WO2006075716A1

WO2006075716A1 - 医薬物運搬用器具とその製造方法

Info

Publication number: WO2006075716A1
Application number: PCT/JP2006/300398
Authority: WO
Inventors: Koji Omichi; Kensuke Shima; Munehisa Fujimaki; Seiji Tokumoto; Hirotoshi Adachi
Original assignee: Fujikura Ltd.; Hisamitsu Pharmaceutical Co., Inc.
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2006-07-20
Also published as: JP5053645B2; JPWO2006075716A1

Abstract

　効率よく医薬物投与または血液吸引抽出を行うことができる医薬物運搬用器具の提供。基部と、その表面に対して第一の角度と該第一の角度とは異なる第二の角度とをもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具。基部の表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状の群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具の製造方法。

Description

医薬物運搬用器具とその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、生体への医薬物の投与、または生体からの血液の吸引抽出等の医薬物運搬システムに使用する医薬物運搬用器具に係わり、特に無痛で皮膚下に挿通可能とするとともに、効果的な医薬物供与を広範囲に渡って行うことができる医薬物運搬用器具に関する。

本願は、 2005年 1月 14日に出願された特願 2005— 7327号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 近年、医薬物の過剰投与および副作用を抑制せしめて、より安全に、効果的に医薬物を投与するために、「必要最小限の医薬物を、必要な場所に、必要なときに供給する」ことを命題としたドラッグデリバリーシステム（Drug Delivery System:以下、 DDS)の研究が活発に行われている。そして、この DDSには、（1)医薬物を一定期間にわたって一定速度で放出する、いわゆる「医薬物の徐放化」、（2)医薬物を目的とする患部に選択的に輸送する、いわゆる「ターゲッティング」の大きな 2つの目標命題を有している。

[0003] ところで、これらの目標命題を達成して実用化するには、医薬物の改良だけでは困難であり、医薬物を担持、搬送する運搬用器具類の開発が不可欠である。

例えば、経皮吸収治療システム (Transdermal Therapeutic System:TTS)と総称される、皮膚力医薬物を投与し、体内の一部もしくは全身に前記医薬物の作用発現を実現させる技術がある。従来、この TTSに適用できる医薬物は-トログリセリン、硝酸イソソルビド、クロ-ジン等に代表される皮膚透過性の高いものに限られていた。し力しながら近年、前記皮膚透過性の高い医薬物をより効果的に体内に吸収させたり、皮膚透過性が低い医薬物を TTSに適用させる要求が高まっており、これらを実現するための医薬物運搬器具が提案されている。

非特許文献 1には、基部となる Siの表面を SFと Oの混合ガスによるドライエツチングプロセスにて加工し、高さ 100 m程度のアレイ状針状体 (非特許文献 1では、マイク口-一ドルと記載されている）を形成して得られる医薬物運搬用器具が開示されている。この非特許文献 1には、このアレイ状針状体を用いて皮膚を穿刺し、針状体より医薬物を運搬し人体に輸送することが開示されている (非特許文献 1参照)。

[0004] また、特許文献 1〜3には、アレイ状針状体 (特許文献 1では、微小針と記載されて V、る）を形成する技術が開示されて!、る。さらに特許文献 1には前記針状体の中心に基部裏面より表面へ貫通する貫通孔路を形成し、中空状針状体 (特許文献 1では、中空微小針と記載されている）とする技術が開示されている。（特許文献 1〜3参照）非特許文献 1 : D.V. McAllister et al, "MICRO FABRICATED MICRONEEDLES: A N OVEL APPROACH TO TRANSDERMALDRUG DELIVERY", Proceed. Int'l. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater. , 25(1998) Controlled Release Society.Inc.

特許文献 1：国際公開第 99Z64580号パンフレット

特許文献 2 :国際公開第 00Z05166号パンフレット

特許文献 3：特許第 3696513号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、非特許文献 1に開示されているアレイ状針状体は、実際に医薬物を運搬する構造が明らかにされて、な、。

また、特許文献 1〜3に開示されている中空状針状体では、貫通孔路を通して医薬物や血液を運搬する手段を開示しているが、本技術では開口径が小さい（実施例では直径 15 m)ものに限られている。通常の医薬物や血液は非常に粘度が高いため、このように開口径が小さな貫通孔路では流動しないという問題がある。開口径を大きくする（例えば直径 50 m)ことは本技術でも容易に行えるが、本技術の場合、針状体先端径も大きくなることを意味し、皮膚を穿刺することが不可能となってしまう。これらの従来技術において、針状体先端径を小さくするためには、さらに 2つの問題点がある。即ち、針状部の肉厚が制限されるために針状体の機械的強度が弱い点、前記肉厚の制限のため貫通孔路の位置精度の許容範囲が小さくなつてしまい歩留まりが非常に悪い点、である。

[0006] 本発明は前記事情に鑑みてなされ、医薬物を一定期間にわたって一定速度に調節して放出する「医薬物の徐放化」と、医薬物を目的とする患部に選択的に輸送する「医薬物のターゲッティング」とを可能にし、特に無痛で皮膚下に挿通可能とするとともに、効率よく医薬物投与または血液吸引抽出を行うことができる医薬物運搬用器具の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 前記目的を達成するため、本発明は、基部と、その表面に対して第一の角度と、該第一の角度とは異なる第二の角度とをもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具を提供する。

[0008] また本発明は、基部と、その表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有し、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面が形成されたことを特徴とする医薬物運搬用器具を提供する。

[0009] 本発明の医薬物運搬用器具において、前記第二の角度は、前記第一の角度よりも小さいことが好ましい。

また、前記第一の角度は 70度〜 90度であり、前記第二の角度は 50度〜 80度であることが好ましい。

本発明の医薬物運搬用器具において、基部裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路が形成されてヽることが好ま、。

前記貫通孔路の開口面積は 2 X 10^_3mm²以上であることが好ましい。本発明の医薬物運搬用器具において、前記凸部及び基部はシリコン素材により構成されて!/、ることが好まし!/、。

[0010] また本発明は、基部の表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状の群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具の製造方法を提供する。 [0011] また本発明は、基部裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路となる開口部を形成する工程と、該基材の表面に、その表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具の製造方法を提供する。

[0012] 本発明の製造方法において、前記第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程は、基材表面にイオンィ匕したガスを選択的に照射することによって行うことが好ましい。

[0013] 本発明の医薬物運搬用器具において、前記凸部及び基部は熱可塑性ポリマで構成しても良ぐ前記熱可塑性ポリマのなかでも、ポリ乳酸素材であることが好ましい。

[0014] また本発明は、凸部を形成するための細孔を有する型と基材とを対向して配置し、該型と該基材の少なくともいずれか一方を加熱したうえで基材に圧力を加えて型の形状を基材に転写させる工程と、冷却して基材を離型する工程とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具の製造方法を提供する。

発明の効果

[0015] 本発明の医薬物運搬用器具は、基部と、その表面に対して第一の角度と該第一の角度とは異なる第二の角度とをもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有する構成としたので、凸部先端を鋭く形成でき、皮膚への穿刺性を向上させることができる。

また、略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部に、皮膚への穿刺性を損なうことなく大きな開口径を備えた貫通孔路を形成できるため、医薬物を体内に効果的に運搬できる。また、適用できる医薬物の種類も増加する。さらに、この時形成する凸部の肉厚によらず、穿刺性を維持することができる。

また、略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部に、第二の角度をもつ傾斜面が形成された構成としたので、凸部下底部の肉厚が厚くなり、機械的強度がより向上する。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1A]本発明の第 1実施形態に係るアレイ状無痛針の平面図である。

[図 1B]図 1A中の A— B間断面図である。 [図 1C]図 1Aの凸部の拡大斜視図である。

[図 2]第 1実施形態のアレイ状無痛針の各部 a〜e及び角度 0 1, 0 2を示す図である

[図 3]第 1実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。

[図 4]図 3中の工程 Cに用いるドライエッチング装置の一例を示す構成図である。

[図 5A]本発明の第 2実施形態に係るアレイ状無痛針の平面図である。

[図 5B]図 5A中の A— B間断面図である。

[図 5C]図 5Aの凸部の拡大斜視図である。

[図 6]第 2実施形態のアレイ状無痛針の各部 f〜； j及び角度 0 1, 0 2を示す図である。

[図 7]第 2実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。

[図 8]図 7中の工程こ用いる集束イオンビームエッチング装置の一例を示す構成図である。

[図 9A]本発明の第 3実施形態に係るアレイ状無痛針の平面図である。

[図 9B]図 9A中の A— B間断面図である。

[図 9C]図 9Aの凸部の拡大斜視図である。

[図 10]第 3実施形態のアレイ状無痛針の各部 k〜p及び角度 0 1, 0 2を示す図である。

[図 11]第 3実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。

[図 12A]第 4実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。

[図 12B]第 4実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。

[図 12C]第 4実施形態のアレイ状無痛針の製造工程を順に示す断面図である。

符号の説明

[0017] 1, 12, 19, 32· ··アレイ状無痛針（医薬物用運搬器具)、 2, 13, 20, 33…基部、 3 , 14, 21, 34· ··凸部、 3A, 14A, 21A, 34Α· ··傾斜面、 22· ··貫通孔路、 θ 1· ··第一の角度、 0 2…第二の角度。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなぐ例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。

図 1A〜Cは、本発明の第 1実施形態を示す図であり、図 1Aは平面図、図 1Bは図 1A中の A— B間断面図、図 1Cは図 1Aの凸部の拡大斜視図である。本実施形態では、本発明の医薬物運搬用器具の一例として、アレイ状無痛針を例示している。図 1 A〜C中、符号 1はアレイ状無痛針、 2は基材、 3は凸部、 3Aは傾斜面である。

[0019] 本実施形態において、アレイ状無痛針 1は、基部 2と、その表面に対して第一の角度 θ 1と該第一の角度 θ 1とは異なる第二の角度 Θ 2とをもって立設された略錐状をなす凸部 3とを有する構成になっている。本例示において、第一の角度 θ 1は基部 2 表面に対してほぼ直角であり、凸部 3の一部にこの θ 1と異なる第二の角度 Θ 2を適当に設定して傾斜面 3Aを形成することにより、凸部 3の先端を鋭利に形成している。

[0020] このアレイ状無痛針 1において、図 2中の各部の寸法 a〜eは、例えば次の範囲に設定することができる。図 2中、（a)はこのアレイ状無痛針 1の要部断面図、（b)は凸部 3の斜視図である。

，基部厚さ& : 200〜1000 111。

•凸部高さ b： 50〜500 μ m。

'凸部の形成ピッチ。：30〜1000 1!1(伹し、 c>dである。 )。

-凸部下底1： φ 20〜100 πι。

'凸部上底6 : () 3 111以下。

なお、本発明においては特に器具の寸法に関して制限される部分は少なぐ最初の設計及びその製造プロセスにより如何様にも寸法を変更することが可能である。

[0021] また、図 2 (b)に示す凸部 3の例示にあっては、第一の角度 θ 1が約 90度、第二の角度 Θ 2が約 70度としているが、これらの角度は一例に過ぎず、本発明は本例示に限定されない。本発明において、これらの角度 θ 1, Θ 2は、第一の角度 Θ 1 >第二の角度 Θ 2の関係を有していることが好ましぐさらに第一の角度 θ 1は 70度〜 90度の範囲であり、第二の角度 Θ 2は 50度〜 80度であることがより好ましい。

[0022] 図 3は、前記アレイ状無痛針 1の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。この図 3に示す通り、前記アレイ状無痛針 1は、 Si基材 4の表面に対して第一の角度 Θ 1をもって立設された略柱状の凸部 8を形成する工程 Bと、該凸部 8に、前記第一の角度 θ 1と異なる第二の角度 Θ 2をもつ傾斜面 3Αを形成し、図 1 (c)に示すように先端が尖った形状の凸部 3にカ卩ェする工程 Cとを有している。

さらに前記工程 Βは、（a) Si基材を用意し、（b)その表面に Cr層を形成し、（c) Cr層上にフォトリソグラフィー技術によってフォトレジストを形成して凸部パターユングを行い、（d)このフォトレジストをマスクとして Cr層をウエットエッチングして Crパターンを形成し、 (e) Crパターンをマスクとして略柱状の凸部を形成する各工程により行われる。この図 3 (a)〜 (f)に従って第 1実施形態のアレイ状無痛針 1を製造する一例を、次の製造例 1に詳述するが、この製造例 1は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。

なお、以降の実施形態の例示において、基材とは凸部と基部を構成するための素材であることを示し、医薬物運搬用器具の一構成部である基部とは、定義が異なる。

[0023] (製造例 1)

図 3 (a)は、製造例 1で基材として使用する、片面をミラー研磨した厚さ 1000 mの単結晶シリコン (Si)ゥーハ（以下、 Si基材 4と記す。）である。以下、ミラー研磨された面を表面と称する。

[0024] 図 3 (b)は、 Si基材 4の表面に、エッチングマスクとなる Cr層 5の形成を表したものである。スパッタリング法により、 Si基材 4の表面に約 1 μ mの Cr層 5を形成する。

[0025] 図 3 (c)は、凸部のフォトレジストパターンの形成を表したもので、フォトリソグラフィ一技術により、 Si基材 4の表面に凸部のネガパターン、即ち、凸部にフォトレジスト 6 を残し、非凸部のフォトレジストを除去したパターンを形成する。この製造例 1においては、フォトレジスト 6の直径を 50 μ mとした。

[0026] 図 3 (d)は、 Crパターンの形成を表したもので、前記（c)工程で形成したフォトレジスト 6をマスクとし、フォトレジスト 6下部に配置された Cr層 5をエッチングし、 Crパターン 7を形成する。 Crのエッチングは、硝酸第二セリウム塩と過塩素酸を主成分とする水溶液を用いたウエットエッチングにより行った。

[0027] 図 3 (e)は、凸部形成を表したもので、前記 (d)工程で形成した Crパターン 7をマスクとし、 Si基材 4の表面に略柱状の凸部 8を形成する。この凸部 8の形成はドライエツチングプロセスにより行う。 Crパターン 7を形成した Si基材 4をドライエッチング装置のチャンバ一内に設置し、真空排気を行った後、エッチングガスとして SFと Oの混合

6 2 ガスを用いてエッチングを行った。

Siエッチング速度は約 6 μ mZminであることを鑑みてエッチング時間を 25分とした結果、エッチング深さ（凸部高さ）約 150 mの凸部 8を形成できた。なお、約 150 /z mエッチングした後でも、マスクである Cr層は 0. 7 /z m以上の厚さがあった。 Siと C _rのエッチング速度の比 (選択比）は、 500 : 1以上ということになる。

なお、この時のエッチング条件（例えば、プロセス圧力、エッチングガス流量、高周波への投入電力量）により、凸部 8の形状を略円柱状力略円錐状まで変化させることができる。本製造例 1においては、凸部 8を直径 50 mの略円柱状に形成した。最後に硝酸第二セリウム塩と過塩素酸を主成分とする水溶液を用いたウエットエツチングにより Si表面に残存する Crパターン 7を除去した。

図 3 (f)は、凸部加工から器具 (アレイ状無痛針 1)完成を表したものであり、この (f) 凸部加工の工程は、凸部 8を形成した Si基材 4をイオンガス流に対して任意角度傾けた状態で配置してドライエッチングすることにより行った。図 4は、そのドライエッチング装置の概要を示す構成図であり、図 4中、符号 9はドライエッチング装置のチャンバー、 10は高周波電源、 11は任意角度傾けるための治具である。このチャンバ一 9 は真空排気系に接続され、内部を真空排気することが可能である。またチャンバ一 9 には、イオンガス源であるアルゴン (Ar)ガスを電極間に流入する Arガス供給配管が設けられている。図 4に示すように、ドライエッチング装置のチャンバ一 9内に、凸部 8 を形成した Si基材 4を電極に対して任意角度傾けて配置する。この Si基材 4を任意角度傾けるための治具 11としては、アルミニウム (A1)等の導電性材料で構成されていれば、如何なるものでも構わない。

治具 11に略円柱状の凸部 8を形成した Si基材 4を設置し、該チャンバ一 9を真空排気した後、エッチングガスとして Arガスを用いてエッチングを行った。

Arイオンは化学的に不活性のため、 Arイオンが Si基材 4の表面に衝突する際の物理的エネルギーでのみエッチングされる。 Arイオンは電極に対して垂直にイオン入射するため、 Si基材 4を傾けることにより選択的に前記凸部の一面をエッチングすることができる。 [0029] 以上の工程を経て、基部 2の表面に対して、第一の角度 θ 1 (例えば、約 90度）とそれよりも小さい第二の角度 Θ 2 (例えば、約 70度）とをもって立設された略錐状をなす凸部 3を有するアレイ状無痛針 1が形成できる。

[0030] 本実施形態のアレイ状無痛針 1は、基部 2と、その表面に対して第一の角度 θ 1とそれよりも小さい第二の角度 Θ 2とをもって立設された略錐状をなす凸部 3とを有する構成としたので、第一の角度 Θと第二の角度 Θ 2を適宜設定することで、凸部 3の先端を鋭く形成でき、皮膚への穿刺性を向上させることができる。

[0031] 図 5A〜Cは、本発明の第 2実施形態を示す図であり、図 5Aは平面図、図 5Bは図 5A中の A— B間断面図、図 5Cは図 5Aの凸部の拡大斜視図である。本実施形態では、本発明の医薬物運搬用器具の一例として、アレイ状無痛針を例示している。図 5 A〜C中、符号 12はアレイ状無痛針、 13は基部、 14は凸部、 14Aは傾斜面である。

[0032] 本実施形態において、アレイ状無痛針 12は、基部 13と、その表面に対して第一の角度 Θ 1をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部 14とを有し、該凸部に、前記第一の角度 θ 1と異なる第二の角度 Θ 2 をもつ傾斜面 14Aが形成された構成になっている。

[0033] このアレイ状無痛針 12において、図 6中の各部の寸法 f〜； jは、例えば次の範囲に設定することができる。図 6中、（a)はこのアレイ状無痛針 12の要部断面図、（b)は凸部 14の斜視図である。

•基部厚さ f： 200〜 1000 μ m。

•凸部高さ g： 50〜500 μ m。

'凸部の形成ピッチ11: 30〜1000 111(伹し、 h>jである。 )。

'凸部下底 i: φ 20〜100 πι。

'凸部上底 j : φ 3 /ζ πι以下。

[0034] また、図 6 (b)に示す凸部 14の例示にあっては、第一の角度 θ 1が約 90度、第二の角度 Θ 2が約 70度としているが、これらの角度は一例に過ぎず、本発明は本例示に限定されない。本発明において、これらの角度 θ 1, Θ 2は、第一の角度 Θ 1 >第二の角度 θ 2の関係を有していることが好ましぐさらに第一の角度 θ 1は 70度〜 90 度の範囲であり、第二の角度 Θ 2は 50度〜 80度であることがより好ましい。

[0035] 図 7は、前記アレイ状無痛針 12の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。

この図 7に従って第 2実施形態のアレイ状無痛針 12を製造する一例を、次の製造例 2に詳述するが、この製造例 2は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。なお、前述した製造例 1と重複する部分については説明を割愛する。

[0036] (製造例 2)

図 7 (a)は、 Si基材 4の表面に略円柱状の凸部 8を形成する工程を表すもので、図 3 (a)〜(e)の各工程と同様にして凸部 8を形成することができ、詳細は省略する。製造例 1の場合と同じぐ図 3 (a)〜（e)の各工程によって、 Si基材 4の表面に対して第一の角度 θ 1をもって立設された略円柱状の凸部 8が形成される。

[0037] 図 7 (b)は、凸部加工力器具 (アレイ状無痛針 12)完成を表すもので、この工程は、図 8に概要を示す集束イオンビーム（Focused Ion Beam: FIB)エッチング装置を用いて行う。図 8のエッチング装置は、真空排気が可能なチャンバ一 15内に、 XY Z (三次元）精密ステージ 16が設けられ、この XYZ精密ステージ 16上に Si基材 4を任意の角度で傾けて配置するための治具 17が設けられている。またチャンバ一 9に接続された Gaイオンの導入部には、イオン銃シャッター 18が該導入部を開閉可能に設けられている。図 8に示すように、イオン銃と XYZ精密ステージ 16とを備えた FIBエツチング装置のチャンバ一 15内に、略円柱状の凸部 8を形成した Si基材 4を配置する。このとき、 Si基材 4は、治具 11を用いてイオン銃に対して任意角度傾けている。この治具 11は、 A1等の導電性素材で構成させて、れば如何なるものでも構わな!/、。次いで、装置内に設けてある走査型イオン顕微鏡（Scanning Ion Microscope ： SIM)と XYZ精密ステージ 16により、選択的にイオン照射したい部分（凸部先端）が所定の位置に来るように移動させ、イオン銃よりガリウム (Ga)イオンを照射する。

Gaイオンは化学的に不活性のため、 Gaイオンが凸部先端に衝突する際の物理的エネルギーでのみエッチングされる。 Gaイオンはイオン銃に対して平行に入射するため、 Si基材 4を傾けることにより前記凸部の先端部を選択的にエッチングすることができる。以降、 XYZ精密ステージ 16による移動と、 FIB選択エッチングを繰り返す。すべての凸部 8の先端部をエッチングすることにより、略円柱状凸部 8の先端部に、第一の角度 θ 1より小さい第二の角度 Θ 2をもつ傾斜面 14Aが形成され、先端が尖った凸部 14を有するアレイ状無痛針 12が製造される。

[0038] この第 2実施形態のアレイ状無痛針 12は、第一の角度 θ 1をもって基部に立設された略柱状をなす凸部 14に、第一の角度 θ 1よりも小さい第二の角度 Θ 2をもつ傾斜面 14Aが形成された構成としたので、皮膚への穿刺性を損なうことなぐ凸部下底部の肉厚が厚い針状部を形成できるため、器具の機械的強度をより向上させることができる。

[0039] 図 9A〜Cは、本発明の第 3実施形態を示す図であり、図 9Aは平面図、図 9Bは図 9A中の A— B間断面図、図 9Cは図 9Aの凸部の拡大斜視図である。本実施形態では、本発明の医薬物運搬用器具の一例として、アレイ状無痛針を例示している。図 9 A〜C中、符号 19はアレイ状無痛針、 20は基部、 21は凸部、 21Aは傾斜面、 22は貫通孔路である。

[0040] 本実施形態において、アレイ状無痛針 19は、基部 20と、その表面に対して第一の角度 θ 1と該第一の角度 θ 1とは異なる第二の角度 Θ 2とをもって立設された略錐状をなす凸部 21と、基部 20の裏面より凸部 21先端へ貫通する貫通孔路 22とを有する構成になっている。この貫通孔路 22は、基部 20裏面より医薬物を供給し、該医薬物を生体内へ運搬する、あるいは、生体内より吸引抽出した血液等の体液を基部 20裏面より取り出す目的に使用することができる。

[0041] このアレイ状無痛針 19において、図 10中の各部の寸法 k〜pは、例えば次の範囲に設定することができる。図 10中、（a)はこのアレイ状無痛針 19の要部断面図、（b) は凸部 21の斜視図である。

•基部厚さ k： 200〜 1000 μ m。

'凸部高さ1: 50〜500 111。

'凸部の形成ピッチ111: 30〜1000 111(伹し、 m>nである。 )。

'凸部下底 η: φ 50〜： ί00 πι。

•貫通孔路径 ο： φ 50〜80 μ m。 -凸部上底：0 3 1!1以下。

[0042] また、図 10 (b)に示す凸部 21の例示にあっては、第一の角度 θ 1が約 90度、第二の角度 Θ 2が約 70度としているが、これらの角度は一例に過ぎず、本発明は本例示に限定されない。本発明において、これらの角度 θ 1, Θ 2は、第一の角度 Θ 1 >第二の角度 Θ 2の関係を有していることが好ましぐさらに第一の角度 θ 1は 70度〜 90 度の範囲であり、第二の角度 Θ 2は 50度〜 80度であることがより好ましい。

さらに、前記貫通孔路 22の開口面積は 2 X 10^_3mm²以上であることが好ましい。貫通孔路 22の開口面積が 2 X 10^_3mm²以上あれば、その貫通孔路 22を通して効率よく医薬物投与または血液吸引抽出を行うことができる。

[0043] 図 11は、前記アレイ状無痛針 19の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。この図 11に従って第 3実施形態のアレイ状無痛針 19を製造する一例を、次の製造例 3に詳述するが、この製造例 3は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。なお、前述した製造例 1と重複する部分については説明を割愛する。

[0044] (製造例 3)

貫通孔路 22を有する前記アレイ状無痛針 19の製造方法は、貫通孔路 22となる開口部 24を形成する工程 Aと、略柱状、略錐台状、略錐状の群から選択される凸部 25 を形成し、次いで前記開口部 24を貫通孔路 22とする工程 B' と、前記凸部 25の一面に第二の角度をもつ傾斜面 21Aを形成する工程 Cとからなる。

[0045] 図 11 (a)は、本製造例 3で、基材として使用する両面をミラー研磨した厚さ 500 m の Siゥエーハ（以下、 Si基材 23と記す。）である。以下 Si基材 23の両面を表面 A、表面 Bとして区別する。

[0046] 図 11 (b)は、貫通孔路 22となる開口部 24の形成を表したもので、この開口部 24の形成は、製造例 1において説明したフォトリソグラフィー技術とドライエッチングプロセスを用いて、 Si基材 23の表面 Bに貫通孔路 22となる開口部 24を形成する（図 3中、工程 B参照。 ) oこの開口部 24を形成するエッチング技術としては、 Bocshプロセスとして知られるエッチングガス (例えば SF )と堆積ガス (例えば C F )を交互に導入してプラズマ化させ、エッチング工程と堆積工程とを繰り返すプロセスが好適である。また、このとき、製造例 1の工程 Bで説明した Crマスクは不要となり、レジストをマスクとして開口部 24を形成することが可能である。

以上の工程を経て、 Si表面 Bに開口径 50 μ m、深さ 470 μ m、ピッチ 500 μ mの開口部 24を形成した。

[0047] 図 11 (c)は、凸部の形成を表したもので、前述した製造例 1の工程 Bと同様の工程を経て、 Si基材 23の表 ®A【こ直径 80 μ m、高さ 150 μ m、ピッチ 500 μ mの凸咅を形成した。このとき、フォトリソグラフィ一時に Si基材 23の Α·Β両面パターンの位置合せを行い、開口部 24の中心と凸部 25の中心が一致するように配置した。

[0048] 図 11 (d)は、貫通孔路 22の形成を表したもので、 Crマスクを除去した後、再度ドラィエッチングプロセスにて Si基材 23の A面をエッチングすることにより、開口部 24が基材裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路 22となる。

[0049] 図 11 (e)は、凸部加工から器具 (アレイ状無痛針 19)完成を表したもので、前述した製造例 1の工程 Cと同様の処理を行って、基部 20の裏面より凸部 21先端へ貫通する貫通孔路 22が設けられたアレイ状中空無痛針 19が得られる。勿論、前述した製造例 2に記載した工程 C' を用いてもアレイ状中空無痛針 19を得ることができる。

[0050] 上記工程を経て作製したアレイ状中空無痛針 19では、貫通孔路 22の径を大きく（即ち、開口面積を大きく）しても、凸部 21先端を尖鋭ィ匕することが可能なため、皮膚への穿刺性を維持したまま、医薬物の流動性が高、貫通孔路を形成することができる。

医薬品の流動性を充分確保できる貫通孔路 22の開口面積は、医薬物の粘度にもよるが、通常 2 X 10^_3mm²程度であればよぐ本実施形態のように円形状の貫通孔路であれば直径 50 μ m程度でよいことになる。

また、貫通孔路 22の径に対して凸部 21の径を大きくしても皮膚への穿刺性は変らないので、中空の凸部 21の肉厚を大きくすることができ、機械的強度が向上する。また、フォトリソグラフィ一時に Si基材 23の Α·Β両面パターンの位置合わせを行い、開口部 24の中心と凸部 25の中心とを正確に配置する精度は高いとは言えず、歩留まりを低下させる要因となるが、本発明では貫通孔路 22の径に対して凸部 21の径を大きくできるため、位置精度の許容が大きくなり、歩留まりが向上する。

[0051] 図 12A〜Cは、本発明の第 4実施形態である、熱可塑性ポリマ素材で構成されるァレイ状無痛針の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。

この図 12A〜Cに示す通り、アレイ状無痛針は、凸部を形成するための細孔を有する型と、アレイ状無痛針となる熱可塑性ポリマ基材とを対向して配置し（図 12A)、型と熱可塑性ポリマ基材の少なくともいずれか一方を加熱した上で熱可塑性ポリマ基材に圧力をかけた状態で保持し（図 12B)、成形後冷却し、次いで熱可塑性ポリマ基材を離型する（図 12C)工程により行われる。

[0052] 成形に用いる凸部を形成するための細孔を有する型は、以下の方法で作製する。

即ち、製造例 1で例示した医薬物運搬用器具をマスタ型とし、次いで Ni等の金属をスパッタすることでマスタ型表面を導電ィ匕し、然る後に Ni電铸によってマスタ型の形状を転写する。

[0053] 転写後、マスタ型を選択的に除去することによって、凸部を形成するための細孔を有する型を作製することができる。

[0054] この図 12A〜Cに従って、第 4の実施形態である熱可塑性ポリマ素材で構成されるアレイ状無痛針を製造する一例を、次の製造例 4に詳述するが、この製造例 4は単なる例示であり、本発明を限定するためのものではない。

[0055] (製造例 4)

図 12Aは、製造例 4で型として使用する凸部を形成するための細孔を有する Ni電铸型 30と厚さ 1000 mの板状ポリ乳酸 (以下、ポリ乳酸基材 31と記す)である。なお、 Ni電铸型 30の作製に用いたマスタ型には、製造例 1で例示したアレイ状無痛針 1 を用いた。

[0056] 図 12Bは、 Ni電铸型 30の形状をポリ乳酸基材 31に転写する工程を示す。 Ni電铸型 30とポリ乳酸基材 31を 100°Cに加熱した後、 Ni電铸型 30上部よりポリ乳酸基材 3 1を lOMPa程度の圧力で押圧する。押圧した状態で 10分間保持することにより、 Ni 電铸型 30の形状がほぼ正確にポリ乳酸基材 31に転写される。

[0057] 図 12Cは、ポリ乳酸基材を離型する工程を示す。 Ni電铸型 30とポリ乳酸基材を 50 °Cに冷却した後、ポリ乳酸基材を離型する。 [0058] 以上の工程を経て、ポリ乳酸素材で構成されたアレイ状無痛針 32が形成できる。詳細は省略するが、このアレイ状無痛針は、マスタ型であるアレイ状無痛針 1の形状と略同形状であり、アレイ状無痛針 1と同様に、傾斜面 34Aを備えた凸部 34と基部 3 3とを有する。

[0059] 本製造例に用いる基材は、熱可塑性ポリマであれば基本的に、かなるものでも構わないが、ポリ乳酸は、生体に対して無毒であり、且つ生体吸収性があるため、例えばアレイ状無痛針 32の凸部 34が折れて体内に残留したとしても、いずれ体内で分解するため、好適である。

[0060] なお、前述した各実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなぐ種々の変更が可能である。

例えば、凸部の形状は前述した各実施形態の例示に限らず、皮膚等に無痛で穿刺できる形状、寸法であれば、如何なるものでも構わない。凸部の形状の他の例としては、略円柱状、略円錐台状、略角柱 (三角錐、四角錐等)状、略角錐台状、略角錐状が挙げられる。これらはフォトリソグラフィ一時の凸部パターンと、凸部形成時のドラィエッチング条件により如何様にも変更可能である。

また、アレイ状中空無痛針に形成する貫通孔路も円状に限らず、角（三角、四角等 )状であっても構わない。これも、フォトリソグラフィ一時の開口部パターンにより如何様にも変更可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 基部と、その表面に対して第一の角度と、該第一の角度とは異なる第二の角度とをもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有することを特徴とする医薬物運搬用器具。

[2] 基部と、その表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部とを有し、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面が形成されたことを特徴とする医薬物運搬用器具。

[3] 前記第二の角度は、前記第一の角度よりも小さいことを特徴とする請求項 1又は 2 に記載の医薬物運搬用器具。

[4] 前記第一の角度は 70度〜 90度であり、前記第二の角度は 50度〜 80度であることを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。

[5] 基部裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路が形成されていることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。

[6] 前記貫通孔路の開口面積が 2 X 10^_3mm²以上であることを特徴とする請求項 5に記載の医薬物運搬用器具。

[7] 前記基部及び前記凸部がシリコン素材により構成されていることを特徴とする請求項 1〜6のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。

[8] 基部の表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状の群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする請求項 1 〜4及び請求項 7に記載の医薬物運搬用器具の製造方法。

[9] 基部裏面より凸部先端へ貫通する貫通孔路となる開口部を形成する工程と、該基部の表面に、その表面に対して第一の角度をもって立設された略柱状、略錐台状、略錐状からなる群から選択される形状をなす凸部を形成する工程と、該凸部に、前記第一の角度と異なる第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程とを有することを特徴とする請求項 5〜7に記載の医薬物運搬用器具の製造方法。

[10] 前記第二の角度をもつ傾斜面を形成する工程は、凸部にイオンィ匕したガスを選択的に照射することによって行うことを特徴とする請求項 8又は 9に記載の医薬物運搬用器具の製造方法。

[11] 前記基部及び前記凸部が熱可塑性ポリマ素材により構成されていることを特徴とする請求項 1〜6のいずれかに記載の医薬物運搬用器具。

[12] 前記基部及び前記凸部がポリ乳酸素材により構成されていることを特徴とする請求項 11に記載の医薬物運搬用器具。

[13] 前記凸部を形成するための細孔を有する型と基材とを対向して配置し、前記型と前記基材の少なくともいずれか一方を加熱したうえで基材に圧力を加えて前記型の形状を前記基材に転写させる工程と、冷却して前記基材を離型する工程とを有することを特徴とする請求項 11又は 12に記載の医薬物運搬用器具の製造方法。