【課題】寸法を大きくすることなく、薬剤の保持量を向上することが可能な針状体の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、側面に凹凸形状を備えた針状体を製造することが出来る。凹凸形状を備えることで、薬剤を塗布した際に、側面の凹凸部に薬剤を保持することが出来るため、針状体の薬剤保持量が大幅に向上するという効果を奏する。 また、血液などの体液の採取に用いる場合も、側面の凹凸部に体液を保持することが出来るため、充分な量の採取が可能となる。
【解決手段】本発明は、側面に凹凸形状を備えた針状体を製造することが出来る。凹凸形状を備えることで、薬剤を塗布した際に、側面の凹凸部に薬剤を保持することが出来るため、針状体の薬剤保持量が大幅に向上するという効果を奏する。 また、血液などの体液の採取に用いる場合も、側面の凹凸部に体液を保持することが出来るため、充分な量の採取が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な針状体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療、創薬における分野では、痛みを伴わない無痛針として微細な針状体の開発が進められている。例えば、医療用途としては、体内への薬剤の供給や体内からの血液・体液の採取に用いられる針状体の内部につくられた貫通口を液体が通過するタイプ（非特許文献１）、アレイ状に配置した貫通口のない微細な針状体に、あらかじめ薬剤を塗っておき、アレイ面を皮膚に押し付けることにより、アレイ面と皮膚の間を薬剤が浸透するタイプ（非特許文献２）などが提案されている。
【０００３】
微細な針状体の作製法としては、一般的にシリコンを加工する事により構造を形成する試みが行われている。シリコンは、ＭＥＭＳデバイスや半導体製造用途にも使用されているように安価で、且つ微細加工に適している。
【０００４】
シリコンを基材とした微細な針状体の作製方法としては、シリコンウェハの両面に酸化膜を形成してパターニングを施し、その表面から結晶異方性エッチング加工を施し、裏面からドライエッチング加工を施すようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
この方法により、例えば長さ５００μｍ以上、幅２００μｍ以下の針状体を作製することができ、またその針状体をアレイ状にすることによって採血の確実性を増すことができるというものである。
【０００５】
また、シリコン製微細な針状体の別の作製方法として、走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）用の探針の製造方法がある（特許文献２参照）。
この方法によれば、まず、（００１）面を表面とするシリコンウェハの一部にフォトリソグラフィとエッチングにより、厚さ１００ｎｍ程度の熱酸化膜パターンを形成し（図１（ａ））、ＫＯＨ水溶液やヒドラジン水溶液等の溶液によりウェットエッチングを行うことで、シリコンの結晶面に従ったエッチング面が露出し５５°のピラミッド形状が形成される（図１（ｂ））。次に、フッ酸水溶液やバッファードフッ酸水溶液に浸漬処理することで熱酸化膜を除去する（図１（ｃ））。次に、９５０℃の乾燥酸素により熱酸化するとシリコン表面に熱酸化膜が形成される。この過程で、熱酸化層の体積膨張によりシリコン突起部（ピラミッドの頂点）が応力を受けるために、突起部は他の部分と比べ酸化速度が遅くなり、結果としてシリコン突起部はより鋭角になる（図１（ｄ））。最後に、フッ酸水溶液などで熱酸化膜を除去することで、シリコン製微細な針状体が完成する、というものである。
【０００６】
また、針状体を構成する材料としては、仮に破損した針状体が体内に残留した場合でも、人体に悪影響を及ぼさない材料であることが望ましく、このような場合、材料としては医療用シリコン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン等の生体適合材料が有望視されている。（特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００２−３６９８１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９０１４公報
【特許文献３】特開２００５−２１６７７号公報
【非特許文献１】Ｓｈｙｈ−Ｃｈｙｉ Ｋｕｏ ｅｔ ａｌ． Ｔａｍｋａｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｖｏｌ． ７， Ｎｏ． ２， ｐｐ． ９５−９８Ａ（２００４）， Ｎｏｖｅｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ Ａｒｒａｙｓ ａｎｄ ＰＤＭＳ Ｍｉｃｒｏｍｏｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
【非特許文献２】Ｊｕｎｇ−Ｈｗａｎ Ｐａｒｋ ｅｔ ａｌ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ １０４（２００５） ５１−６６， Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ ： Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ， ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ ｄｒｕｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したとおり、生体に対する用途で針状体を製造する場合、薬剤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２００μｍ程度の長さの針状体を、アレイ状に多数配置して用いられるのが一般的である。
しかしながら、従来の針状体の形状では、針状体１本あたりの薬剤の保持量が充分でないために、単に針状体をアレイ状に配置するだけでは、充分な量の薬剤の投与が出来ないという問題がある。
このとき、薬剤の保持量を高めるために、針状体を大きくすると、痛みを感じる恐れがあるため、無痛針として機能しなくなってしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、寸法を大きくすることなく、薬剤の保持量を向上することが可能な針状体の製造方法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、微細な針状体の製造方法において、少なくとも、針状体の側面を凹凸形状にする工程を行うことを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の針状体の製造方法であって、針状体の側面を凹凸形状にする工程として、基板から針状体の形状を成した溝を備えた鋳型を形成し、前記鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工し、前記鋳型を用いて転写加工成形を行うことを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の針状体の製造方法であって、鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する際に、ドライエッチングを用いること
を特徴とする針状体の製造方法である。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項２に記載の針状体の製造方法であって、鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する際に、ウェットエッチングを用いることを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、請求項１に記載の針状体の製造方法であって、基板にエッチングに対するマスクパターニングを施し、（ａ）等方性エッチングを行う工程、（ｂ）等方性エッチングで穿った溝の側面および底面を保護する工程、（ｃ）前記溝の底面の保護のみを剥離する工程、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程をこの順に少なくとも一回以上繰り返し、前記溝を設けた基板を鋳型とし転写加工成形を行うことを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１４】
請求項６に記載の本発明は、請求項１から５に記載の針状体の製造方法であって、鋳型を用いて転写加工成形を行う際に、生体適合材料を用いることを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１５】
請求項７に記載の本発明は、請求項１から６に記載の針状体の製造方法で製造された針状体である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の針状体の製造方法は、少なくとも、針状体の側面を凹凸形状にする工程を行うことを特徴とする。
これにより、側面に凹凸形状を備えた針状体を製造することが出来る。凹凸形状を備えることで、薬剤を塗布した際に、側面の凹凸部に薬剤を保持することが出来るため、針状体の薬剤保持量が大幅に向上するという効果を奏する。
また、血液などの体液の採取に用いる場合も、側面の凹凸部に体液を保持することが出来るため、充分な量の採取が可能となる。
特に、針状体をアレイ配置に複数本林立させた場合、飛躍的に針状体の表面積が増大することになり、その効果が顕著となる。
また、針状体１本あたりの薬剤および体液の保持量が多いため、同程度の保持量を満たすのに、アレイ状の構造体において１つ１つの針状体を小さくしたり、本数を減らしたりすることが可能となる。このため、無痛針としての効果を発揮する寸法を維持したまま、保持量を増加することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の針状体の製造方法は、凹凸形状に加工する際に、ドライエッチングを用いることを特徴とする。
これにより、エッチングガスや条件を選択することで、凹凸形状の大きさをコントロールすることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の針状体の製造方法は、凹凸形状に加工する際に、ウェットエッチングを用いることを特徴とする。
これにより、基板に用いた材料の結晶粒界による表面荒れが露出するため、精度よく一様に針状体に凹凸を設けることが可能となる。また、ウェットエッチングを用いることにより、大量の基板を同時に処理できる。
【００１９】
また、本発明の針状体の製造方法は、基板にエッチングに対するマスクパターニングを施し、（ａ）等方性エッチングを行う工程、（ｂ）等方性エッチングで穿った溝の側面および底面を保護する工程、（ｃ）前記溝の底面の保護を剥離する工程、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程をこの順に少なくとも一回以上繰り返し、前記溝を設けた基板を鋳型とし転写加工成形を行うことを特徴とする。
これにより、パターン側面に凹凸形状を有する鋳型を形成し、側面に凹凸形状を備えた針状体を製造することが出来る。このとき、各工程の処理時間を制御することで、凹凸形状を制御することが出来る。
【００２０】
また、本発明の針状体の製造方法は、生体適合材料を用いて転写加工成形を行うことを特徴とする。生体適合材料（医療用シリコン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン、糖質等）に転写することで、生体に低負荷の材料を用いた針状体を製造することが可能となる。生体適合材料を用いれば、微細な針状体が折れて、体内に取り残された場合も、無害であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の針状体の製造方法の一例について説明を行う。
【００２２】
まず、基板に針状体の形状を成した溝を設け、鋳型を形成する。
【００２３】
このとき、基板および基板に設ける溝の形成方法は特に制限されず、溝を加工する際の加工適正や、材料の入手容易性などから基板を選択することが望ましい。
例えば、精密機械加工法、レーザー加工法、イオンビーム加工法、超音波加工法またはサンドブラスト加工法のいずれかによって溝を形成する場合、基板はステンレス、アルミ、銅などの金属、ポリカーボネート、アクリル、フッ素樹脂などの有機化合物、シリコン、石英、アルミナなどの無機化合物を好適に用いることが出来る。
また、ドライエッチング法によって溝を加工する場合、加工性の観点からシリコン、石英、およびガラスを好適に用いることが出来る。
また、結晶異方性エッチング法で溝を形成する場合は、単結晶シリコン基板を好適に用いることが出来る。これは、異方性エッチングを用いる場合、シリコンは結晶異方性エッチング加工に対して、面方位によって大きくエッチング速度が違うため、シリコン基板の表面の面方位を選択することで、針の先端形状となる傾斜面を容易に形成することが出来るためである。
また、ウェットエッチングを行う場合には、結晶粒界が存在する材料が望ましい。結晶粒界を有する材料を用いると、結晶粒界による表面荒れが露出するため、精度よく一様に溝に凹凸を設けることが可能となる。
【００２４】
精密機械加工法、レーザー加工法、イオンビーム加工法、超音波加工法またはサンドブラスト加工法によって溝を形成する場合、前記加工法の精度の範囲で溝を基板上に形成することが出来る。
【００２５】
次に、鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する。
【００２６】
このとき、凹凸形状に加工する方法としては、ドライエッチング、ウェットエッチング、プラズマ処理などを用いることが出来る。
【００２７】
ドライエッチングの場合、エッチングガスや条件を選択することで、凹凸形状の大きさをコントロールすることが可能となる。
【００２８】
ウェットエッチングの場合、基板に用いた材料の結晶粒界による表面荒れが露出する。このため、大量の基板を同時に、精度よく一様に針状体の内面に凹凸を設けることが可能となる。
【００２９】
次に、内面が凹凸状に加工された鋳型を用いて転写加工成形を行う。
【００３０】
このとき、鋳型に充填する材料および充填法は特に制限されず、選択した材料に対して好適な方法を適宜選択することが出来る。
ニッケルや銅などの金属または合金を用いる場合、充填方法としては、めっき法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法などを好適に適用することが出来る。
また、シリコン、石英、アルミナ等の無機化合物を用いる場合、充填方法としてはＰＶＤ法、ＣＶＤ法、焼結法を好適に用いることが出来る。
また、ポリエチレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ等の有機化合物を用いる場合、充填方法としてインプリント法、ホットエンボス法、射出成形法およびキャスティング法が好適に用いることが出来る。
ここで、充填する材料として医療用シリコン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン等の生体適合性材料を選択すれば、生体用途に適用可能な針状体を製造することが出来る。
【００３１】
また、鋳型から、針状体の形状が転写された材料を剥離する際に、剥離性を向上させるために、材料の充填前に、鋳型の表面上に離型効果を増すための離型層を形成してもよい（図示せず）。
離型層としては、例えば広く知られているフッ素系の樹脂を用いることが出来る。
また、離型層の形成方法としては、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法等の薄膜形成手法を好適に用いることができる。
【００３２】
以上より、側面が面に凹凸形状を備えた針状体を製造することが出来る。凹凸形状を備えることで、薬剤を塗布した際に、側面の凹凸部に薬剤を保持することが出来るため、針状体の薬剤保持量が大幅に向上するという効果を奏する。
また、血液などの体液の採取に用いる場合も、側面の凹凸部に体液を保持することが出来るため、充分な量の採取が可能となる。
特に、針状体をアレイ配置に複数本林立させた場合、飛躍的に針状体の表面積が増大することになり、その効果が顕著となる。
また、針状体１本あたりの薬剤および体液の保持量が多いため、同程度の保持量を満たすのに、アレイ状の構造体において１つ１つの針状体を小さくしたり、本数を減らしたりすることが可能となる。このため、無痛針としての効果を発揮する寸法を維持したまま、保持量を増加することが可能となる。
【００３３】
以下、基板にシリコンを用いた場合の例について詳細に説明を行う。
【００３４】
単体の微細な針状体もしくはアレイ状に多数配置された微細な針状体を製造するにあたり、
（１）シリコン基板の表面にマスク材をパターニングする工程、
（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程、
（３）シリコンの微細な針状体の表面に凹凸形状を形成する工程、
（４）マスク材をシリコンから除去する工程、
（５）微細な針状体のシリコン金型からインプリント法により生分解性材料へ転写・複製する工程、これらの全て、もしくは、必要に応じて一部を必要とする。
【００３５】
＜（１）シリコン基板の表面にマスク材をパターニングする工程＞
まず、シリコン基板にマスク材をパターニングする。マスク材は、最も簡単の方法としては、電子線レジストかフォトレジストが用いられる。電子線レジストを用いた場合は、電子線描画機により描画を行い、フォトレジストを用いた場合は、露光装置にて露光を行うことでレジストを感光させる（図２（ａ））。その後、現像を行うことで、描画部（露光部）と未描画部（未露光部）の溶解速度の違いから、レジストのパターニングが完了する（図２（ｂ））。
このとき、前記レジストがポジ型であれば、描画部（露光部）が溶解し、ネガ型であれば、未描画部（未露光部）が溶解することになる。
【００３６】
また、前記マスク材は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いても良い。シリコン酸化膜やシリコン窒化膜をパターニングする場合は、あらかじめシリコン酸化膜（もしくは窒化膜）付きのシリコン基板を用いて、その上に前述した方法でレジストをパターニングする（図３（ｂ））。その後、露出した部分のシリコン酸化膜（もしくは窒化膜）をドライエッチング、もしくはウェットエッチングにてエッチングし（図３（ｃ））、その後レジストを除去することで、シリコン酸化膜（もしくは窒化膜）のパターニングが完了する（図３（ｄ））。
このとき、後述する＜（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、シリコンの微細な針状体形状を形成する工程＞、において、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜が十分な耐性を持つため、特にシリコンを深く掘りたい場合に有効である。
【００３７】
＜（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程＞
次に、前記のマスク材がパターニングされたシリコン基板を、シリコンのドライエッチングにて溝を形成する（図４（ｂ））。このとき、溝を順テーパ状の溝とすることで、錐状の針状体を製造することが出来る。
【００３８】
前記シリコンのドライエッチングによる加工は、親ガスにＣ４Ｆ８、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＦ４、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＢＣｌ３、ＨＢｒを用いることで、順テーパ形状の加工が可能となる。ＣＦ系ガスを用いた場合、Ｃ原子の相対的な量が多いほど、掘り進むシリコンの側壁にカーボン系堆積膜を発生しながらエッチングが進行するため、徐々に先細る形状、つまり順テーパ形状になる。また、Ｃｌ系やＢｒ系ガスを用いた場合は、Ｆ系ガスに比べてシリコンとの反応性が低く、イオンが垂直入射する部分しかエッチングが進行せず、掘り進むシリコンの側壁はエッチングされないために、徐々に先細り形状、つまり順テーパ形状になる。
また、必要に応じてＯ２やＡｒ、Ｈｅ等の希ガスを添加することで、テーパ角の制御が出来る。ＣＦ系ガスにＯ２を加えた場合、Ｏ原子とＣ原子が反応して、ＣＯ２になり排気されるために、上述したカーボン系堆積膜の量を減らす効果があるためである。また、ＡｒやＨｅ等の希ガスを加えた場合は、エッチングガスを希釈する効果があり、エッチングの速度が変わるためである。
【００３９】
＜（３）シリコン金型の微細な針状体に相当する部分の表面に凹凸形状を形成する工程＞
次に、前記テーパ形状を有するシリコン基板を、ウェットエッチングもしくはドライエッチング処理することで、凹凸形状の形成が可能となる。
【００４０】
ウェットエッチングの場合、あらかじめ多結晶のシリコン基板を用いて、ＫＯＨ水溶液（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（テトラメチル水酸化アンモニウム）の水溶液に浸漬処理することで、結晶粒界に沿った表面が露出するために、凹凸形状が形成される（図４（ｃ））。このとき、あらかじめ多結晶シリコンの結晶サイズを制御することで、凹凸のサイズも制御可能となる。
【００４１】
ドライエッチングの場合は、ウェットエッチングと同じように多結晶シリコンを用いて、等方的なドライエッチング（ＳＦ６やＣＦ６）処理することで、凹凸形状を形成することが可能となる。
【００４２】
また、（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程と（３）シリコン金型の微細な針状体に相当する部分の表面に凹凸形状を形成する工程を、同時に行うことも可能である。
この場合、前述したマスク材がパターニングされたシリコン基板を、エッチングとデポジション（ポリマー堆積）を繰り返しながら、シリコンをドライエッチングする方法により、シリコン表面に凹凸形状を形成しながら、順テーパ形状の溝を形成する。
【００４３】
以下、（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程と（３）シリコン金型の微細な針状体に相当する部分の表面に凹凸形状を形成する工程を、同時に行う方法の一例について説明を行う。
【００４４】
（ａ工程）まず、ＳＦ６で等方的なエッチングを行う。
（ｂ工程）Ｃ４Ｆ８ガスでデポジション（堆積）を行い、シリコンパターンの側面及び底面に保護膜を形成する。
（ｃ工程）引き続き、基板に垂直にイオン衝撃を与えることでパターン底面の保護膜を除去する（図５（ｂ））。
前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）工程を繰り返すことで、パターン側面に凹凸形状を有するシリコンパターンが形成される（図５（ｃ））。
また、各工程の処理時間を長くすれば大きな凹凸形状が形成され（図５（ｄ））、短くすれば細かい凹凸形状が形成できる（図５（ｃ））。医療用微細な針状体として使う場合、この凹凸形状の大きさを制御することで、薬剤の保持量および浸透量を制御できる。
また、ＳＦ６をエッチングガスとして使用するため、結晶粒界によらない等方的なエッチングが可能であり、シリコン基板は、単結晶、多結晶、アモルファスのいずれも用いることが出来る。
【００４５】
＜（４）マスク材をシリコンから除去する工程＞
次に、マスク材をシリコンから除去する。このとき、マスク材がレジストなら、レジスト剥離液、硫酸水溶液で除去する。また、マスク材がシリコン酸化膜やシリコン窒化膜であれば、フッ酸水溶液、バッファードフッ酸水溶液で除去する（図６（ｂ））。このようにして、微細な針状体のシリコン金型が完成する。
【００４６】
＜（５）シリコンの微細な針状体金型からインプリント法により生分解性材料へ転写・複製する工程＞
次に、前記シリコン金型を用いてインプリント法を行う。シリコン金型に、過熱により流動性を確保した生分解性材料をコートし、次に冷却により硬化したのちシリコン金型から引き剥がすことで、生体適合材料からなる微細な針状体が完成する。
【００４７】
前記生体適合材料は、体内に残留した場合も人体に無害なポリ乳酸（ＰＬＡ：Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）や糖質であれば良い。また、糖質は、常温で固体であり、加熱により流動性を確保できる天然糖質であることが望ましい。このため、糖質の主成分はマストースとデキストラン、もしくはトレハロースなどであると良い。
【実施例】
【００４８】
以下に、具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
本実施例では、まず結晶粒のサイズを約２０μｍで作製したシリコン基板を用意した。次に、（１）シリコン基板の表面にマスク材をパターニングする工程として、マスク材としてポジ型フォトレジストを４０μｍ厚でコートし、ＵＶ露光と現像を行い、直系５０μｍのホールパターンをＸＹ方向に１００×１００個でアレイ配置したものを作製した。（図８（ａ））。
【００４９】
次に（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程として、上記に引き続き、Ｃｌ２によるドライエッチングを実施し、順テーパ形状を形成した（図８（ｂ））。（条件：Ｃｌ２＝２０ｓｃｃｍ、Ａｒ＝６０ｓｃｃｍ、圧力２５ｍＴｏｒｒ、ＩＣＰパワー＝２５０Ｗ、ＲＩＥパワー＝１２０Ｗ）
【００５０】
次に（３）シリコン金型の微細な針状体に相当する部分の表面に凹凸形状を形成する工程として、上記に引き続き、ＴＭＡＨ（テトラメチル水酸化アンモニウム）の水溶液に１０分間浸漬処理し、シリコンの結晶粒界に沿った凹凸形状の表面を形成した（図８（ｃ））。
【００５１】
このようにして作製した微細な針状体のシリコン金型の断面形状を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）にて観察したところ、深さ約２００μｍ、直系５０μｍのニードルが形成できた。このシリコン加工面には、１つあたり幅が約２０μｍ、深さ５μｍの凹凸の形成が確認できた（図８（ｄ））。
【００５２】
次に、（４）レジストをシリコンから除去する工程、としては、レジスト剥離液で除去し、微細な針状体のシリコン金型が完成した（図９（ａ））。
【００５３】
次に、（５）微細な針状体のシリコン金型からインプリント法により生分解性材料へ転写・複製する工程としては、マストースとデキストランの混合物を主成分とした糖質を１１０℃に過熱して流動性を確保し、前記シリコン金型コートした。次に、常温まで冷却して硬化した糖質をシリコン金型から引き剥がすことで、糖質からなる微細な針状体アレイが完成した（図９（ｂ））。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の針状体の製造方法は、ＭＥＭＳデバイス、医療、創薬、化粧品など様々な分野に用いることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来の微細な針状体の製造方法の一例を示す模式図である。
【図２】本発明のニードル製造方法（工程１）を示す模式図である。
【図３】本発明のニードル製造方法（工程１）を示す模式図である。
【図４】本発明のニードル製造方法（工程２、３）を示す模式図である。
【図５】本発明のニードル製造方法（工程２、３）を示す模式図である。
【図６】本発明のニードル製造方法（工程４）を示す模式図である。
【図７】本発明のニードル製造方法（工程５）を示す模式図である。
【図８】実施例の説明を示す模式図である。
【図９】実施例の説明を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
０１・・・シリコン基板
０２・・・熱酸化膜
０３・・・レジスト
０４・・・電子線もしくは光
０５・・・シリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜
０６・・・マスク材（レジスト、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜）
０７・・・生分解性材料
１１・・・多結晶シリコン基板
１２・・・微細な針状体のシリコン金型
１３・・・糖質からなる微細な針状体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な針状体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療、創薬における分野では、痛みを伴わない無痛針として微細な針状体の開発が進められている。例えば、医療用途としては、体内への薬剤の供給や体内からの血液・体液の採取に用いられる針状体の内部につくられた貫通口を液体が通過するタイプ（非特許文献１）、アレイ状に配置した貫通口のない微細な針状体に、あらかじめ薬剤を塗っておき、アレイ面を皮膚に押し付けることにより、アレイ面と皮膚の間を薬剤が浸透するタイプ（非特許文献２）などが提案されている。
【０００３】
微細な針状体の作製法としては、一般的にシリコンを加工する事により構造を形成する試みが行われている。シリコンは、ＭＥＭＳデバイスや半導体製造用途にも使用されているように安価で、且つ微細加工に適している。
【０００４】
シリコンを基材とした微細な針状体の作製方法としては、シリコンウェハの両面に酸化膜を形成してパターニングを施し、その表面から結晶異方性エッチング加工を施し、裏面からドライエッチング加工を施すようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
この方法により、例えば長さ５００μｍ以上、幅２００μｍ以下の針状体を作製することができ、またその針状体をアレイ状にすることによって採血の確実性を増すことができるというものである。
【０００５】
また、シリコン製微細な針状体の別の作製方法として、走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）用の探針の製造方法がある（特許文献２参照）。
この方法によれば、まず、（００１）面を表面とするシリコンウェハの一部にフォトリソグラフィとエッチングにより、厚さ１００ｎｍ程度の熱酸化膜パターンを形成し（図１（ａ））、ＫＯＨ水溶液やヒドラジン水溶液等の溶液によりウェットエッチングを行うことで、シリコンの結晶面に従ったエッチング面が露出し５５°のピラミッド形状が形成される（図１（ｂ））。次に、フッ酸水溶液やバッファードフッ酸水溶液に浸漬処理することで熱酸化膜を除去する（図１（ｃ））。次に、９５０℃の乾燥酸素により熱酸化するとシリコン表面に熱酸化膜が形成される。この過程で、熱酸化層の体積膨張によりシリコン突起部（ピラミッドの頂点）が応力を受けるために、突起部は他の部分と比べ酸化速度が遅くなり、結果としてシリコン突起部はより鋭角になる（図１（ｄ））。最後に、フッ酸水溶液などで熱酸化膜を除去することで、シリコン製微細な針状体が完成する、というものである。
【０００６】
また、針状体を構成する材料としては、仮に破損した針状体が体内に残留した場合でも、人体に悪影響を及ぼさない材料であることが望ましく、このような場合、材料としては医療用シリコン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン等の生体適合材料が有望視されている。（特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００２−３６９８１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９０１４公報
【特許文献３】特開２００５−２１６７７号公報
【非特許文献１】Ｓｈｙｈ−Ｃｈｙｉ Ｋｕｏ ｅｔ ａｌ． Ｔａｍｋａｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｖｏｌ． ７， Ｎｏ． ２， ｐｐ． ９５−９８Ａ（２００４）， Ｎｏｖｅｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅ Ａｒｒａｙｓ ａｎｄ ＰＤＭＳ Ｍｉｃｒｏｍｏｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
【非特許文献２】Ｊｕｎｇ−Ｈｗａｎ Ｐａｒｋ ｅｔ ａｌ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ １０４（２００５） ５１−６６， Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ ： Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ， ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌ ｄｒｕｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したとおり、生体に対する用途で針状体を製造する場合、薬剤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２００μｍ程度の長さの針状体を、アレイ状に多数配置して用いられるのが一般的である。
しかしながら、従来の針状体の形状では、針状体１本あたりの薬剤の保持量が充分でないために、単に針状体をアレイ状に配置するだけでは、充分な量の薬剤の投与が出来ないという問題がある。
このとき、薬剤の保持量を高めるために、針状体を大きくすると、痛みを感じる恐れがあるため、無痛針として機能しなくなってしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、寸法を大きくすることなく、薬剤の保持量を向上することが可能な針状体の製造方法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、微細な針状体の製造方法において、少なくとも、針状体の側面を凹凸形状にする工程を行うことを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の針状体の製造方法であって、針状体の側面を凹凸形状にする工程として、基板から針状体の形状を成した溝を備えた鋳型を形成し、前記鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工し、前記鋳型を用いて転写加工成形を行うことを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の針状体の製造方法であって、鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する際に、ドライエッチングを用いること
を特徴とする針状体の製造方法である。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項２に記載の針状体の製造方法であって、鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する際に、ウェットエッチングを用いることを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、請求項１に記載の針状体の製造方法であって、基板にエッチングに対するマスクパターニングを施し、（ａ）等方性エッチングを行う工程、（ｂ）等方性エッチングで穿った溝の側面および底面を保護する工程、（ｃ）前記溝の底面の保護のみを剥離する工程、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程をこの順に少なくとも一回以上繰り返し、前記溝を設けた基板を鋳型とし転写加工成形を行うことを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１４】
請求項６に記載の本発明は、請求項１から５に記載の針状体の製造方法であって、鋳型を用いて転写加工成形を行う際に、生体適合材料を用いることを特徴とする針状体の製造方法である。
【００１５】
請求項７に記載の本発明は、請求項１から６に記載の針状体の製造方法で製造された針状体である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の針状体の製造方法は、少なくとも、針状体の側面を凹凸形状にする工程を行うことを特徴とする。
これにより、側面に凹凸形状を備えた針状体を製造することが出来る。凹凸形状を備えることで、薬剤を塗布した際に、側面の凹凸部に薬剤を保持することが出来るため、針状体の薬剤保持量が大幅に向上するという効果を奏する。
また、血液などの体液の採取に用いる場合も、側面の凹凸部に体液を保持することが出来るため、充分な量の採取が可能となる。
特に、針状体をアレイ配置に複数本林立させた場合、飛躍的に針状体の表面積が増大することになり、その効果が顕著となる。
また、針状体１本あたりの薬剤および体液の保持量が多いため、同程度の保持量を満たすのに、アレイ状の構造体において１つ１つの針状体を小さくしたり、本数を減らしたりすることが可能となる。このため、無痛針としての効果を発揮する寸法を維持したまま、保持量を増加することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の針状体の製造方法は、凹凸形状に加工する際に、ドライエッチングを用いることを特徴とする。
これにより、エッチングガスや条件を選択することで、凹凸形状の大きさをコントロールすることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の針状体の製造方法は、凹凸形状に加工する際に、ウェットエッチングを用いることを特徴とする。
これにより、基板に用いた材料の結晶粒界による表面荒れが露出するため、精度よく一様に針状体に凹凸を設けることが可能となる。また、ウェットエッチングを用いることにより、大量の基板を同時に処理できる。
【００１９】
また、本発明の針状体の製造方法は、基板にエッチングに対するマスクパターニングを施し、（ａ）等方性エッチングを行う工程、（ｂ）等方性エッチングで穿った溝の側面および底面を保護する工程、（ｃ）前記溝の底面の保護を剥離する工程、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程をこの順に少なくとも一回以上繰り返し、前記溝を設けた基板を鋳型とし転写加工成形を行うことを特徴とする。
これにより、パターン側面に凹凸形状を有する鋳型を形成し、側面に凹凸形状を備えた針状体を製造することが出来る。このとき、各工程の処理時間を制御することで、凹凸形状を制御することが出来る。
【００２０】
また、本発明の針状体の製造方法は、生体適合材料を用いて転写加工成形を行うことを特徴とする。生体適合材料（医療用シリコン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン、糖質等）に転写することで、生体に低負荷の材料を用いた針状体を製造することが可能となる。生体適合材料を用いれば、微細な針状体が折れて、体内に取り残された場合も、無害であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の針状体の製造方法の一例について説明を行う。
【００２２】
まず、基板に針状体の形状を成した溝を設け、鋳型を形成する。
【００２３】
このとき、基板および基板に設ける溝の形成方法は特に制限されず、溝を加工する際の加工適正や、材料の入手容易性などから基板を選択することが望ましい。
例えば、精密機械加工法、レーザー加工法、イオンビーム加工法、超音波加工法またはサンドブラスト加工法のいずれかによって溝を形成する場合、基板はステンレス、アルミ、銅などの金属、ポリカーボネート、アクリル、フッ素樹脂などの有機化合物、シリコン、石英、アルミナなどの無機化合物を好適に用いることが出来る。
また、ドライエッチング法によって溝を加工する場合、加工性の観点からシリコン、石英、およびガラスを好適に用いることが出来る。
また、結晶異方性エッチング法で溝を形成する場合は、単結晶シリコン基板を好適に用いることが出来る。これは、異方性エッチングを用いる場合、シリコンは結晶異方性エッチング加工に対して、面方位によって大きくエッチング速度が違うため、シリコン基板の表面の面方位を選択することで、針の先端形状となる傾斜面を容易に形成することが出来るためである。
また、ウェットエッチングを行う場合には、結晶粒界が存在する材料が望ましい。結晶粒界を有する材料を用いると、結晶粒界による表面荒れが露出するため、精度よく一様に溝に凹凸を設けることが可能となる。
【００２４】
精密機械加工法、レーザー加工法、イオンビーム加工法、超音波加工法またはサンドブラスト加工法によって溝を形成する場合、前記加工法の精度の範囲で溝を基板上に形成することが出来る。
【００２５】
次に、鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する。
【００２６】
このとき、凹凸形状に加工する方法としては、ドライエッチング、ウェットエッチング、プラズマ処理などを用いることが出来る。
【００２７】
ドライエッチングの場合、エッチングガスや条件を選択することで、凹凸形状の大きさをコントロールすることが可能となる。
【００２８】
ウェットエッチングの場合、基板に用いた材料の結晶粒界による表面荒れが露出する。このため、大量の基板を同時に、精度よく一様に針状体の内面に凹凸を設けることが可能となる。
【００２９】
次に、内面が凹凸状に加工された鋳型を用いて転写加工成形を行う。
【００３０】
このとき、鋳型に充填する材料および充填法は特に制限されず、選択した材料に対して好適な方法を適宜選択することが出来る。
ニッケルや銅などの金属または合金を用いる場合、充填方法としては、めっき法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法などを好適に適用することが出来る。
また、シリコン、石英、アルミナ等の無機化合物を用いる場合、充填方法としてはＰＶＤ法、ＣＶＤ法、焼結法を好適に用いることが出来る。
また、ポリエチレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ等の有機化合物を用いる場合、充填方法としてインプリント法、ホットエンボス法、射出成形法およびキャスティング法が好適に用いることが出来る。
ここで、充填する材料として医療用シリコン樹脂や、マルトース、ポリ乳酸、デキストラン等の生体適合性材料を選択すれば、生体用途に適用可能な針状体を製造することが出来る。
【００３１】
また、鋳型から、針状体の形状が転写された材料を剥離する際に、剥離性を向上させるために、材料の充填前に、鋳型の表面上に離型効果を増すための離型層を形成してもよい（図示せず）。
離型層としては、例えば広く知られているフッ素系の樹脂を用いることが出来る。
また、離型層の形成方法としては、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法等の薄膜形成手法を好適に用いることができる。
【００３２】
以上より、側面が面に凹凸形状を備えた針状体を製造することが出来る。凹凸形状を備えることで、薬剤を塗布した際に、側面の凹凸部に薬剤を保持することが出来るため、針状体の薬剤保持量が大幅に向上するという効果を奏する。
また、血液などの体液の採取に用いる場合も、側面の凹凸部に体液を保持することが出来るため、充分な量の採取が可能となる。
特に、針状体をアレイ配置に複数本林立させた場合、飛躍的に針状体の表面積が増大することになり、その効果が顕著となる。
また、針状体１本あたりの薬剤および体液の保持量が多いため、同程度の保持量を満たすのに、アレイ状の構造体において１つ１つの針状体を小さくしたり、本数を減らしたりすることが可能となる。このため、無痛針としての効果を発揮する寸法を維持したまま、保持量を増加することが可能となる。
【００３３】
以下、基板にシリコンを用いた場合の例について詳細に説明を行う。
【００３４】
単体の微細な針状体もしくはアレイ状に多数配置された微細な針状体を製造するにあたり、
（１）シリコン基板の表面にマスク材をパターニングする工程、
（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程、
（３）シリコンの微細な針状体の表面に凹凸形状を形成する工程、
（４）マスク材をシリコンから除去する工程、
（５）微細な針状体のシリコン金型からインプリント法により生分解性材料へ転写・複製する工程、これらの全て、もしくは、必要に応じて一部を必要とする。
【００３５】
＜（１）シリコン基板の表面にマスク材をパターニングする工程＞
まず、シリコン基板にマスク材をパターニングする。マスク材は、最も簡単の方法としては、電子線レジストかフォトレジストが用いられる。電子線レジストを用いた場合は、電子線描画機により描画を行い、フォトレジストを用いた場合は、露光装置にて露光を行うことでレジストを感光させる（図２（ａ））。その後、現像を行うことで、描画部（露光部）と未描画部（未露光部）の溶解速度の違いから、レジストのパターニングが完了する（図２（ｂ））。
このとき、前記レジストがポジ型であれば、描画部（露光部）が溶解し、ネガ型であれば、未描画部（未露光部）が溶解することになる。
【００３６】
また、前記マスク材は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いても良い。シリコン酸化膜やシリコン窒化膜をパターニングする場合は、あらかじめシリコン酸化膜（もしくは窒化膜）付きのシリコン基板を用いて、その上に前述した方法でレジストをパターニングする（図３（ｂ））。その後、露出した部分のシリコン酸化膜（もしくは窒化膜）をドライエッチング、もしくはウェットエッチングにてエッチングし（図３（ｃ））、その後レジストを除去することで、シリコン酸化膜（もしくは窒化膜）のパターニングが完了する（図３（ｄ））。
このとき、後述する＜（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、シリコンの微細な針状体形状を形成する工程＞、において、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜が十分な耐性を持つため、特にシリコンを深く掘りたい場合に有効である。
【００３７】
＜（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程＞
次に、前記のマスク材がパターニングされたシリコン基板を、シリコンのドライエッチングにて溝を形成する（図４（ｂ））。このとき、溝を順テーパ状の溝とすることで、錐状の針状体を製造することが出来る。
【００３８】
前記シリコンのドライエッチングによる加工は、親ガスにＣ４Ｆ８、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＦ４、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＢＣｌ３、ＨＢｒを用いることで、順テーパ形状の加工が可能となる。ＣＦ系ガスを用いた場合、Ｃ原子の相対的な量が多いほど、掘り進むシリコンの側壁にカーボン系堆積膜を発生しながらエッチングが進行するため、徐々に先細る形状、つまり順テーパ形状になる。また、Ｃｌ系やＢｒ系ガスを用いた場合は、Ｆ系ガスに比べてシリコンとの反応性が低く、イオンが垂直入射する部分しかエッチングが進行せず、掘り進むシリコンの側壁はエッチングされないために、徐々に先細り形状、つまり順テーパ形状になる。
また、必要に応じてＯ２やＡｒ、Ｈｅ等の希ガスを添加することで、テーパ角の制御が出来る。ＣＦ系ガスにＯ２を加えた場合、Ｏ原子とＣ原子が反応して、ＣＯ２になり排気されるために、上述したカーボン系堆積膜の量を減らす効果があるためである。また、ＡｒやＨｅ等の希ガスを加えた場合は、エッチングガスを希釈する効果があり、エッチングの速度が変わるためである。
【００３９】
＜（３）シリコン金型の微細な針状体に相当する部分の表面に凹凸形状を形成する工程＞
次に、前記テーパ形状を有するシリコン基板を、ウェットエッチングもしくはドライエッチング処理することで、凹凸形状の形成が可能となる。
【００４０】
ウェットエッチングの場合、あらかじめ多結晶のシリコン基板を用いて、ＫＯＨ水溶液（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（テトラメチル水酸化アンモニウム）の水溶液に浸漬処理することで、結晶粒界に沿った表面が露出するために、凹凸形状が形成される（図４（ｃ））。このとき、あらかじめ多結晶シリコンの結晶サイズを制御することで、凹凸のサイズも制御可能となる。
【００４１】
ドライエッチングの場合は、ウェットエッチングと同じように多結晶シリコンを用いて、等方的なドライエッチング（ＳＦ６やＣＦ６）処理することで、凹凸形状を形成することが可能となる。
【００４２】
また、（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程と（３）シリコン金型の微細な針状体に相当する部分の表面に凹凸形状を形成する工程を、同時に行うことも可能である。
この場合、前述したマスク材がパターニングされたシリコン基板を、エッチングとデポジション（ポリマー堆積）を繰り返しながら、シリコンをドライエッチングする方法により、シリコン表面に凹凸形状を形成しながら、順テーパ形状の溝を形成する。
【００４３】
以下、（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程と（３）シリコン金型の微細な針状体に相当する部分の表面に凹凸形状を形成する工程を、同時に行う方法の一例について説明を行う。
【００４４】
（ａ工程）まず、ＳＦ６で等方的なエッチングを行う。
（ｂ工程）Ｃ４Ｆ８ガスでデポジション（堆積）を行い、シリコンパターンの側面及び底面に保護膜を形成する。
（ｃ工程）引き続き、基板に垂直にイオン衝撃を与えることでパターン底面の保護膜を除去する（図５（ｂ））。
前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）工程を繰り返すことで、パターン側面に凹凸形状を有するシリコンパターンが形成される（図５（ｃ））。
また、各工程の処理時間を長くすれば大きな凹凸形状が形成され（図５（ｄ））、短くすれば細かい凹凸形状が形成できる（図５（ｃ））。医療用微細な針状体として使う場合、この凹凸形状の大きさを制御することで、薬剤の保持量および浸透量を制御できる。
また、ＳＦ６をエッチングガスとして使用するため、結晶粒界によらない等方的なエッチングが可能であり、シリコン基板は、単結晶、多結晶、アモルファスのいずれも用いることが出来る。
【００４５】
＜（４）マスク材をシリコンから除去する工程＞
次に、マスク材をシリコンから除去する。このとき、マスク材がレジストなら、レジスト剥離液、硫酸水溶液で除去する。また、マスク材がシリコン酸化膜やシリコン窒化膜であれば、フッ酸水溶液、バッファードフッ酸水溶液で除去する（図６（ｂ））。このようにして、微細な針状体のシリコン金型が完成する。
【００４６】
＜（５）シリコンの微細な針状体金型からインプリント法により生分解性材料へ転写・複製する工程＞
次に、前記シリコン金型を用いてインプリント法を行う。シリコン金型に、過熱により流動性を確保した生分解性材料をコートし、次に冷却により硬化したのちシリコン金型から引き剥がすことで、生体適合材料からなる微細な針状体が完成する。
【００４７】
前記生体適合材料は、体内に残留した場合も人体に無害なポリ乳酸（ＰＬＡ：Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）や糖質であれば良い。また、糖質は、常温で固体であり、加熱により流動性を確保できる天然糖質であることが望ましい。このため、糖質の主成分はマストースとデキストラン、もしくはトレハロースなどであると良い。
【実施例】
【００４８】
以下に、具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
本実施例では、まず結晶粒のサイズを約２０μｍで作製したシリコン基板を用意した。次に、（１）シリコン基板の表面にマスク材をパターニングする工程として、マスク材としてポジ型フォトレジストを４０μｍ厚でコートし、ＵＶ露光と現像を行い、直系５０μｍのホールパターンをＸＹ方向に１００×１００個でアレイ配置したものを作製した。（図８（ａ））。
【００４９】
次に（２）ドライエッチングにてシリコンを加工し、微細な針状体のシリコン金型を形成する工程として、上記に引き続き、Ｃｌ２によるドライエッチングを実施し、順テーパ形状を形成した（図８（ｂ））。（条件：Ｃｌ２＝２０ｓｃｃｍ、Ａｒ＝６０ｓｃｃｍ、圧力２５ｍＴｏｒｒ、ＩＣＰパワー＝２５０Ｗ、ＲＩＥパワー＝１２０Ｗ）
【００５０】
次に（３）シリコン金型の微細な針状体に相当する部分の表面に凹凸形状を形成する工程として、上記に引き続き、ＴＭＡＨ（テトラメチル水酸化アンモニウム）の水溶液に１０分間浸漬処理し、シリコンの結晶粒界に沿った凹凸形状の表面を形成した（図８（ｃ））。
【００５１】
このようにして作製した微細な針状体のシリコン金型の断面形状を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）にて観察したところ、深さ約２００μｍ、直系５０μｍのニードルが形成できた。このシリコン加工面には、１つあたり幅が約２０μｍ、深さ５μｍの凹凸の形成が確認できた（図８（ｄ））。
【００５２】
次に、（４）レジストをシリコンから除去する工程、としては、レジスト剥離液で除去し、微細な針状体のシリコン金型が完成した（図９（ａ））。
【００５３】
次に、（５）微細な針状体のシリコン金型からインプリント法により生分解性材料へ転写・複製する工程としては、マストースとデキストランの混合物を主成分とした糖質を１１０℃に過熱して流動性を確保し、前記シリコン金型コートした。次に、常温まで冷却して硬化した糖質をシリコン金型から引き剥がすことで、糖質からなる微細な針状体アレイが完成した（図９（ｂ））。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の針状体の製造方法は、ＭＥＭＳデバイス、医療、創薬、化粧品など様々な分野に用いることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来の微細な針状体の製造方法の一例を示す模式図である。
【図２】本発明のニードル製造方法（工程１）を示す模式図である。
【図３】本発明のニードル製造方法（工程１）を示す模式図である。
【図４】本発明のニードル製造方法（工程２、３）を示す模式図である。
【図５】本発明のニードル製造方法（工程２、３）を示す模式図である。
【図６】本発明のニードル製造方法（工程４）を示す模式図である。
【図７】本発明のニードル製造方法（工程５）を示す模式図である。
【図８】実施例の説明を示す模式図である。
【図９】実施例の説明を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
０１・・・シリコン基板
０２・・・熱酸化膜
０３・・・レジスト
０４・・・電子線もしくは光
０５・・・シリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜
０６・・・マスク材（レジスト、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜）
０７・・・生分解性材料
１１・・・多結晶シリコン基板
１２・・・微細な針状体のシリコン金型
１３・・・糖質からなる微細な針状体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細な針状体の製造方法において、
少なくとも、針状体の側面を凹凸形状にする工程
を行うことを特徴とする針状体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の針状体の製造方法であって、
針状体の側面を凹凸形状にする工程として、
基板から針状体の形状を成した溝を備えた鋳型を形成し、
前記鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工し、
前記鋳型を用いて転写加工成形を行うこと
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の針状体の製造方法であって、
鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する際に、ドライエッチングを用いること
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の針状体の製造方法であって、
鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する際に、ウェットエッチングを用いること
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の針状体の製造方法であって、
基板にエッチングに対するマスクパターニングを施し、
（ａ）等方性エッチングを行う工程、
（ｂ）等方性エッチングで穿った溝の側面および底面を保護する工程、
（ｃ）前記溝の底面の保護のみを剥離する工程、
前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程をこの順に少なくとも一回以上繰り返し、
前記溝を設けた基板を鋳型とし転写加工成形を行うこと
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５に記載の針状体の製造方法であって、
鋳型を用いて転写加工成形を行う際に、生体適合材料を用いること
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６に記載の針状体の製造方法で製造された針状体。
【請求項１】
微細な針状体の製造方法において、
少なくとも、針状体の側面を凹凸形状にする工程
を行うことを特徴とする針状体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の針状体の製造方法であって、
針状体の側面を凹凸形状にする工程として、
基板から針状体の形状を成した溝を備えた鋳型を形成し、
前記鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工し、
前記鋳型を用いて転写加工成形を行うこと
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の針状体の製造方法であって、
鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する際に、ドライエッチングを用いること
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の針状体の製造方法であって、
鋳型の溝の内面を凹凸形状に加工する際に、ウェットエッチングを用いること
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の針状体の製造方法であって、
基板にエッチングに対するマスクパターニングを施し、
（ａ）等方性エッチングを行う工程、
（ｂ）等方性エッチングで穿った溝の側面および底面を保護する工程、
（ｃ）前記溝の底面の保護のみを剥離する工程、
前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程をこの順に少なくとも一回以上繰り返し、
前記溝を設けた基板を鋳型とし転写加工成形を行うこと
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５に記載の針状体の製造方法であって、
鋳型を用いて転写加工成形を行う際に、生体適合材料を用いること
を特徴とする針状体の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６に記載の針状体の製造方法で製造された針状体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２３１４９（Ｐ２００８−２３１４９Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２００４４４（Ｐ２００６−２００４４４）
【出願日】平成１８年７月２４日（２００６．７．２４）
【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２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２４日（２００６．７．２４）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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