JP6186806B2 - Acicular body manufacturing method and acicular body - Google Patents
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Description
本発明は、針状体の製造方法および針状体に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an acicular body and an acicular body.
皮膚上から薬剤を浸透させ、体内に薬剤を投与する方法である経皮吸収法は、人体に痛みを与えることなく簡便に薬剤を投与することができる方法として用いられているが、薬剤の種類によっては経皮吸収法で投与が困難な薬剤が存在する。これらの薬剤を効率よく体内に吸収させる方法として、ミクロンオーダーの微小な針状体を用いて皮膚を穿孔し、皮膚内に直接薬剤を投与する方法が注目されている。この方法によれば、投薬用の特別な機器を用いることなく、簡便に薬剤を皮下投薬することが可能となる(特許文献1参照)。 The percutaneous absorption method, which is a method of infiltrating a drug from the skin and administering the drug into the body, is used as a method for easily administering the drug without causing pain to the human body. Some drugs are difficult to administer by transdermal absorption. As a method for efficiently absorbing these drugs into the body, attention has been drawn to a method of perforating the skin using microscopic needle-like bodies and directly administering the drug into the skin. According to this method, it is possible to easily administer a drug subcutaneously without using a special medication device (see Patent Document 1).
この際に用いる微小な針状体の形状は、皮膚を穿孔するための十分な細さと先端角、および皮下に薬液を浸透させるための十分な長さを有していることが必要とされ、直径は数μmから数百μm程度(具体的には、例えば、1μm〜300μm程度)、長さは皮膚の最外層である角質層を貫通し、かつ神経層へ到達しない長さ、具体的には数十μmから数百μm程度(具体的には、例えば、10μm〜1000μm程度)のものであることが望ましいとされている。 The shape of the fine needle-like body used at this time is required to have a sufficient fineness and tip angle for piercing the skin, and a sufficient length for penetrating the drug solution under the skin, The diameter is about several μm to several hundred μm (specifically, for example, about 1 μm to 300 μm), the length is a length that penetrates the stratum corneum that is the outermost layer of the skin and does not reach the nerve layer, specifically Is preferably about several tens of μm to several hundreds of μm (specifically, for example, about 10 μm to 1000 μm).
上述した針状体の材料として種々の材料を用いることが知られており、例えば、グリコーゲン、デキストリンなどの水溶性多糖類の水溶液を鋳型に充填させ、乾燥させ、針状体を製造する方法が開示されている(特許文献2参照)。 It is known to use various materials as the material for the needle-shaped body described above. For example, a method for producing a needle-shaped body by filling a mold with an aqueous solution of a water-soluble polysaccharide such as glycogen or dextrin and drying the mold. It is disclosed (see Patent Document 2).
さらに、針状体の製造方法として、エッチング法を用いて原版を作製し、該原版から鋳型を形成し、該鋳型を用いた転写加工成型をおこなうことが提案されている(特許文献3参照)。 Furthermore, as a method for producing a needle-like body, it has been proposed to prepare an original plate using an etching method, form a mold from the original plate, and perform transfer processing molding using the template (see Patent Document 3). .
また、針状体の鋳型に用いる材料としては、耐熱性、耐溶剤性などに優れたシリコーン樹脂などが知られている(特許文献4参照)。 Moreover, as a material used for the mold of the needle-like body, a silicone resin excellent in heat resistance and solvent resistance is known (see Patent Document 4).
針状体を皮膚に穿刺して使用する場合、針状体が直接生体に触れるため、衛生面を保障する必要がある。衛生面を保障する方法の一つとして、使い捨てにする方法がある。鋳型を使い捨てとすることで、鋳型を使い回すことによる汚染の危険性を無くすことができる。しかし、特許文献4に開示されているシリコーン樹脂からなる鋳型では、シリコーン樹脂が高価な樹脂であるため、使い捨てとすることは針状体製造コストの増加が課題となり現実的ではない。 When the needle-like body is used by puncturing the skin, the needle-like body directly touches the living body, so it is necessary to ensure hygiene. One way to ensure hygiene is to make it disposable. By making the mold disposable, the risk of contamination due to repeated use of the mold can be eliminated. However, in the mold made of the silicone resin disclosed in Patent Document 4, since the silicone resin is an expensive resin, it is not practical to make it disposable because an increase in the cost of manufacturing the needle-like body is a problem.
そこで本発明は、安価で使い捨て可能である鋳型を用いた針状体の製造方法および衛生的で安価な針状体を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the acicular body using the casting_mold | template which is cheap and disposable, and a hygienic and cheap acicular body.
上記課題を解決するために請求項1に係る発明としては、基体の少なくとも一方の面に突起部を備える針状体の製造方法であって、基体の一方の面に突起部を備える針状体原版を作製し、当該針状体原版の突起部の凹凸反転パターンを転写し、鋳型を作製する工程と、針状体材料を含有する針状体形成液を調製する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液を前記鋳型に充填する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液を前記鋳型に充填された状態で乾燥し、針状体材料を固化する工程と、固化した前記針状体材料を鋳型から剥離し針状体とする工程とを備え、かつ、該鋳型が、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、針状体形状の凹凸反転パターンを備えることを特徴とする針状体の製造方法とした。
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is a method for manufacturing a needle-like body having a protrusion on at least one surface of a base, and the needle-like body having a protrusion on one surface of the base. A step of preparing an original plate, transferring a projection / recess inversion pattern of the protrusions of the acicular body original plate to prepare a mold, a step of preparing a needle-like body forming liquid containing a needle-like body material, and the needle-like body a step of filling the needles forming liquid containing material into the mold, drying the needles forming solution containing the needle-like material in a state of being filled in the mold, solidifying the needle-shaped material And a step of peeling the solidified needle-shaped material from the mold to form a needle-shaped body, and the mold contains an ethylene / vinyl acetate copolymer resin, and the needle-shaped reversal pattern of the needle-shaped body It was set as the manufacturing method of the acicular body characterized by providing.
また、請求項2に係る発明としては、前記針状体材料に生体適合性材料を含むこと、を特徴とする請求項1に記載の針状体の製造方法とした。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the needle-shaped body manufacturing method according to the first aspect, wherein the needle-shaped body material includes a biocompatible material.
また、請求項3に係る発明としては、前記針状体材料がキチン、キトサン、キトサン誘導体、コラーゲン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース誘導体、からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の針状体の製造方法とした。 According to a third aspect of the present invention, at least one selected from the group consisting of chitin, chitosan, chitosan derivatives, collagen, gelatin, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylcellulose derivatives The needle-shaped body manufacturing method according to claim 1, wherein the needle-shaped body manufacturing method is provided.
本発明の針状体の製造方法では、鋳型材料としてエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含む鋳型を用いることを特徴とする。エチレン・酢酸ビニル共重合体は、シリコーン樹脂と比較し10分の1程度の価格であるため安価な針状体の製造方法とすることができる。さらに、安価であることから使い捨ての鋳型とすることができ、衛生面に優れたものとすることができる。使い捨ての鋳型を用いた製造方法から得られた針状体は、衛生的で安価な針状体とすることができる。また、エチレン・酢酸ビニル共重合体はガラス転移点が低く低温でも柔軟性に富むため、本発明の鋳型を用いることにより低温下においても該針状体を製造することができる。 In the method for producing a needle-like body of the present invention, a mold containing an ethylene / vinyl acetate copolymer resin is used as a mold material. Since ethylene / vinyl acetate copolymer is about one-tenth the price of silicone resin, it can be an inexpensive method for producing needle-like bodies. Furthermore, since it is inexpensive, it can be used as a disposable mold and can be excellent in hygiene. The needle-like body obtained from the manufacturing method using the disposable mold can be a hygienic and inexpensive needle-like body. In addition, since the ethylene / vinyl acetate copolymer has a low glass transition point and high flexibility even at low temperatures, the needle-like body can be produced even at low temperatures by using the mold of the present invention.
<針状体>
図1に、本発明の針状体の斜視図を示した。本発明の針状体101は、基体103と、前記基体103の第一の面から突出する突起部105を具備する。本発明の針状体は生体適合性材料を含む。
<Needle body>
In FIG. 1, the perspective view of the needlelike object of the present invention was shown. The needle-
本発明における生体適合性材料とは、生体に害を与えず目的とする機能を遂行できる性質を備えた材料を意味する。生体に害を与えない水溶性高分子、非水溶性高分子、生体高分子などが相当する。 The biocompatible material in the present invention means a material having a property capable of performing a target function without causing harm to the living body. Water-soluble polymers, water-insoluble polymers, biopolymers, and the like that do not harm the living body are equivalent.
本発明の針状体材料に含まれる生体適合性材料としては、公知の生体適合性材料を用いることができる。例えば、具体的には、アルギン酸塩、カードラン、キチン、キトサン、グルコマンナン、ポリリンゴ酸、コラーゲン、コラーゲンペプチド、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチンなどを挙げることができる。中でも、本発明の針状体に用いられる生体適合性材料としては、キチン、キトサン、キトサン誘導体、コラーゲン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース誘導体、からなる群より選択されることが好ましい。 A known biocompatible material can be used as the biocompatible material contained in the needle-shaped body material of the present invention. Specific examples include alginate, curdlan, chitin, chitosan, glucomannan, polymalic acid, collagen, collagen peptide, hydroxypropylcellulose, gelatin and the like. Among them, the biocompatible material used in the needle-shaped body of the present invention is selected from the group consisting of chitin, chitosan, chitosan derivatives, collagen, gelatin, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylcellulose derivatives. preferable.
本発明の針状体材料として用いられるキチン、キトサン、キトサン誘導体は、生体適合性を備えるものである。キチンとキトサンとの間に明確な境界線はないが、一般的にキチンの脱アセチル化が70%以上のものがキトサンと呼ばれる。脱アセチル化は、適宜公知の手法によりおこなうことができる。生体適合性を備えるキチン、キトサン、キトサン誘導体は、蟹、エビなどの甲殻類由来のもの、菌糸類・微生物産生の植物由来のもの、およびそれらを出発原料としたもの等を用いることができる。キトサン、キチン・キトサンおよびキチン・キトサン誘導体は、皮膚に対して美容効果を示すとともに殺菌効果、抗菌効果を有するため、本発明の針状体に用いる針状体材料として好ましく用いることができる。 The chitin, chitosan and chitosan derivatives used as the needle-shaped body material of the present invention have biocompatibility. Although there is no clear boundary line between chitin and chitosan, generally, chitin having a deacetylation of 70% or more is called chitosan. Deacetylation can be appropriately performed by a known method. As chitin, chitosan and chitosan derivatives having biocompatibility, those derived from crustaceans such as salmon and shrimp, those derived from plants produced by mycelia and microorganisms, and those starting from those can be used. Chitosan, chitin / chitosan and chitin / chitosan derivatives have a cosmetic effect on the skin and have a bactericidal and antibacterial effect, and therefore can be preferably used as a needle-shaped material used in the needle-shaped body of the present invention.
また、本発明の針状体は、送達物を内部に含んでいても良い。送達物としては、例えば、生理活性物質や化粧品組成物などが挙げられる。また、送達物として芳香を有する材料を用いた場合、使用に際して匂いを付与することが出来、美容品として用いるのに好ましい。なお、送達物は、生物製剤をも含むものとする。ここで、生物製剤とは、ヒトや動物の細胞や細胞組織等に由来する原料または材料を用いた薬物の分類をいう。また、本発明の針状体においては、送達物を針状体表面に塗布し保持しても良い。 Moreover, the acicular body of this invention may contain the delivery thing inside. Examples of deliverables include physiologically active substances and cosmetic compositions. In addition, when a material having a fragrance is used as a delivery product, an odor can be imparted during use, which is preferable for use as a cosmetic product. In addition, a delivery thing shall also contain a biologic. Here, the biologic refers to the classification of drugs using raw materials or materials derived from human or animal cells or cell tissues. Further, in the needle-shaped body of the present invention, the delivery product may be applied and held on the surface of the needle-shaped body.
また、送達物を針状体で投与するにあたり、針状体が皮膚に穿刺される前あるいは皮膚に穿刺される後に、送達物を対象となる皮膚上に塗布してもよい。このとき、針状体の表または内部に送達物を配置し、かつ、対象となる皮膚表面にも送達物を塗布してもよい。 In addition, when the delivery product is administered with a needle-like body, the delivery product may be applied onto the target skin before or after the needle-like body is punctured into the skin. At this time, the delivery material may be disposed on or inside the needle-like body, and the delivery material may be applied to the target skin surface.
また、本発明の針状体は、体内に埋没させ使用する手法に用いられてもよい。 Further, the needle-shaped body of the present invention may be used in a technique of being used by being buried in the body.
本発明に係る針状体の形状および配置形態を図2を用いて説明する。 The shape and arrangement of the needles according to the present invention will be described with reference to FIG.
図2は、本発明の針状体の概略図であり、(a)は針状体の上面図、(b)は針状体の断面図である。図2(b)は、図2(a)を線I−I´に沿って切った断面図である。図2(a)および(b)に示すように、針状体101は、基体103と、前記基体103の第一の面から突出する突起部105を具備する。
2A and 2B are schematic views of the needle-shaped body of the present invention, where FIG. 2A is a top view of the needle-shaped body, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the needle-shaped body. FIG. 2B is a cross-sectional view of FIG. 2A taken along line II ′. As shown in FIGS. 2A and 2B, the needle-
本発明に係る針状体は、基体に1つの突起部を具備してもよく、また基体に複数の突起部を具備してもよい。複数の突起部を具備する場合には、アレイ状に突起部を具備してよい。 The needle-shaped body according to the present invention may include one protrusion on the base, or may include a plurality of protrusions on the base. When a plurality of protrusions are provided, the protrusions may be provided in an array.
特に、突起部は、基体上に複数林立し、アレイ状に配列していることが好ましい。ここで、「アレイ状」とは、各突起部が並んでいる状態を示すものであり、例えば、格子配列、最密充填配列、同心円状に配列、ランダムに配列などのパターンを含む。 In particular, it is preferable that a plurality of protrusions are arranged on the base and arranged in an array. Here, the “array shape” indicates a state in which the protrusions are arranged, and includes, for example, a pattern such as a lattice arrangement, a close-packed arrangement, a concentric arrangement, and a random arrangement.
本発明の突起部の形状は、図1、図2(a)および(b)に示された形態に限定されるものではなく、用途により形状および寸法などを自由に設計してよい。例えば成形した針状体を送達物の経皮吸収を促進する目的や、経皮的に生体内の物質を生体外へ取り出す目的に用いる場合により選択される。また、皮膚穿刺性能の観点から選択される。具体的には、円錐、角錐といった錐体形状、円柱、角柱といった柱状形状、また錐体形状と柱状形状を組み合わせた鉛筆形状(胴体部が柱状であり、先端部が錐形状のもの)等の形状を選択することができる。なお、突起部の側壁には括れや段差が形成されていても良い。 The shape of the protrusion of the present invention is not limited to the form shown in FIGS. 1, 2 (a) and 2 (b), and the shape and dimensions may be freely designed depending on the application. For example, it is selected depending on the case where the molded needle-shaped body is used for the purpose of promoting percutaneous absorption of a delivery product or for the purpose of percutaneously extracting a substance in a living body to the outside of the living body. Moreover, it selects from a viewpoint of skin puncture performance. Specifically, a cone shape such as a cone or a pyramid, a columnar shape such as a cylinder or a prism, or a pencil shape combining the cone shape and the columnar shape (the body portion is a columnar shape and the tip portion is a cone shape), etc. The shape can be selected. Note that a constriction or a step may be formed on the side wall of the protrusion.
また、特に、突起部による穿孔の長さを「角質層を貫通しかつ神経層へ到達しない深さ」にすると、送達物や化粧品組成物を、角質層より深い位置に送達することができる。角質層に形成された穿孔は時間と共に塞がるため、角質層下に送達された送達物や化粧品組成物は外界から角質層にバリアされた状態で生体内に保持される。このため、送達物や化粧品組成物は、角質層の新陳代謝や、スキンケアなどの洗浄により剥落することを低減でき、長期間、化粧状態を維持することができる。 In particular, when the length of the perforations by the protrusions is set to “depth that penetrates the stratum corneum and does not reach the nerve layer”, the delivery product or the cosmetic composition can be delivered to a deeper position than the stratum corneum. Since the perforations formed in the stratum corneum are closed over time, the delivered product and the cosmetic composition delivered under the stratum corneum are retained in the living body in a state of being barriered to the stratum corneum from the outside. For this reason, the delivery product and the cosmetic composition can reduce exfoliation due to the metabolism of the stratum corneum and washing such as skin care, and can maintain the makeup state for a long time.
また、特に、突起部による穿孔の深さを「角質層内」に留める場合、送達物や化粧品組成物を、角質層内に滞留させることが出来る。角質層はたえず新陳代謝により新規に生成されるため、角質層内の送達物や化粧品組成物は時間と共に体外へ排出される。このため、皮膚の洗浄や皮膚をピーリングすることなどにより、例えば、化粧状態および付与状態を容易に解除することができる。 In particular, when the depth of perforation by the protrusions is kept “in the stratum corneum”, the delivery product and the cosmetic composition can stay in the stratum corneum. Since the stratum corneum is constantly generated newly by metabolism, the deliverables and cosmetic compositions in the stratum corneum are discharged out of the body with time. For this reason, for example, the makeup state and the applied state can be easily released by washing the skin or peeling the skin.
特に、突起部による穿孔の深さを「角質層を貫通しかつ神経層へ到達しない長さ」に留
める場合、突起部の長さHは、具体的には、200μm以上700μm以下、より好適には200μm以上500μm以下、更に好適には、200μm以上300μm以下の範囲内にあることが好ましい。
In particular, when the depth of perforation by the protrusion is kept at “the length that penetrates the stratum corneum and does not reach the nerve layer”, the length H of the protrusion is specifically 200 μm or more and 700 μm or less, more preferably. Is in the range of 200 μm to 300 μm, more preferably 200 μm to 300 μm.
また、特に、穿孔を「角質層内」に留める場合、突起部の長さHは、具体的には、30μm以上300μm以下、より好適には30μm以上250μm以下、更に好適には、30μm以上40μm以下の範囲内にあることが好ましい。 In particular, when the perforations are held in “in the stratum corneum”, the length H of the protrusion is specifically 30 μm or more and 300 μm or less, more preferably 30 μm or more and 250 μm or less, and further preferably 30 μm or more and 40 μm or less. It is preferable to be within the following range.
また、本発明に係る突起部を基体上にアレイ状に配列する場合、各突起部の長さは全て同一でもよく、同一でなくてもよい。突起部の長さが異なる場合、例えば、(1)アレイ状の外周のみ長い突起部とすることで、曲面に対し、好適に接触することができる、(2)アレイ状の外周のみ短い突起部とすることで、破損しやすい外周部の針状体の機械的強度を補強することができる、などの利点が挙げられる。 Further, when the protrusions according to the present invention are arranged in an array on the substrate, the lengths of the protrusions may or may not be the same. When the lengths of the protrusions are different, for example, (1) the protrusions only on the array-shaped outer periphery can be suitably brought into contact with the curved surface, and (2) the protrusions on the array-shaped outer periphery are short. By doing, there are advantages such as the mechanical strength of the needle-like body at the outer peripheral portion that is easily damaged can be reinforced.
本発明の針状体における突起部の幅Dは、1μm以上300μm以下の範囲内であることが好ましい。突起部の幅Dは、前記範囲内で針状体を穿刺した際に形成される穿刺孔を皮膚内のどのくらいの深さまで形成するか等を考慮して決定することが好ましい。 The width D of the protrusion in the needle-like body of the present invention is preferably in the range of 1 μm to 300 μm. The width D of the protrusion is preferably determined in consideration of the depth of the puncture hole formed when the needle-like body is punctured within the above range.
突起部の幅Dは、突起部を基体面と平行に投影した際の基体と接している突起部の長さのうち最大の長さである。例えば、突起部が円錐状である場合、突起部と基体と接している面の円の直径が幅Dとなる。突起部が正四角錐である場合、突起部と基体と接している面の正方形の対角線が幅Dとなる。また、突起部が円柱である場合、突起部と基体と接している面の円の直径が幅Dとなる。突起部が正四角柱である場合、突起部と基体と接している面の正方形の対角線が幅Dとなる。 The width D of the protrusion is the maximum length of the protrusions in contact with the base when the protrusion is projected in parallel with the base surface. For example, when the projection is conical, the diameter of the circle on the surface in contact with the projection and the base is the width D. When the protrusion is a regular quadrangular pyramid, the square diagonal line of the surface in contact with the protrusion and the base is the width D. When the protrusion is a cylinder, the diameter of the circle on the surface in contact with the protrusion and the base is the width D. When the protruding portion is a regular quadrangular prism, the square diagonal line of the surface in contact with the protruding portion and the base is the width D.
突起部が錐形状のように先端角を有する実施形態に係る針状体において、穿孔時に針状体の突起部を角質層を貫通させる場合には突起部の先端角θは5°以上30°以下、より好ましくは10°以上20°以下、の範囲内であることが望ましい。また、穿孔時に針状体の突起部を角質層内に留める場合、先端角は30°以上、より好ましくは、45°以上であることが好ましい。なお、先端角θは突起部を基体面と平行に投影した際の角度(頂角)のうち最大のものを指す。 In the needle-like body according to the embodiment in which the protrusion has a tip angle like a cone shape, the tip angle θ of the protrusion is 5 ° or more and 30 ° when the protrusion of the needle-like body penetrates the stratum corneum during perforation. In the following, it is more preferable that the angle be in the range of 10 ° to 20 °. In addition, when the protrusion of the needle-like body is held in the stratum corneum at the time of drilling, the tip angle is preferably 30 ° or more, more preferably 45 ° or more. The tip angle θ indicates the largest angle (vertical angle) when the protrusion is projected in parallel with the base surface.
また、当該針状体を構成する基体と突起部は、同組成の材料により形成しても、異なる組成の材料により形成してもよい。基体と突起部とを同組成の組成物で形成することにより、基体と突起部を一体成形にて好適に形成することができる。なお、本発明の針状体を異なる材料で作製する場合には、少なくとも針状体の突起部は生体適合性材料とグリセリンを含む必要がある。 Further, the base body and the protrusions constituting the needle-like body may be formed of the same composition material or different composition materials. By forming the base body and the projecting portion with the composition having the same composition, the base body and the projecting portion can be suitably formed by integral molding. In addition, when producing the acicular body of this invention with a different material, it is necessary for the protrusion part of an acicular body to contain biocompatible material and glycerin at least.
次に、本発明の針状体の製造方法について説明する。図3に本発明の針状体の製造方法の説明図を示した。 Next, the manufacturing method of the acicular body of this invention is demonstrated. FIG. 3 shows an explanatory view of the method for producing the needle-shaped body of the present invention.
本発明の針状体の製造方法は、基体の少なくとも一方の面に突起部を備える針状体の製造方法であって、針状体材料を含有する針状体形成液を調製する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液を鋳型に充填する工程と、前記針状体材料を含有する針状体形成液が前記鋳型に充填された状態で乾燥し針状体材料を固化する工程と、固化した前記針状体材料を鋳型から剥離し針状体とする工程とを備え、かつ、該鋳型が、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、針状体形状の凹凸反転パターンを備えることを特徴とする。 The method for producing a needle-like body of the present invention is a method for producing a needle-like body having a protrusion on at least one surface of a substrate, and a step of preparing a needle-like body forming liquid containing a needle-like body material; Filling the mold with a needle-shaped body forming liquid containing the needle-shaped body material; and drying the needle-shaped body material with the needle-shaped body forming liquid containing the needle-shaped body material filled in the mold. A step of solidifying, and a step of peeling the solidified needle-shaped material from the mold to form a needle-shaped body, and the mold includes an ethylene / vinyl acetate copolymer resin, and the needle-shaped irregularities A reverse pattern is provided.
<鋳型の製造工程>
本発明の針状体製造方法において、針状体を製造するにあたり使用される鋳型の例を図3(a)、図4に示す。鋳型201は、突起部の凹凸反転パターンの凹部203と、第一の面に形成された凹部203を有する領域からなる凹部領域205とを含む。また図4に示すように、鋳型基板209を具備していても良い。
<Mold manufacturing process>
FIG. 3A and FIG. 4 show examples of a mold used for manufacturing the needle-like body in the needle-like body manufacturing method of the present invention. The
鋳型の形状は、針状体材料を保持できる形状を有していれば、特に形状の制約はない。具体的には、例えば、四角形、三角形、などの多角形、円形、楕円形などでよく、想定されるあらゆる形状でよい。 The shape of the mold is not particularly limited as long as it has a shape capable of holding the needle-shaped body material. Specifically, for example, it may be a polygon such as a quadrangle, a triangle, a circle, an ellipse, or the like, and may be any assumed shape.
鋳型の第一の面についても、凹部を有していれば特に形状の制限はない。具体的には、例えば、平坦面、曲面、段構造などでもよい。また、前記鋳型の第一の面は、用いる針状体材料や製造工程状態に適した表面加工を施してよい。 The first surface of the mold is not particularly limited as long as it has a recess. Specifically, for example, a flat surface, a curved surface, a step structure, or the like may be used. Further, the first surface of the mold may be subjected to surface processing suitable for the needle-shaped body material to be used and the manufacturing process state.
鋳型の材質は、針状体材料と接する凹部領域205には、エチレン・酢酸ビニル共重合体を用いる。エチレン・酢酸ビニル共重合体は、生体適合性を有する汎用樹脂であり、微細な構造体の転写性に優れる材料である。価格は、転写性に優れたシリコーン樹脂と比較し、10分の1程度と安価である。そのため、使い捨て可能な安価な鋳型とすることができ、衛生面に優れた鋳型を得ることができる。また、さらには、ポリプロピレンやポリスチレンなどの熱可塑性汎用樹脂と比較し、低温でも柔軟性を有するため、室温程度においても針状体を好適に製造することができる。
As the material of the mold, an ethylene / vinyl acetate copolymer is used for the recessed
また該鋳型の別の実施形態として、図4に示す鋳型基板209を具備していても良い。該鋳型基板の材質は、基板としての耐熱性、熱伝導、機械的強度などを有していれば、特に材質上の制約はない。例えば、金属および樹脂など、例えば、(1)シリコン、(2)ニッケル、アルミニウム、ステンレス鋼およびチタン等の金属材料、(3)アルミナ、窒化アルミニウム、マシナブルセラミックス、ガラスなどのセラミックス、(4)ポリアタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂およびフッ素樹脂等の合成樹脂などを用いてよい。図4に示すような、鋳型基板を用いることにより、鋳型の変形を抑制でき、さらには、鋳型の操作性を向上させることができるため、得られる針状体の針状部の形状の安定性を向上させることができる。
As another embodiment of the mold, a
本発明は、鋳型の材料として、エチレン・酢酸ビニル共重合体を用いることにより、衛生面に優れかつ安価な針状体の製造方法とすることができた。さらに、使い捨ての鋳型を用いた製造方法から得られた針状体は、衛生的で安価な針状体とすることができる。また、エチレン・酢酸ビニル共重合体はガラス転移点が低く低温でも柔軟性に富むため、本発明の鋳型を用いることにより低温下においても該針状体を製造することができる。本発明の針状体の製造方法は、針状体形成材料を溶媒に溶解および/または分散した液状の針状体形成液を用いて針状体を製造することから、溶媒を除去するために乾燥工程を備える。乾燥工程により鋳型状の針状体形成液を乾燥すると鋳型が熱変形する可能性があり、この点からも鋳型は使い捨てとすることが好ましい。 In the present invention, by using an ethylene / vinyl acetate copolymer as a material of a mold, it was possible to obtain a needle-like production method excellent in hygiene and inexpensive. Furthermore, the needle-like body obtained from the manufacturing method using a disposable mold can be a hygienic and inexpensive needle-like body. In addition, since the ethylene / vinyl acetate copolymer has a low glass transition point and high flexibility even at low temperatures, the needle-like body can be produced even at low temperatures by using the mold of the present invention. In order to remove the solvent, the method for producing a needle-shaped body according to the present invention produces a needle-shaped body using a liquid needle-shaped body forming liquid in which a needle-shaped body forming material is dissolved and / or dispersed in a solvent. A drying process is provided. When the mold-like acicular body forming liquid is dried by the drying process, the mold may be thermally deformed. From this point, the mold is preferably disposable.
鋳型に凹部203を形成するための手段は、それ自身公知の微細加工技術を適宜選択して用いてよく、そのような微細加工技術の例は、型取り法、リソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、サンドブラスト法、レーザー加工法および精密機械加工法などを含む。例えばシリコン基板からリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、切削法等を用いてシリコンからなり、基体の一方の面に突起部を備えるシリコン製針状体を作製し、当該シリコン製針状体を原版とした型取り法により鋳型を作製することもできる。
As a means for forming the
<針状体形成液調製工程>
次に、図3(a)に示すように、針状体材料液207の調製をおこなう。なお、本発明の針状体の製造方法において、「鋳型の製造工程」と「針状体形成液調製工程」の順番はどちらを先におこなったとしてもかまわない。
<Needle formation liquid preparation process>
Next, as shown in FIG. 3A, the acicular
本発明の針状体材料は、生体適合性材料を用いることができる。前記生体適合性材料としては、より好ましくはキチン、キトサン、キトサン誘導体、コラーゲン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでいれば良い。 A biocompatible material can be used for the needle-shaped body material of the present invention. More preferably, the biocompatible material contains at least one selected from the group consisting of chitin, chitosan, chitosan derivatives, collagen, gelatin, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and hydroxypropylcellulose derivatives.
生体適合性材料からなる針状体材料は、溶媒に溶解および/または分散され、成形可能な液状の針状体形成液とされる。溶媒は、生体適合性材料の化学的特性に依存して選択される。具体的には、水、エチレングリコール、グリセリンといった多価アルコール、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等を用いることができる。また、これらの溶媒を混合したものも用いることができる。また、針状体形成液は、生体適合性材料と溶媒以外に、針状体材料を鋳型に充填可能な液状とするために、他の材料を含有させることもできる。例えば、生体適合性材料としてキトサンを用いた場合には、キトサンを水に溶解させるためにギ酸、酢酸等の有機酸を含有させる必要がある。また、針状体形成液調整工程にあっては、各材料を混合したあと、脱気等をおこなってもよい。 The needle-shaped body material made of a biocompatible material is dissolved and / or dispersed in a solvent to form a moldable liquid needle-shaped body forming liquid. The solvent is selected depending on the chemical properties of the biocompatible material. Specifically, water, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin, methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and the like can be used. A mixture of these solvents can also be used. In addition to the biocompatible material and the solvent, the needle-like body forming liquid may contain other materials in order to make the needle-like body material into a liquid that can be filled in the mold. For example, when chitosan is used as the biocompatible material, it is necessary to contain an organic acid such as formic acid or acetic acid in order to dissolve chitosan in water. In addition, in the needle-like body forming liquid adjusting step, after each material is mixed, deaeration or the like may be performed.
なお、針状体形成液中の生体適合性材料の濃度に制限はなく、用いる生体適合性材料の特性を考慮した上で任意に選択してよい。針状体形成液に対し1重量%以上20重量%の範囲内の濃度の場合、より好適に針状体を製造することができる。 In addition, there is no restriction | limiting in the density | concentration of the biocompatible material in an acicular body formation liquid, You may select arbitrarily in consideration of the characteristic of the biocompatible material to be used. When the concentration is in the range of 1% by weight or more and 20% by weight with respect to the needle-like body forming liquid, the needle-like body can be more suitably manufactured.
<充填工程>
次に、図3(b)に示すように、針状体形成液207を鋳型201に充填する。
<Filling process>
Next, as shown in FIG. 3B, the
当該針状体形成液の充填方法についての制限は特にない。例えば、充填方法として、射出成形法、押出成形法、インプリント法、キャスティング法、インクジェット法、ディスペンサ法、スピンコート法、また、遠心力を利用して充填する方法などを用いることができる。また、凹版への針状体形成液の供給に際し、凹版の周囲の環境を減圧下または真空下にしてもよい。 There is no restriction | limiting in particular about the filling method of the said acicular body formation liquid. For example, as a filling method, an injection molding method, an extrusion molding method, an imprinting method, a casting method, an ink jet method, a dispenser method, a spin coating method, a filling method using centrifugal force, or the like can be used. Moreover, when supplying the needle-shaped body forming liquid to the intaglio, the environment around the intaglio may be reduced or reduced in vacuum.
<乾燥工程>
次に、図3(c)に示すように、鋳型201に充填された針状体形成液207を乾燥させる。針状体形成液の乾燥方法についての制限は特にない。例えば、加熱乾燥、通風乾燥、真空乾燥などを用いることができる。乾燥により、針状体材料が固化され針状体101が得られる。
<Drying process>
Next, as shown in FIG. 3C, the needle-like body forming liquid 207 filled in the
<剥離工程>
次に、図3(d)に示すように、針状体101から鋳型201を剥離する。前記針状体の剥離方法についての制限は特になく、公知の物理的手段を用いることができる。
<Peeling process>
Next, as shown in FIG. 3 (d), the
以上により、図3(d)に示す基体103と突起部105からなる針状体101が得られる。
As described above, the needle-
上述した製造方法によれば、衛生的で安価な針状体を得ることができる。 According to the manufacturing method described above, a hygienic and inexpensive needle-like body can be obtained.
具体的には、エチレン・酢酸ビニル共重合体を用いた前記針状体の突起部形状の凹凸反転パターンからなる凹部を有する鋳型の製造工程と、生体適合性材料を含む針状体形成液を調製する針状体形成液調製工程と、鋳型に針状体形成液を充填する充填工程と、鋳型に充填した針状体材料形成液を乾燥させる乾燥工程と、針状体材料を鋳型から剥離し針状体を得る剥離工程を備えればよい。 Specifically, a manufacturing process of a mold having a concave portion formed of a concave-convex inversion pattern of the shape of the convex portion of the needle-like body using an ethylene / vinyl acetate copolymer, and a needle-like body forming liquid containing a biocompatible material Preparation process for preparing needle-shaped body forming liquid, filling process for filling the mold with the needle-shaped body forming liquid, drying process for drying the needle-shaped body material forming liquid filled in the mold, and peeling the needle-shaped body material from the mold What is necessary is just to provide the peeling process of obtaining a needle-like body.
以上より、本発明の針状体の製造方法を実施することができる。 As mentioned above, the manufacturing method of the acicular body of this invention can be implemented.
本発明の針状体の製造方法は、鋳型がエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、安価に針状体を作製することができるという効果を奏する。本発明の針状体の製造方法は、ロール・ツー・ロール方式により針状体を製造しても良い。ロール・ツー・ロール方式により、針状体を作製することによりさらに針状体を安価に製造することができる。図5〜図8に、ロール・ツー・ロール方式による本発明の針状体の製造装置の説明図を示した。 The method for producing a needle-like body of the present invention has an effect that the mold contains an ethylene / vinyl acetate copolymer resin and the needle-like body can be produced at low cost. The needle-shaped body manufacturing method of the present invention may be manufactured by a roll-to-roll method. By producing a needle-like body by a roll-to-roll method, the needle-like body can be further manufactured at low cost. FIG. 5 to FIG. 8 show explanatory views of the needle-shaped body manufacturing apparatus of the present invention by the roll-to-roll method.
図5に示した本発明の針状体製造装置にあっては、鋳型301はフィルム状であり、鋳型は、巻出しロール302から巻取りロール303まで搬送される。フィルム状の鋳型は、巻取りロール303まで搬送される際に、針状体形成液供給機構305、乾燥機構306、剥離機構307を通過する。針状体形成液供給機構305は、鋳型301に対し針状体形成液を間欠塗布する。乾燥機構306は、フィルム状の鋳型に塗布された針状体形成液を乾燥し、固化する。剥離機構307は、フィルム状の鋳型から、乾燥固化された針状体を剥離する。以上により、針状体が製造される。
In the acicular body manufacturing apparatus of the present invention shown in FIG. 5, the
図6に示した本発明の針状体製造装置にあっては、フィルム状の鋳型301が巻出しロール302から巻取りロール303まで搬送される。フィルム状の鋳型は、巻取りロール303まで搬送される際に、針状体形成液供給機構305、乾燥機構306を通過する。針状体形成液供給機構305は、鋳型301に対し針状体形成液を間欠塗布する。乾燥機構306は、フィルム状の鋳型に塗布された針状体形成液を乾燥し、固化する。その後、乾燥固化した針状体はフィルム状の鋳型に固定されたまま、フィルム状の鋳型とともに巻取りロールによって巻き取られる。その後、フィルム状の鋳型から剥離され、針状体は製造される。
In the acicular body manufacturing apparatus of the present invention shown in FIG. 6, the film-shaped
図7に示した本発明の針状体製造装置にあっては、フィルム状の鋳型301が巻出しロール302から巻取りロール303まで搬送される。フィルム状の鋳型は、巻取りロール303まで搬送される際に、針状体形成液供給機構305、乾燥機構306、剥離機構307を通過する。針状体形成液供給機構305は、鋳型301に対し針状体形成液を連続塗布する。乾燥機構306は、フィルム状の鋳型に塗布された針状体形成液を乾燥し、固化する。剥離機構307は、フィルム状の鋳型から、フィルム状の針状体を剥離する。その後、多面付けされたフィルム状の針状体は断裁される。
In the acicular body manufacturing apparatus of the present invention shown in FIG. 7, the film-shaped
図8に示した本発明の針状体製造装置にあっては、フィルム状の鋳型301が巻出しロール302から巻取りロール303まで搬送される。フィルム状の鋳型は、巻取りロール303まで搬送される際に、針状体形成液供給機構305、乾燥機構306を通過する。針状体形成液供給機構305は、鋳型301に対し針状体形成液を連続塗布する。乾燥機構306は、フィルム状の鋳型に塗布された針状体形成液を乾燥し、固化する。その後、乾燥固化した針状体はフィルム状の鋳型に固定されたまま、フィルム状の鋳型とともに巻取りロールによって巻き取られる。その後、多面付けされたフィルム状の針状体は、フィルム状の鋳型から剥離され、断裁される。
In the acicular body manufacturing apparatus of the present invention shown in FIG. 8, the film-shaped
図5〜図8に記載のロール・ツー・ロール方式による本発明の針状体の製造装置において、針状体形成液供給機構305の前に、鋳型形成機構を設けてもよい。巻き取り状のエチレン・酢酸ビニル共重合体フィルムから、鋳型形成機構により針状体形状の凹凸反転パターンを備える鋳型を形成し、形成された鋳型に対し針状体形成液供給機構305により針状体形成液を供給することができる。図5〜図8に記載のロール・ツー・ロール方式による本発明の針状体の製造装置において、フィルム状の鋳型は繰り返し使うことも可能であり、使い捨てとすることも可能であるが、衛生面または針の形状安定性の点からは鋳型は使い捨てとすることが好ましい。
In the needle-like body manufacturing apparatus of the present invention according to the roll-to-roll method described in FIGS. 5 to 8, a mold forming mechanism may be provided before the needle-like body forming
本発明の針状体及び針状体の製造方法は上記実施の形態に限定されず、当業者が類推することのできる他の工程、修飾および変更を含む製造方法から製造して得た針状体においても、本発明の範囲に含まれる。 The needle-shaped body and the method for manufacturing the needle-shaped body of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and the needle-shaped body obtained by manufacturing from a manufacturing method including other steps, modifications, and changes that can be inferred by those skilled in the art. The body also falls within the scope of the present invention.
<実施例1>
以下、本発明の針状体の製造方法の一例を実施例にて説明する。
<Example 1>
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the needlelike object of the present invention is explained in an example.
1.鋳型の作製
まず、精密機械加工を用いて、シリコン基板に正四角錐(高さ:120μm、底面:38μm×38μm)が、1mm間隔で、10列10行の格子状に100本配列した突起部を形成した。100本の突起部は、一辺が約9mmの正方形領域内に配置された。
1. Production of mold First, using precision machining, a silicon substrate was formed with 100 square pyramids (height: 120 μm, bottom: 38 μm × 38 μm) arranged in a grid of 10 columns and 10 rows at 1 mm intervals. Formed. The 100 protrusions were arranged in a square region having a side of about 9 mm.
次に、前記シリコン基板で形成された針状体を、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂で突起部の凹凸反転パターンを転写し、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型を作製した。 Next, the projections and depressions of the protrusions were transferred to the needle-like body formed of the silicon substrate with an ethylene / vinyl acetate copolymer resin to prepare a mold made of the ethylene / vinyl acetate copolymer resin.
2.針状体形成液の調製
次に、針状体形成液の調整をおこなった。
具体的には、水に、キトサン、酢酸を溶解後、真空下で脱気をおこない、針状体形成液を調製した。このとき、針状体材料に対し、キトサン5重量%、酢酸2.5重量%として調製した。
2. Preparation of needle-shaped body forming liquid Next, the needle-shaped body forming liquid was adjusted.
Specifically, after dissolving chitosan and acetic acid in water, deaeration was performed under vacuum to prepare a needle-like body forming liquid. At this time, 5% by weight of chitosan and 2.5% by weight of acetic acid were prepared with respect to the needle-shaped body material.
3.針状体の転写成形(充填工程、乾燥工程、剥離工程)
次に、インクジェット法によって、当該鋳型上にキトサン水溶液を供給し凹部に充填した。これを、並温並湿環境下で静置して乾燥させた後、鋳型上から剥離し、針状体を得た。得られた針状体を実体顕微鏡で観察したところ、正四角錐形状の突起部が確認され、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型が転写性に優れることが確認された。
3. Needle-shaped transfer molding (filling process, drying process, peeling process)
Next, an aqueous chitosan solution was supplied onto the mold by an ink jet method to fill the recesses. This was left to stand in a normal temperature and humidity environment and dried, and then peeled off from the mold to obtain a needle-like body. When the obtained needle-like body was observed with a stereomicroscope, regular tetragonal pyramidal protrusions were confirmed, and it was confirmed that a mold made of an ethylene / vinyl acetate copolymer resin was excellent in transferability.
<実施例2>
1.鋳型の作製
まず、精密機械加工を用いて、シリコン基板に正四角錐(高さ:120μm、底面:38μm×38μm)が、1mm間隔で、10列10行の格子状に100本配列した突起部を形成した。100本の突起部は、一辺が約9mmの正方形領域内に配置された。
<Example 2>
1. Production of mold First, using precision machining, a silicon substrate was formed with 100 square pyramids (height: 120 μm, bottom: 38 μm × 38 μm) arranged in a grid of 10 columns and 10 rows at 1 mm intervals. Formed. The 100 protrusions were arranged in a square region having a side of about 9 mm.
次に、前記シリコン基板で形成された針状体を、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂で突起部の凹凸反転パターンを転写し、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型を作製した。 Next, the projections and depressions of the protrusions were transferred to the needle-like body formed of the silicon substrate with an ethylene / vinyl acetate copolymer resin to prepare a mold made of the ethylene / vinyl acetate copolymer resin.
2.針状体形成液の調製
次に、針状体形成液の調整をおこなった。
具体的には、水に、ヒドロキシプロピルセルロースを溶解後、真空下で脱気をおこない、針状体形成液を調製した。このとき、針状体材料に対し、ヒドロキシプロピルセルロース5重量%として調製した。
2. Preparation of needle-shaped body forming liquid Next, the needle-shaped body forming liquid was adjusted.
Specifically, after dissolving hydroxypropyl cellulose in water, deaeration was performed under vacuum to prepare an acicular body forming liquid. At this time, it prepared as 5 weight% of hydroxypropyl cellulose with respect to the acicular material.
3.針状体の転写成形(充填工程、乾燥工程、剥離工程)
次に、インクジェット法によって、当該鋳型上にヒドロキシプロピルセルロース水溶液を供給し凹部に充填した。これを、40℃のホットプレート上に数時間で静置して加熱乾燥させた後、鋳型上から剥離し、針状体を得た。得られた針状体を実体顕微鏡で観察したところ、正四角錐形状の突起部が確認され、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂からなる鋳型が転写性に優れることが確認された。
3. Needle-shaped transfer molding (filling process, drying process, peeling process)
Next, an aqueous hydroxypropylcellulose solution was supplied onto the mold by an ink jet method to fill the recesses. This was left to stand on a hot plate at 40 ° C. for several hours and dried by heating, and then peeled off from the mold to obtain a needle-like body. When the obtained needle-like body was observed with a stereomicroscope, regular tetragonal pyramidal protrusions were confirmed, and it was confirmed that a mold made of an ethylene / vinyl acetate copolymer resin was excellent in transferability.
以上より、本発明の衛生的で安価な生体適合性材料からなる針状体を製造することができた。 From the above, it was possible to produce a needle-like body made of the sanitary and inexpensive biocompatible material of the present invention.
本発明の針状体は、微細な針状体を必要とする様々な分野に利用可能である。例えば、MEMSデバイス、光学部材、試料冶具、創薬、化粧品、医療用途、美容用途などに用いる針状体として応用が期待できる。 The acicular body of the present invention can be used in various fields that require fine acicular bodies. For example, application can be expected as a needle-like body used for MEMS devices, optical members, sample jigs, drug discovery, cosmetics, medical uses, cosmetic uses, and the like.
101・・・針状体
103・・・基体
105・・・突起部
201・・・鋳型
203・・・凹部
205・・・凹部領域
207・・・針状体形成液
209・・・鋳型基板
301・・・鋳型
302・・・巻出しロール
303・・・巻取りロール
305・・・針状体形成液供給機構
306・・・乾燥機構
307・・・剥離機構
101 ...
Claims (3)
基体の一方の面に突起部を備える針状体原版を作製し、当該針状体原版の突起部の凹凸反転パターンを転写し、鋳型を作製する工程と、
針状体材料を含有する針状体形成液を調製する工程と、
前記針状体材料を含有する針状体形成液を前記鋳型に充填する工程と、
前記針状体材料を含有する針状体形成液を前記鋳型に充填された状態で乾燥し、針状体材料を固化する工程と、
固化した前記針状体材料を鋳型から剥離し針状体とする工程とを備え、かつ、
該鋳型が、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂を含み、針状体形状の凹凸反転パターンを備える
ことを特徴とする針状体の製造方法。 A method for producing a needle-like body having a protrusion on at least one surface of a substrate,
Producing a needle-shaped body original plate provided with a protrusion on one surface of the substrate, transferring the unevenness inversion pattern of the protrusion of the needle-shaped body original plate, and preparing a mold;
Preparing a needle-like body forming liquid containing a needle-like body material;
A step of filling the needles forming solution containing the acicular material into the mold,
Drying the needle-like body forming liquid containing the needle-like body material in a state filled in the mold, and solidifying the needle-like body material;
Peeling the solidified needle-like material from the mold into a needle-like body, and
The mold includes an ethylene / vinyl acetate copolymer resin, and includes a needle-like uneven inversion pattern.
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