JP6646985B2 - 微細突起具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、貫通孔を有する微細突起具の製造方法に関する。

近年、医療分野、美容分野などにおいて、マイクロニードルなどとも呼ばれる微細な針状突起を備えた液注入具による薬剤の経皮吸収が注目されている。この液注入具によれば、マイクロニードルを角質層などの皮膚における比較的浅い層に刺入させて体内に薬剤を注入することが可能であり、通常の注射器に比べて被験者が感じる痛みが大幅に低減されることから、非侵襲的な薬剤の投与手段として注目されている。

特許文献１には、基材の表面上に配置されたカバーを刺し通した中実のマイクロニードルを有するマイクロニードル装置が記載されている。特許文献１に記載のマイクロニードル装置は、中実の各マイクロニードルの外面に溝を設け、基材とカバーとの間に薬剤をはじめとする流体を貯蔵し、該マイクロニードルの溝を介して、該流体を経皮吸収させるようになっている。また、特許文献１には、予め中実のマイクロニードルを形成し、その後、形成した中実のマイクロニードルでカバーを刺し通すことによりマイクロニードル装置を製造することが記載されている。

また、特許文献２には、基材シートを棒状の凸型に橋掛けた後に、基材シート全体を加熱して、棒状の凸型の形状に変形させることでミクロ針を製造する方法が開示されている。

特表２００５−５１４１７９号公報 特表２００３−５０１１６１号公報

マイクロニードルを薬剤の経皮吸収に利用する場合の利点の１つとして、前述した通り、通常の注射器と比べて角質層などの皮膚における比較的浅い層に薬剤を注入することができ且つ被験者が感じる痛みが少ない点が挙げられる。この点、マイクロニードルの突出高さが高すぎると、皮膚に刺入する深さが深くなりすぎるため、このような利点は得られない。一方で、突出高さの低い微細なマイクロニードルには、加工が困難という課題がある。また、中空の立体形状をなし、その中空から薬剤を外部へ吐出するいわゆる中空タイプのマイクロニードルの場合、突出高さが低ければ、一般的に、薬剤を貯蔵する中空の容積が小さくなってしまう。

尚、特許文献１に記載のマイクロニードルは、該マイクロニードルの外形部分と内部とが同じ素材で構成されている中実構造であり、特許文献１には、マイクロニードルの外郭部分の内側に素材の異なる薬剤等が充填可能な中空構造のマイクロニードルの製造方法に関して、何ら記載されていない。

また、特許文献２に記載の方法では、基材シート全体を加熱するので樹脂体全体を温めるのに時間がかかり生産性を向上することが難しい。また、微細針をアレイ状に成形するにあたっては、微細針形状部以外も熱変形を受ける可能性が高く、シートの底辺から針先端までの距離を制御することが困難になることが考えられる。

したがって本発明は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る微細突起具の製造方法を提供することにある。

本発明は、所定温度で軟化可能な熱可塑性樹脂を含む樹脂材で形成された樹脂層の一面上にシート状の保護材で形成された保護層を積層固定した複合材と、該複合材における該樹脂層の他面から一面側に向かって該保護層を貫通して隆起する突起部とを備える微細突起具の製造方法であって、前記樹脂材の他面から、加熱手段を備える凸型部を当接させて、前記熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で、該樹脂材における該当接部分を熱により軟化させながら該凸型部を該樹脂材に刺してゆき、該樹脂材の一面から突出する前記突起部を形成する突起部形成工程と、前記突起部の内部に前記凸型部を刺した状態で該突出部を冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後に、前記突起部の内部から前記凸型部を抜いて前記貫通孔を有する微細突起具を形成するリリース工程と、を備えており、前記突起部形成工程においては、前記突起部で前記保護材を貫き、該突起部を前記複合材の表面から突出させる、微細突起具の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、薬剤を貯蔵する中空の容積が確保でき、且つ突出高さの低い微細な突起部を有する微細突起具を、低コストで、安定的に、大量生産することができる。

図１は、本発明の微細突起具の製造方法で製造される、突起部がアレイ状に配された微細中空突起具の一例の模式斜視図である。 図２は、図１に示す１個の突起部に着目した微細中空突起具の斜視図である。 図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図１に示す微細中空突起具を製造する製造装置の第１実施形態の全体構成を示す図である。 図５は、凸型部の凸型の先端径及び先端角度の測定方法を示す説明図である。 図６（ａ）〜（ｅ）は、図４に示す製造装置を用いて貫通孔を有する微細突起具を製造する工程を説明する図である。 図７は、図２に示す微細中空突起具を使用した状態を示す断面図である。 図８（ａ）〜（ｅ）は、第２実施形態の製造装置を用いて微細突起具を製造する工程を説明する図である。 図９は、第３実施態様の製造方法により微細突起具を製造する工程を説明する図である。 図１０は、第４実施態様の製造方法により微細突起具を製造する工程を説明する図である。 図１１は、図１に示す微細中空突起物を製造する別の好ましい一実施形態の製造装置の全体構成を示す図である（図４相当図）。

以下、本発明を、その好ましい実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。 本発明の製造方法は、微細突起具の製造方法である。図１には、第１実施態様の微細突起具の製造方法で製造される一実施形態の微細中空突起具1としてのマイクロニードルアレイ１Ｍの斜視図が示されている。本実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍは、所定温度で軟化可能な熱可塑性樹脂を含む樹脂材２１で形成された樹脂層２１ｓの一面２１Ｕ上にシート状の保護材２２で形成された保護層２２ｓを積層固定した複合材２と、複合材２における樹脂層２１ｓの他面２１Ｄから一面２１Ｕ側に向かって保護層２２ｓを貫通して隆起する突起部３とを備えている。突起部３は、いわゆる中空タイプのマイクロニードル（微細中空突起）である。突起部３の数、突起部３の配置及び突起部３の形状には、特に制限はないが、本実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍは、好適には、シート状の複合材２の上面に、９個の円錐台状の突起部３をアレイ（行列）状に有している。アレイ（行列）状に配された９個の突起部３は、後述する樹脂材２１を搬送する方向（樹脂材２１の縦方向）であるＹ方向に３行、搬送する方向と直交する方向及び搬送される樹脂材２１の横方向であるＸ方向に３列に配されている。尚、図２は、マイクロニードルアレイ１Ｍの有するアレイ（行列）状の突起部３の内の１個の突起部３に着目したマイクロニードルアレイ１Ｍの斜視図であり、図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

本実施形態のマイクロニードルアレイ１Ｍは、図１〜図３に示すように、貫通孔３ｈを有している。好適には、本実施形態では、図３に示すように、マイクロニードルアレイ１Ｍは、各突起部３の内部に、複合材２から貫通孔３ｈに亘る空間が形成されており、各突起部３の先端に貫通孔３ｈが形成されている。各突起部３の内部の中空（空間）は、マイクロニードルアレイ１Ｍにおいては、突起部３の外形形状に対応した形状に形成されており、本実施形態では、円錐台状の突起部３の外形形状に対応した円錐台状に形成されている。各突起部３の内部の空間は、貫通孔３ｈから外部に吐出される液の貯留部として機能する。該液としては、常温で液状のもの、或いは、体温で液状となる常温で半固体状のものが挙げられる。また、このように突起部３の中空部が薬剤の貯留部として機能するのは、典型的には、外部から薬剤の供給が無い場合であり、外部から薬剤の供給がある場合、例えば、マイクロニードルアレイ１Ｍと共にアプリケーター等の薬剤供給器（図示せず）を併用する場合には、中空部は薬剤の通路として機能する。
尚、突起部３は、本実施形態においては、円錐台状であるが、円錐台状の形状以外に、円柱状、角柱状、角錐台状等であってもよい。

マイクロニードルアレイ１Ｍの各突起部３は、その突出高さＨ１が、皮膚内部の任意の深さに刺入するため、例えば、突起部３の先端を最も浅い角層（図７参照）まで刺入するため、好ましくは0.001ｍｍ以上、更に好ましくは0.005ｍｍ以上であり、そして、好ましくは5.0ｍｍ以下であり、更に好ましくは 4.0 ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.001ｍｍ以上5.0ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.005ｍｍ以上4.0ｍｍ以下である。
各突起部３は、その平均厚みＴ１が、好ましくは0.005ｍｍ以上、更に好ましくは0.01ｍｍ以上であり、そして、好ましくは1.0ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.5ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.005ｍｍ以上1.0ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.01ｍｍ以上0.5ｍｍ以下である。

マイクロニードルアレイ１Ｍの複合材２は、その厚みＴ２に対する複合材２を構成する保護層２２ｓの厚みＴ３の割合（（Ｔ３／Ｔ２）×１００）が、突起部３の内部の中空（空間）の容積と突起部３の突出高さＨ１とのバランスの観点から、好ましくは40％以上、更に好ましくは50％以上であり、そして、好ましくは95％以下であり、更に好ましくは90％以下であり、具体的には、好ましくは40％以上95％以下であり、更に好ましくは50％以上90％以下である。
具体的に、複合材２の厚みＴ２は、好ましくは0.025ｍｍ以上、更に好ましくは0.04ｍｍ以上であり、そして、好ましくは6ｍｍ以下であり、更に好ましくは4.5ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.025ｍｍ以上6ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.04ｍｍ以上4.5ｍｍ以下である。
また、複合材２を構成する保護層２２ｓの厚みＴ３は、好ましくは0.02ｍｍ以上、更に好ましくは0.03ｍｍ以上であり、そして、好ましくは5ｍｍ以下であり、更に好ましくは4ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.02ｍｍ以上5ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.03ｍｍ以上4ｍｍ以下である。

マイクロニードルアレイ１Ｍの先端径Ｌ（図３参照）は、その直径が、好ましくは1μｍ以上、更に好ましくは5μｍ以上であり、そして、好ましくは500μｍ以下であり、更に好ましくは300μｍ以下であり、具体的には、好ましくは1μｍ以上500μｍ以下であり、更に好ましくは5μｍ以上300μｍ以下である。微細中空突起具１の先端径Ｌは、突起部３の先端における最も広い位置での長さである。当該範囲であると、マイクロニードルを皮膚に刺し入れた際の痛みが殆どない。

マイクロニードルアレイ１Ｍは、図３に示すように、各突起部３の先端部に位置する貫通孔３ｈと、各突起部３に対応する複合材２の下面に位置する底側貫通孔２ｈとを有している。本実施形態のマイクロニードルアレイ１Ａにおいては、貫通孔３ｈ及び底側貫通孔２ｈが、同心円形状に形成されている。

貫通孔３ｈは、その開孔面積Ｓ１が、好しくは0.7μｍ^２以上、更に好ましくは20μｍ^２以上であり、そして、好ましくは200000μｍ^２以下であり、更に好ましくは70000μｍ^２以下であり、具体的には、好ましくは0.7μｍ^２以上200000μｍ^２以下であり、更に好ましくは20μｍ^２以上70000μｍ^２以下である。

底側貫通孔２ｈは、その開孔面積Ｓ２が、好しくは0.007ｍｍ^２以上、更に好ましくは0.03ｍｍ^２以上であり、そして、好ましくは20ｍｍ^２以下であり、更に好ましくは7ｍｍ^２以下であり、具体的には、好ましくは0.007ｍｍ^２以上20ｍｍ^２以下であり、更に好ましくは0.03ｍｍ^２以上7ｍｍ^２以下である。

シート状の複合材２の上面にアレイ（行列）状に配された９個の突起部３は、縦方向（Ｙ方向）の中心間距離が均一で、横方向（Ｘ方向）の中心間距離が均一であることが好ましく、縦方向（Ｙ方向）の中心間距離と横方向（Ｘ方向）の中心間距離とが同じ距離であることが好ましい。好適には、突起部３の縦方向（Ｙ方向）の中心間距離が、好ましくは0.01ｍｍ以上、更に好ましくは0.05ｍｍ以上であり、そして、好ましくは10ｍｍ以下であり、更に好ましくは5ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.01ｍｍ以上10ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.05ｍｍ以上5ｍｍ以下である。また、突起部３の横方向（Ｘ方向）の中心間距離が、好ましくは0.01ｍｍ以上、更に好ましくは0.05ｍｍ以上であり、そして、好ましくは10ｍｍ以下であり、更に好ましくは5ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.01ｍｍ以上10ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.05ｍｍ以上5ｍｍ以下である。

次に、本発明の微細突起具の製造方法を、前述した微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍの製造方法を例にとり図４〜図６を参照して説明する。図４には、第１実施態様の製造方法の実施に用いる第１実施形態の製造装置１００の全体構成が示されている。尚、上述したように、マイクロニードルアレイ１Ｍの各突起部３は非常に小さなものであるが、説明の便宜上、図４においてはマイクロニードルアレイ１Ｍの各突起部３が非常に大きく描かれている。

本発明の微細突起具の製造方法に用いる製造装置は、後述する突起伸長部１０Ｂ、冷却部２０及びリリース部３０を備えていればよいが、図１〜図３に示すマイクロニードルアレイ１Ｍは、突起部３の先端部に貫通孔３ｈを有しているので、図４に示す第１実施形態の製造装置１００は、上流側から下流側に向かって、樹脂材２１に突起部前駆体３ｂを形成する突起部前駆体形成部１０Ａ、複合材２に突起部３を形成する突起伸長部１０Ｂ、冷却部２０、及び後述する凸型部１１を抜き出すリリース部３０を備え、更に、各マイクロニードルアレイ１Ｍに裁断する裁断部４０及び各マイクロニードルアレイ１Ｍの間隔を調整するリピッチ部５０を備えている。なお、製造装置１００は、突起部前駆体形成部１０Ａと突起伸長部１０Ｂとを含む、突起部３を形成する突起部形成部１０を備えており、本実施態様では、突起部前駆体形成部１０Ａを用いる突起部前駆体形成工程から突起伸長部１０Ｂを用いる突起伸長工程までの工程を、突起部形成工程と呼ぶ。

即ち、マイクロニードルアレイ１Ｍの備える突起部３が貫通孔３ｈを有しておらず、単に内部が中空の突起部３を製造する場合には、突起部前駆体形成部１０Ａを備える必要はなく、微細中空突起具１の製造方法は、突起伸長部１０Ｂからなる突起部形成工程、冷却部工程及びリリース工程を備えていればよい。突起部形成工程では、樹脂材２１の他面２１Ｄから、加熱手段を備える凸型部１１を当接させて、熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で、樹脂材２１における当接部分ＴＰを熱により軟化させながら凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆき、樹脂材２１の一面２１Ｕから突出する突起部３を形成すると共に、突起部３で保護材２２を貫き、突起部３を複合材２の表面から突出させる。
以下、第１実施態様の製造方法を具体的に説明する。尚、以下の説明では、帯状の複合材２Ａを搬送する方向（複合材２の縦方向）をＹ方向、搬送する方向と直交する方向及び搬送される複合材２Ａの横方向をＸ方向、搬送される複合材２Ａの厚み方向をＺ方向として説明する。

突起部形成部１０の備える突起部前駆体形成部１０Ａ及び突起伸長部１０Ｂは、図４に示すように、加熱手段（不図示）を有した凸型部１１を備えている。凸型部１１は、製造するマイクロニードルアレイ１Ｍの突起部３の個数、配置、各突起部３の略内形形状に対応した凸型１１０を有しており、第１実施形態の製造装置１００においては、９個の円錐台状の突起部３に対応して、９個の円錐状の凸型１１０を有している。

第１実施形態の製造装置１００においては、凸型部１１の加熱手段（不図示）は、超音波振動装置である。第１実施態様においては、樹脂材２１の熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で軟化困難な保護材２２と、樹脂材２１とが予め積層固定された複合材２を用いている。第１実施態様に用いる複合材２は、樹脂材２１と保護材２２とを積層し、公知の接着剤を用いて樹脂材２１と保護材２２とを固定して形成されている。前記接着剤としては、のり、ホットメルト接着剤等が挙げられる。また、樹脂材２１と保護材２２とが個別にロール状の原反から搬送され、搬送途中で樹脂材２１と保護材２２とが前記接着剤で固定され、複合材２となっても良い。

樹脂材２１は、シート状のものであり、熱可塑性樹脂を含んで形成されている。熱可塑性樹脂としては、ポリ脂肪酸エステル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート類、ポリ塩化ビニル、ナイロン樹脂、アクリル樹脂等又はこれらの組み合わせが挙げられ、生分解性の観点から、ポリ脂肪酸エステルが好ましく用いられる。ポリ脂肪酸エステルとしては、具体的に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。尚、樹脂材２１は、熱可塑性樹脂以外に、ヒアルロン酸、コラーゲン、でんぷん、セルロース等を含んだ混合物で形成されていても良い。

凸型部１１の前記加熱手段によって複合材２を加熱する際の加熱温度としては、複合材２を構成する樹脂材２１のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度で行うことが好ましく、さらには、複合材２を構成する樹脂材２１の軟化温度以上の温度で行うことが好ましい。また、当該加熱温度は複合材２を構成する樹脂材２１の融点未満であることが好ましい。
尚、前記「複合材を構成する樹脂材２１のガラス転移温度（Ｔｇ）」は、複合材２を構成する樹脂材２１の構成樹脂のＴｇを意味し、該構成樹脂が複数種存在する場合においてそれら複数種のＴｇが互いに異なる場合、前記加熱手段による複合材２を構成する樹脂材２１の加熱温度は、少なくともそれら複数のＴｇのうち最も低いＴｇ以上であることが好ましく、それら複数のＴｇのうち最も高いＴｇ以上であることがさらに好ましい。
また、前記「複合材２を構成する樹脂材２１の軟化温度」についてもＴｇと同様であり、即ち、複合材２を構成する樹脂材２１の構成樹脂が複数種存在する場合において、それら複数種の軟化温度が互いに異なる場合、前記加熱手段による複合材２を構成する樹脂材２１の加熱温度は、少なくともそれら複数の軟化温度のうち最も低い軟化温度以上であることが好ましく、それら複数の軟化温度のうち最も高い軟化温度以上であることがさらに好ましい。
また、複合材２を構成する樹脂材２１が融点の異なる２種以上の樹脂を含んで構成されている場合、前記加熱手段による複合材２を構成する樹脂材２１の加熱温度は、それら複数の融点のうち最も低い融点未満であることが好ましい。
前記「複合材２を構成する樹脂材２１のＴｇ」は以下の方法によって測定され、前記「複合材２を構成する樹脂材２１の軟化温度」は、ＪＩＳ Ｋ-７１９６「熱可塑性プラスチックフィルム及びシートの熱機械分析による軟化温度試験方法」に従って測定される。

〔複合材２を構成する樹脂材２１のガラス転移温度（Ｔｇ）の測定方法〕
測定器はPerkin Elmer社製の示差走査熱量測定装置（Diamond DSC）を使用する。測定対象の複合材２を構成する樹脂材２１から試験片１０ｍｇを採取し、その試験片を所定条件で加熱する。具体的には試験片について、２０℃を５分間等温した後に、２０℃から３２０℃まで、５℃／分の速度で昇温させ、横軸温度、縦軸熱量のＤＳＣ曲線を得る。そして、このＤＳＣ曲線からガラス転移温度Ｔｇを求める。

第１実施態様の製造方法においては、先ず、樹脂材２１の一面２１Ｕ上に保護材２２が積層固定された複合材２の原反ロールから帯状の複合材２Ａを繰り出し、Ｙ方向に搬送する。そしてＹ方向に搬送されている帯状の複合材２Ａを構成する樹脂材２１の他面２１Ｄから凸型部１１を当接させて、樹脂材２１における当接部分ＴＰを熱により軟化させながら、凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆき樹脂材２１の一面２１Ｕ側から突出すると共に樹脂材２１の一面２１Ｕ側に貫通する貫通孔３ｈを有する突起部前駆体３ｂを形成する（突起部前駆体形成工程）。好適に、第１実施形態の製造装置１００においては、凸型部１１に、９個の尖鋭な先端の円錐状の凸型１１０が、その先端を上方に向けて配置されており、凸型部１１が、少なくとも厚み方向（Ｚ方向）の上下に移動可能となっている。更に好適には、第１実施形態の製造装置１００においては、凸型部１１は、電動アクチュエータ（不図示）によって、厚み方向（Ｚ方向）の上下に移動可能となっており、搬送方向（Ｙ方向）に複合材２と並走可能となっている。凸型部１１の動作（電動アクチュエータ）の制御は、第１実施形態の製造装置１００に備えられた、制御手段（不図示）により制御されている。このように、第１実施形態の製造装置１００は、所謂、無限軌道を描くボックスモーション式の凸型部１１を有する装置である。尚、凸型部１１の加熱手段（不図示）の加熱の制御も、第１実施形態の製造装置１００に備えられた、制御手段（不図示）により制御されている。

凸型部１１の凸型１１０は、その外形形状が、マイクロニードルアレイ１Ｍの有する突起部３の内形形状よりも尖鋭な形状である。凸型部１１の凸型１１０は、その高さＨ２（図４参照）が、製造されるマイクロニードルアレイ１Ｍの高さＨ１に比べて高く形成されており、好ましくは0.01ｍｍ以上、更に好ましくは0.02ｍｍ以上であり、そして、好ましくは30ｍｍ以下であり、更に好ましくは20ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.01ｍｍ以上30ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.02ｍｍ以上20ｍｍ以下である。 凸型部１１の凸型１１０は、その先端径Ｄ１（図５参照）が、好ましくは0.001ｍｍ以上、更に好ましくは0.005ｍｍ以上であり、そして、好ましくは1ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.5ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.001ｍｍ以上1ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.005ｍｍ以上0.5ｍｍ以下である。凸型部１１の凸型１１０の先端径Ｄ１は、以下のようにして測定する。
凸型部１１の凸型１１０は、その根本径Ｄ２（図５参照）が、好ましくは0.1ｍｍ以上、更に好ましくは0.2ｍｍ以上であり、そして、好ましくは5ｍｍ以下であり、更に好ましくは3ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.1ｍｍ以上5ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.2ｍｍ以上3ｍｍ以下である。
凸型部１１の凸型１１０は、十分な強度が得られ易くなる観点から、その先端角度α（図５参照）が、好ましくは1度以上、更に好ましくは5度以上である。そして、先端角度αは、適度な角度を有する突起部３を得る観点から、好ましくは60度以下であり、更に好ましくは45度以下であり、具体的には、好ましくは1度以上60度以下であり、更に好ましくは5度以上45度以下である。凸型部１１の凸型１１０の先端角度αは、以下のようにして測定する。

〔凸型部１１の凸型１１０の先端径の測定〕
凸型部１１の凸型１１０の先端部を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）もしくはマイクロスコープを用いて観察する。次に、図５に示すように、両側辺１１ａ，１１ｂの内の一側辺１１ａにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬａを延ばし、他側辺１１ｂにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬｂを延ばす。そして、先端側にて、一側辺１１ａが仮想直線ＩＬａから離れる箇所を第１先端点１１ａ１として求め、他側辺１１ｂが仮想直線ＩＬｂから離れる箇所を第２先端点１１ｂ１として求める。このようにして求めた第１先端点１１ａ１と第２先端点１１ｂ１とを結ぶ直線の長さＤ１を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定し、測定した該直線の長さを、凸型１１０の先端径とする。

〔凸型部１１の凸型１１０の先端角度αの測定〕
凸型部１１の凸型１１０の先端部を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）もしくはマイクロスコープを用いて観察する。次に、図５に示すように、両側辺１１ａ，１１ｂの内の一側辺１１ａにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬａを延ばし、他側辺１１ｂにおける直線部分に沿って仮想直線ＩＬｂを延ばす。そして、仮想直線ＩＬａと仮想直線ＩＬｂとのなす角を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定し、測定した該なす角を、凸型部１１の凸型１１０の先端角度αとする。

凸型部１１は、折れ難い高強度の材質で形成されている。凸型部１１の材質としては、鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、銅合金、ベリリウム銅、ベリリウム銅合金等の金属、又はセラミック等が挙げられる。

突起部形成部１０は、第１実施形態の製造装置１００においては、図４に示すように、複合材２Ａを構成する樹脂材２１に凸型部１１を刺してゆく際に複合材２Ａを支持する支持部材１２を有している。支持部材１２は、複合材２Ａの上面側に配されており、凸型部１１を樹脂材２１の他面２１Ｄから刺し込んだ際に帯状の複合材２Ａが撓みにくくする役目を担っている。したがって、支持部材１２は、複合材２Ａの凸型部１１が刺し込まれる領域以外の部分に配置されており、第１実施形態の製造装置１００においては、複合材２Ａの搬送方向（Ｙ方向）に沿う両側部に、搬送方向（Ｙ方向）に平行に延在する一対の板状部材から形成されている。各支持部材１２は、突起部前駆体形成部１０Ａから、突起部伸長部１０Ｂ及び冷却部２０を通ってリリース部３０の終わる位置に至るまで延在している。

支持部材１２を形成する材質としては、凸型部１１の材質と同じ材質でもよく、合成樹脂等から形成されていてもよい。

第１実施態様の突起部前駆体形成工程においては、図４に示すように、原反ロールから繰り出されてＹ方向に搬送されている帯状の複合材２Ａの上面側に配された一対の支持部材１２，１２で、複合材２Ａの搬送方向（Ｙ方向）に沿う両側部を支持する。そして、ボックスモーション式の凸型部１１を用いて、複合材２Ａにおける支持部材１２で支持されていない部分、即ち、樹脂材２１における一対の支持部材１２，１２の間の中央領域の他面２１Ｄ（下面）から凸型部１１の各凸型１１０の先端部を当接させる。このように、突起部前駆体形成工程においては、凸型部１１の各凸型１１０を当接させた複合材２Ａの当接部分ＴＰに対応する上面側が、突起具を形成する為の、凸型部１１に嵌合する凹部等を設けておらず、浮いた状態となっている。

そして、第１実施態様においては、図６（ａ）に示すように、各当接部分ＴＰにおいて、超音波振動装置により凸型部１１を超音波振動させ、当接部分ＴＰに摩擦による熱を発生させて当接部分ＴＰを軟化させる。そして、第１実施態様の突起部前駆体形成工程においては、各当接部分ＴＰを軟化させながら、図６（ｂ）に示すように、複合材２Ａを構成する樹脂材２１の他面２１Ｄ（下面）から一面２１Ｕ側（上面側）に向かって凸型部１１を上昇させて樹脂材２１に凸型１１０の先端部を刺してゆき、樹脂材２１の一面２１Ｕ側（上面側）から突出すると共に貫通する貫通孔３ｈを有する突起部前駆体３ｂを、複合材２Ａを構成する保護材２２内に形成する。

第１実施態様の突起部前駆体形成工程においては、後述する突起伸長工程と同様に、凸型部１１の超音波振動装置による超音波振動に関し、その振動周波数（以下、周波数という）は、貫通孔３ｈを有する突起部前駆体３ｂの形成の観点から、好ましくは10ｋＨｚ以上、更に好ましくは15ｋＨｚ以上であり、そして、好ましくは50ｋＨｚ以下であり、更に好ましくは40ｋＨｚ以下であり、具体的には、好ましくは10ｋＨｚ以上50ｋＨｚ以下であり、更に好ましくは15ｋＨｚ以上40ｋＨｚ以下である。
また、第１実施態様の突起部前駆体形成工程においては、後述する突起伸長工程と同様に、凸型部１１の超音波振動装置による超音波振動に関し、その振幅は、貫通孔３ｈを有する突起部前駆体３ｂの形成の観点から、好ましくは1μｍ以上、更に好ましくは5μｍ以上であり、そして、好ましくは60μｍ以下であり、更に好ましくは50μｍ以下であり、具体的には、好ましくは1μｍ以上60μｍ以下であり、更に好ましくは5μｍ以上50μｍ以下である。第１実施形態のように超音波振動装置を用いる場合には、突起部前駆体形成工程及び後述する突起伸長工程においては、凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅を上述した範囲で調整すればよい。

第１実施態様の突起部前駆体形成工程においては、複合材２Ａを構成する樹脂材２１に凸型部１１を刺してゆく刺入速度は、遅過ぎると樹脂を過剰に軟化させ貫通孔３ｈの大きさが大きくなり過ぎ、速過ぎると軟化不足となり貫通孔３ｈが形成されないので、貫通孔３ｈを有する突起部前駆体３ｂを効率的に形成する観点から、好ましくは0.1ｍｍ／秒以上、更に好ましくは1ｍｍ／秒以上であり、そして、好ましくは1000ｍｍ／秒以下であり、更に好ましくは800ｍｍ／秒以下であり、具体的には、好ましくは0.1ｍｍ／秒以上1000ｍｍ／秒以下であり、更に好ましくは1ｍｍ／秒以上800ｍｍ／秒以下である。

第１実施態様の突起部前駆体形成工程においては、複合材２Ａを構成する樹脂材２１に刺す凸型部１１の刺入高さは、貫通孔３ｈを有する突起部前駆体３ｂを効率的に形成する観点から、好ましくは0.025ｍｍ以上、更に好ましくは0.04ｍｍ以上であり、そして、好ましくは6ｍｍ以下であり、更に好ましくは4.5ｍｍ以下であり、具体的には、好ましくは0.025ｍｍ以上6ｍｍ以下であり、更に好ましくは0.04ｍｍ以上4.5ｍｍ以下である。ここで、「刺入高さ」とは、樹脂材２１に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態において、凸型部１１の凸型１１０の頂点と、樹脂材２１の一面２１Ｕとの間の距離を意味する。したがって、突起部前駆体形成工程における刺入高さとは、突起部前駆体形成工程で凸型１１０が最も深く刺し込まれて複合材２Ａを構成する樹脂材２１の一面２１Ｕから凸型１１０が出てきた状態における、該一面２１Ｕから垂直方向に測定した凸型１１０頂点までの距離のことである。

次に、第１実施形態の製造装置１００の突起部形成部１０においては、図４に示すように、突起部前駆体形成部１０Ａの下流側に突起伸長部１０Ｂが設置されている。第１実施態様においては、突起部前駆体形成工程の後、突起部前駆体３ｂの内部に凸型部１１を刺した状態で、複合材２Ａを構成する樹脂材２１における当接部分ＴＰを熱により軟化させながら凸型部１１を樹脂材２１に更に刺してゆき、前記温度条件（凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅）で軟化困難な保護材２２を破壊しながら、樹脂材２１の他面２１Ｕから更に長い距離で突起部３を突出させ、複合材２の表面（上面）から突起部３を突出させる（突起伸長工程）。好適に、第１実施形態の製造装置１００においては、ボックスモーション式の凸型部１１を、電動アクチュエータ（不図示）によって、厚み方向（Ｚ方向）の上方に更に移動させ、各突起部前駆体３ｂの内部に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態で、樹脂材２１における各当接部分ＴＰを、超音波振動装置により凸型部１１を超音波振動させ、当接部分ＴＰに摩擦による熱を発生させて更に軟化させながら凸型部１１の凸型１１０を、保護材２２を破壊しながら樹脂材２１に更に刺してゆき、保護材２２を貫通させ、複合材２の表面（上面）に突出する突起部３を形成する。それと共に、ボックスモーション式の凸型部１１を用いて、凸型部１１の凸型１１０を内部に刺したアレイ状の突起部３を、複合材２Ａの搬送方向（Ｙ方向）に平行に移動する。尚、第１実施態様の突起部形成工程においては、図４に示すように、Ｙ方向に搬送されている帯状の複合材２Ａの上面側に配された一対の支持部材１２，１２により、複合材２Ａの搬送方向（Ｙ方向）に沿う両側部が支持されている。

尚、マイクロニードルアレイ１Ｍの備える突起部３が貫通孔３ｈを有しておらず、単に内部が中空の突起部３を製造する場合には、突起部形成工程においては、複合材２Ａにおける樹脂材２１の他面２１Ｄから、凸型部１１を当接させて、樹脂材２１における当接部分ＴＰを熱により軟化させながら凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆき、凸型部２１を樹脂材２１の一面２１Ｕから突出させると共に、凸型部１１を内部に刺した突起部３を用いて複合材２Ａにおける保護材２２を破壊して貫通させ、突起部３を複合材２の表面から突出させるようにする。

第１実施態様の突起伸長工程においては、図６（ｃ）に示すように、超音波振動装置による凸型部１１の超音波振動の周波数及び振幅が、それぞれ、突起部前駆体形成工程における超音波振動の周波数及び振幅と同じである。尚、突起伸長工程で形成された突起部３の貫通孔３ｈの開孔面積は、突起部前駆体形成工程で形成された突起部前駆体３ｂの貫通孔３ｈの開孔面積Ｓ１以上の面積であることが好ましい。

また、第１実施態様の突起伸長工程においては、複合材２Ａを構成する樹脂材２１に凸型部１１を刺してゆき保護材２２を破壊して貫通させる刺入速度が、突起部前駆体形成工程において凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆく刺入速度よりも遅くなっている。第１実施形態の製造装置１００においては、ボックスモーション式の凸型部１１を用いているので、複合材２Ａを構成する樹脂材２１への凸型部１１の刺入速度に関し、突起部前駆体形成工程から突起伸長工程にかけて、刺入速度が連続的に遅くなっている。即ち、該刺入速度が漸減している。そして、第１実施態様の突起部形成工程においては、凸型部１１の上昇を停止させ、突起部３の内部に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態のまま次工程（冷却工程）に搬送する。

次に、第１実施形態の製造装置１００においては、図４に示すように、突起部形成部１０の下流に冷却部２０が設置されている。冷却部２０は、図４に示すように、冷風送風装置２０１を備えている。第１実施態様においては、突起部形成工程の後、冷風送風装置２０１を用いて、突起部３の内部に凸型部１１を刺した状態で突起部３を冷却する（冷却工程）。具体的には、冷風送風装置２０１は、搬送されている帯状の複合材２の上面側及び下面（樹脂材２１の他面２１Ｄ）側の全体を覆っており、冷風送風装置２０１の内部を帯状の複合材２Ａが搬送方向（Ｙ方向）に搬送されるようになっている。冷風送風装置２０１のトンネル内には、冷風送風する送風口２０２（図６（ｄ）参照）が複合材２Ａの上面側に設けられており、送風口２０２から冷風を吹き付けて冷却するようになっている。尚、冷風送風装置２０１の冷却温度、冷却時間の制御も、第１実施形態の製造装置１００に備えられた、制御手段（不図示）により制御されている。

第１実施態様の冷却工程においては、図４に示すように、ボックスモーション式の凸型部１１を用いて、冷風送風装置２０１のトンネル内に、凸型部１１の凸型１１０を突起部３の内部に刺した状態で、複合材２Ａの搬送方向（Ｙ方向）に平行に搬送し、図６（ｄ）に示すように、トンネル内にて複合材２Ａの上面側に配された送風口２０２から冷風を吹き付けて、突起部３の内部に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態のまま冷却する。尚、冷却する際には、凸型部１１の超音波装置による超音波振動は、継続状態でも止められた状態でも良いが、突起部３の形状を過度な変形をさせず一定に保つ観点から、止められていることが好ましい。

吹き付ける冷風の温度は、貫通孔３ｈを有する突起部３の形成の観点から、好ましくは−５０℃以上、更に好ましくは−４０℃以上であり、そして、好ましくは２６℃以下であり、更に好ましくは１０℃以下であり、具体的には、好ましくは−５０℃以上２６℃以下であり、更に好ましくは−４０℃以上１０℃以下である。
冷風を吹き付けて冷却する冷却時間は、成型性と加工時間の両立性の観点から、好ましくは０．０１秒以上、更に好ましくは０．５秒以上であり、そして、好ましくは６０秒以下であり、更に好ましくは３０秒以下であり、具体的には、好ましくは０．０１秒以上６０秒以下であり、更に好ましくは０．５秒以上３０秒以下である。

次に、第１実施形態の製造装置１００においては、図４に示すように、冷却部２０の下流にリリース部３０が設置されている。第１実施態様においては、冷却工程の後に、突起部３の内部から凸型部１１を抜いてマイクロニードルアレイ１Ｍの前駆体１Ａを形成する（リリース工程）。具体的に、第１実施態様のリリース工程においては、ボックスモーション式の凸型部１１を用いて、図６（ｅ）に示すように、複合材２Ａを構成する樹脂材２１の他面２１Ｄ（下面）から凸型部１１を下降させて、各突起部３の内部に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態から、凸型部１１の凸型１１０を抜いて、貫通孔３ｈを有し且つ内部が中空の突起部３がアレイ状に配されたマイクロニードルアレイ１Ｍとなる帯状の微細中空突起具の前駆体１Ａを形成する。

次に、第１実施形態の製造装置１００においては、図４に示すように、リリース部３０の下流に裁断部４０が設置されている。裁断部４０は、第１実施形態の製造装置１００においては、先端にカッター刃を有するカッター部４１とアンビル部４２とを備えている。カッター部４１のカッター刃は、帯状の微細中空突起具の前駆体１Ａの全幅（Ｘ方向の長さ）よりも幅広に形成されている。第１実施態様においては、リリース工程の後、一対のカッター部４１とアンビル部４２との間に、帯状の微細中空突起具の前駆体１Ａを搬送して、搬送方向（Ｙ方向）に隣り合うアレイ状の突起部どうし３，３の間毎に、カッター部４１のカッター刃で裁断して、貫通孔３ｈを有する突起部３がアレイ状に配された枚葉のマイクロニードルアレイ１Ｍを連続的に製造する。

帯状の微細中空突起具の前駆体１Ａの裁断は、各マイクロニードルアレイ１Ｍの横方向に延びるように行われればよく、例えば各マイクロニードルアレイ１Ｍの横方向にわたって直線的に行うことができる。あるいは、裁断線が曲線を描くように裁断を行うことができる。いずれの場合であっても、裁断によってトリムが発生しないような裁断パターンを採用することが好ましい。

次に、第１実施形態の製造装置１００においては、図４に示すように、裁断部４０の下流にリピッチ部５０が設置されている。リピッチ部５０は、第１実施形態の製造装置１００においては、回転軸が互いに平行になるように配置されている複数のローラ５１と、各ローラ５１間に架け渡された無端の搬送ベルト５２とを有している。また、搬送ベルト５２の内部には、サクションボックス５３を有している。搬送ベルト５２には、サクションボックス５３を起動することで、周回軌道の外部から内部へ向けて空気を吸引するための透孔（不図示）が複数設けられている。尚、搬送ベルト５２は、その搬送速度が、裁断部４０までの複合材２Ａの搬送速度よりも速くなっている。

第１実施態様においては、毎葉のマイクロニードルアレイ１Ｍを連続的に、透孔（不図示）を介してサクションボックス５３で吸引しながら、速度の速い搬送ベルト５２上に載置し、搬送方向（Ｙ方向）において前後に隣り合うマイクロニードルアレイ１Ｍ，１Ｍどうしの間の距離を広げ、所定の距離を置いて再配置し、微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍを連続的に製造する。

以上説明したように、本発明の微細突起具の製造方法は、樹脂材２１の他面２１Ｄから、加熱手段を備える凸型部１１を当接させて、熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で、樹脂材２１における当接部分ＴＰを熱により軟化させながら凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆき、樹脂材２１の一面２１Ｕから突出する突起部３を形成すると共に、突起部３で保護材２２を貫き、突起部３を複合材２の表面から突出させる突起部形成工程を備えている。その為、突出高さＨ１の低い微細な突起部３を備えるマイクロニードルアレイ１Ｍを安定的に連続的に大量生産できる。本発明の微細突起具の製造方法は、シンプルな工程で、突出高さＨ１の低い微細な突起部３を備えるマイクロニードルアレイ１Ｍを製造することができ、低コスト化を図ることができる。

本発明の微細突起具の製造方法で製造されたマイクロニードルアレイ１Ｍの突起部３は、中空であり、樹脂層２１ｓの他面２１Ｄから一面２１Ｕ側に向かって保護層２２ｓを貫通して隆起しているので、薬剤を貯蔵する、又は薬剤の経路として機能する中空の容積が確保できる。このようなマイクロニードルアレイ１Ｍを用いて、図７に示すように、薬剤の経皮吸収を実施すれば、皮膚ＳＬの任意の深さに突起部３を刺入することができ、薬液の成分に合わせた皮膚への浸透が効率的に供給できる。また、刺入する深さを浅くする場合、突起部３の突出高さＨ１が微細なので、皮膚ＳＬの表層部である角質層ＳＬ１部分に突起部３を刺入でき、皮膚ＳＬのより深い部位である表皮ＳＬ２、真皮ＳＬ３には突起部３が刺入し難いので、経皮吸収に伴う痛みをより大幅に低減し得る。

また、第１実施態様の製造方法は、樹脂材２１の熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で軟化困難な保護材２２と、樹脂材２１とが予め積層固定された複合材２を用い、突起部形成工程においては、複合材２Ａにおける樹脂材２１の他面２１Ｄから、凸型部１１を当接させて、樹脂材２１における当接部分ＴＰを熱により軟化させながら凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆき、凸型部２１を樹脂材２１の一面２１Ｕから突出させると共に、凸型部１１を内部に刺した突起部３を用いて複合材２Ａにおける保護材２２を破壊して貫通させ、突起部３を複合材２の表面から突出させるようにする。そして、樹脂材２１と保護材２２の間剥離が無いため、突起部３の突出高さＨ１が精度よく成形する事ができる。また、突出高さＨ１が微細であるにも拘わらず突起部３を備えるマイクロニードルアレイ１Ｍを、更に安定的に連続的に大量生産できる。

また、第１実施態様の製造方法によれば、凸型部１１の加熱手段（不図示）として超音波振動装置を用いているので、冷風送風装置２０１を必ず備える必要はなく、超音波振動装置の振動を切るだけで、冷却することもできる。この点で、超音波振動を加熱手段として用いると、装置の簡便化とともに、高速で、貫通孔３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍを製造することができる。また、樹脂材２１の凸型部１１と当接していない部分では、より熱が伝わり難く、また、超音波振動付与のオフによって冷却が効率的に行われるので、成形部分以外の変形が生じ難く、精度の良いマイクロニードルアレイ１Ｍを製造することができる。

また、上述したように、第１実施形態の製造装置１００は、制御手段（不図示）により、凸型部１１の動作（電動アクチュエータ）、凸型部１１の加熱手段（不図示）の加熱条件、冷風送風装置２０１の冷却温度、冷却時間が制御されている。その為、制御手段（不図示）により、例えば突起部形成工程における凸型部１１の刺入高さを制御すれば、凸型部１１の樹脂材２１への刺入量が容易に変更でき、製造されるマイクロニードルアレイ１Ｍの突出高さＨ１をコントロールできる。また、凸型部１１の加熱手段（不図示）の条件、樹脂材２１の当接部分ＴＰの軟化時間、凸型部１１の樹脂材２１への刺入速度、及び凸型部１１の形状の少なくとも何れか１つを制御すれば、マイクロニードルアレイ１Ｍを構成する突起部３の厚みＴ１等を自由にコントロールすることができ、貫通孔３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍの形状を自由にコントロールすることができる。即ち、突起部形成工程における凸型部１１の刺入高さ、加熱条件、樹脂材２１の当接部分ＴＰの軟化時間、及び凸型部１１の樹脂材２１への刺入速度、並びに冷却工程における冷却条件の少なくとも何れか１つを制御して、マイクロニードルアレイ１Ｍの形状を自由にコントロールすることができる。

また、上述したように、第１実施態様においては、図４に示すように、帯状の複合材２Ａの上面側に配された一対の支持部材１２，１２を用いて、複合材２Ａの搬送方向（Ｙ方向）に沿う両側部を支持し、複合材２Ａにおける一対の支持部材１２，１２の間の浮いた状態の中央領域にて、支持部材１２が配された側とは反対側の樹脂材２１の他面２１Ｄ（下面）から凸型部１１を当接させ、当接部分ＴＰを軟化させて突起部３を形成する。このように、突起部３を形成する為の、凸型部１１に嵌合する凹部等が必要ないのでコストアップを抑えることができ、製造されるマイクロニードルアレイ１Ｍの備える突起部３を効率的に精度良く形成することができる。

次に、本発明を、第２〜第４実施態様に基づき、図８〜図１０を参照して説明する。なお、第２〜第４実施態様においては、上述した第１実施態様と異なる点をメインに説明する。
上記第１実施態様に用いる第１実施形態の製造装置１００においては、凸型部１１の加熱手段（不図示）は、超音波振動装置であるが、第２実施態様に用いる第２実施形態の製造装置１００では、これに代えて加熱ヒーター装置を用いている。

第２実施形態の製造装置１００のように、凸型部１１の加熱手段（不図示）が加熱ヒーター装置である場合、図８（ａ）に示すように、各当接部分ＴＰにおいて、加熱ヒーター装置により凸型部１１を加熱し、当接部分ＴＰに熱を発生させて当接部分ＴＰを軟化させる。そして、第２実施態様の突起部前駆体形成工程においては、各当接部分ＴＰを軟化させながら、図８（ｂ）に示すように、複合材２Ａを構成する樹脂材２１の他面２１Ｄ（下面）から一面２１Ｕ側（上面側）に向かって凸型部１１を上昇させて樹脂材２１に凸型１１０の先端部を刺してゆき、樹脂材２１の一面２１Ｕ側（上面側）から突出すると共に貫通する貫通孔３ｈを有する突起部前駆体３ｂを、複合材２Ａを構成する保護材２２内に形成する。

第２実施態様の突起部前駆体形成工程においては、凸型部１１による樹脂材２１の加熱温度は、突起部前駆体３ｂの形成の観点から、使用される樹脂材２１のガラス転移温度（Ｔｇ）以上溶融温度未満であることが好ましい。詳述すると前記加熱温度は、好ましくは30℃以上、更に好ましくは40℃以上であり、そして、好ましくは300℃以下であり、更に好ましくは250℃以下であり、具体的には、好ましくは30℃以上300℃以下であり、更に好ましくは40℃以上250℃以下である。なお、第２実施形態のように加熱ヒーター装置を用いる場合には、突起部前駆体形成工程においては、凸型部１１の加熱温度を上述した範囲で調整すればよい。なお、当該加熱温度は、第１実施形態において、樹脂材２１を超音波振動装置を用いて加熱する場合においても、凸型１１０と接触した樹脂材２１の部分の温度範囲として適用される。なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定方法は、上述した測定方法に従って行う。

次いで、第２実施態様の突起伸長工程においては、図８（ｃ）に示すように、各当接部分ＴＰにおいて、加熱ヒーター装置により凸型部１１を突起部前駆体形成工程と同じ温度で加熱し、当接部分ＴＰに熱を発生させて当接部分ＴＰを軟化させながら、複合材２Ａを構成する樹脂材２１の他面２１Ｄ（下面）から一面２１Ｕ側（上面側）に向かって凸型部１１の凸型１１０を、保護材２２を破壊しながら樹脂材２１に更に刺してゆき、保護材２２を貫通させ、複合材２の表面（上面）に突出する突起部３を形成する。

次いで、第２実施態様の冷却工程においては、第１実施態様の冷却工程と同様に、図８（ｄ）に示すように、トンネル内にて複合材２Ａの上面側に配された送風口２０２から冷風を吹き付けて、突起部３の内部に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態のまま冷却する。尚、冷却する際には、凸型部１１の加熱ヒーター装置による加熱は、継続状態でも止められた状態でも良い。

第２実施形態の製造装置１００のように、凸型部１１の加熱手段（不図示）が加熱ヒーター装置である場合には、突起部形成部１０の下流に設置される冷却部２０は、自然冷却でもよいが、冷風送風装置２０１を備えて、積極的な冷却を施すことが好ましい。

次いで、第２実施態様のリリース工程においては、第１実施態様のリリース工程と同様に、図８（ｅ）に示すように、複合材２Ａを構成する樹脂材２１の他面２１Ｄ（下面）から凸型部１１を下降させて、各突起部３の内部に凸型部１１の凸型１１０を刺した状態から、凸型部１１の凸型１１０を抜いて、貫通孔３ｈを有し且つ内部が中空の突起部３がアレイ状に配されたマイクロニードルアレイ１Ｍとなる帯状の微細中空突起具の前駆体１Ａを形成する。

次いで、第２実施態様においては、第１実施態様と同様に、カッター部４１のカッター刃で裁断して、貫通孔３ｈを有する突起部３がアレイ状に配された枚葉のマイクロニードルアレイ１Ｍを連続的に製造し、リピッチ部５０にて、再配置して微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍを製造する。

以上説明したように、第２実施態様の製造方法においては、図８（ａ）に示すように、凸型部１１を当接させた樹脂材２１の当接部分ＴＰにおいてのみ、加熱ヒーター装置により凸型部１１を加熱させ、当接部分ＴＰを軟化させるので、省エネルギーで、効率的に連続して貫通孔３ｈを有するマイクロニードルアレイ１Ｍを製造することができる。ここで、仮に、樹脂全体を凸型部と同様の温度に加熱する場合には、エネルギー効率が悪いだけでなく、他にシート全体が軟化することによって、突起部のピッチずれの発生、シートのひずみ発生、シートの連続搬送が困難になる、といった問題が生じる危険性が高まってしまう。これに対し、第２実施態様においては、凸型部１１の加熱による熱が当接部分ＴＰに効率的に伝わり、その周囲部は成り行きの加温のみが加えられ得る環境となるので、突起部３のピッチずれの問題が発生し難く、樹脂材２１のひずみが発生し難く、複合材２Ａの連続搬送もし易くなる。

次に、第３実施態様においては、樹脂材２１の熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で軟化困難な保護材２２を用いているが、第１実施態様と異なり、樹脂材２１及び保護材２２が予め積層固定されていない。第３実施態様に用いる樹脂材２１及び保護材２２としては、第１実施態様に用いる樹脂材２１及び保護材２２と同様である。

第３実施態様の突起部形成工程は、図９に示すように、先ず樹脂材２１に突起部３を形成する第１突起部形成ステップと、第１突起部形成ステップの後ステップに、凸型部１１を内部に刺した突起部３を用いて、保護材２２を破壊して貫通させた後、保護材２２と樹脂材２１とを積層固定し、突起部３を複合材２Ａの表面から突出させる第２突起部形成ステップとを有している。

第３実施態様の第１突起部形成ステップでは、図９に示すように、円錐状の凸型１１０の先端を上方に向けて配置した凸型部１１を用い、別体の樹脂材２１の他面２１Ｄから、加熱手段を備える凸型部１１を当接させて、熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で、樹脂材２１における当接部分ＴＰを熱により軟化させながら凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆき、樹脂材２１の一面２１Ｕから突出する突起部３を形成する。尚、保護材２２を破壊して貫通させる前の時点に、保護材２２の下面２２Ｄに、のり、ホットメルト接着剤等の接着剤を塗布しておくことが好ましい。

次いで、第３実施態様の第２突起部形成ステップでは、図９に示すように、凸型部１１の凸型１１０を内部に刺した突起部３を用いて、別体の保護材２２の下面２２Ｄから破壊しながら保護材２２に刺してゆき、保護材２２の上面２２Ｕに貫通させた後、保護材２２と樹脂材２１とを前記接着剤を介して積層固定し、複合材２の表面（上面）に突出する突起部３を形成する。別体の保護材２２の下面２２Ｄから凸型１１０を内部に刺してゆく際には、保護材２２の上面２２Ｕから平板状の押さえ部材１３で押さえておくことが好ましい。押さえ部材１３は、凸型１１０を内部に刺した突起部３に対応する位置に、円形状の貫通孔１３０を有している。

次いで、第３実施態様においては、第１実施態様と同様に、冷却工程及びリリース工程等を経て、微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍを製造する。

第３実施態様においては、保護材２２を確実に貫通させる事ができ、各個の突起部３の高さをより均一化する事ができ、皮膚の深さに応じた薬剤を的確に供給することができる効果を奏する。

次に、第４実施態様においては、第１実施態様と異なり、樹脂材２１の熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で軟化可能な保護材２２ａを用いている。このような保護材２２ａとしては、樹脂材２１と同様なものが挙げられる。このような保護材２２ａに、例えば図１０に示すように、周面に凸部６１を複数有する凸ローラ６０を用いて、後述する凸型１１０を内部に刺した突起部３に対応する位置に、円形状の貫通孔２２０を形成する。尚、貫通孔２２０を形成する前に、保護材２２ａの下面２２Ｄに、のり、ホットメルト接着剤等の接着剤を塗布しておくことが好ましい。

次いで、突起部３に対応する位置に予め開孔部２２０を有する保護材２２ａと、樹脂材２１とを前記接着剤を介して予め積層固定する。第４実施態様においては、樹脂材２１で形成された樹脂層２１ｓの一面２１Ｕ上に、開孔部２２０を有する保護材２２ａで形成された保護層２２ｓを積層固定した複合材２を用いる。

第４実施態様の突起部形成工程は、図１０に示すように、複合材２における樹脂材２１の他面２１Ｄから、凸型部１１を当接させて、樹脂材２１における当接部分ＴＰを熱により軟化させながら凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆき、凸型部１１を樹脂材２１の一面２１Ｕから突出させると共に、凸型部１１を内部に刺した突起部３を、複合材２における保護材２２ａの開孔部２２０を通して複合材２の表面から突出させる。

次いで、第４実施態様においては、第１実施態様と同様に、冷却工程及びリリース工程等を経て、微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍを製造する。

第４実施態様においては、保護材２２ａとして、樹脂材２１の熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で軟化困難か否かに拘わらず、様々な素材を用いることができるので、製造コストをさらに抑えることができる。また、第４実施態様においては、突起部成形工程において、保護材２２の影響を受けないので、突起物３の先端の大きさ及び高さが均一な突起物を成形でき、皮膚への刺入時により痛みの少ない効果を奏する。

以上、本発明を、その好ましい第１〜第４実施態様に基づき説明したが、本発明は前記実施態様に制限されるものではなく、適宜変更可能である。

例えば、上記第１〜第４実施態様の製造方法で製造される微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍは、シート状の複合材２の上面に、９個の円錐台状の突起部３をアレイ（行列）状に有しているが、１個の突起部３を有していてもよい。また、第１〜第４実施態様の製造方法で製造される微細中空突起具１は、突起部３に貫通孔３ｈを有しているが貫通孔３ｈを有していなくてもよい。また、第１〜第４実施態様の製造方法で製造される微細中空突起具１は、突起部３の先端部に位置する貫通孔３ｈと下面に位置する底側貫通孔２ｈとが、同心円形状に形成されているが、同心円形状でなくてもよい。

また、上記第１〜第４実施態様においては、無限軌道を描くボックスモーション式の凸型部１１を用いているが、厚み方向（Ｚ方向）の上下にのみ移動可能な凸型部１１を用いて、突起部前駆体形成工程にて凸型部１１から樹脂材２１に与える熱量と、突起部形成工程にて凸型部１１から樹脂材２１に与える熱量とを、突起部前駆体形成工程から突起部伸長工程にかけて、段階的に変化させて、微細中空突起具１を製造してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態の製造装置１００は、図４に示すように、凸型部１１を樹脂材２１に刺してゆく際に樹脂材２１を支持する一対の板状の支持部材１２，１２を有しているが、樹脂材２１の他面２Ｕ側に配して樹脂材２１を支持するものであれば一対の板状の支持部材１２，１２以外のものであってもよい。例えば、一対の板状の支持部材１２，１２の替わりに、図１１に示すような、当接部分ＴＰに対応する位置に貫通口１２１の開いた開口プレートの一例であるパンチングプレート１２Ａを、基材シート２Ａの他面２Ｕ側に配して、凸型部１１を基材シート２Ａに刺してゆく際に基材シート２Ａを支持してもよい。開口プレートとは、凸型部１１の凸型１１０を挿入可能な開口部を有するプレートである。本実施形態において開口部は貫通口となっているが、非貫通であっても良い。なお、開口プレートを用いる場合には、基材シート２Ａの開口部に対向する部分は開口プレートによって支持されていないと言える。図１１に示す製造装置１００では、複数個の突起部３の個数、配置及び各突起部３の外形形状に対応した複数個の凸型１１０を有する凸型部１１を突起部形成部１０が備えるようにしている。また、図１１に示す製造装置１００では、開口プレート１２Ａが、基材シート２Ａの他面２Ｕ側に互いが接するようにして配されている。尚、図１１に示す製造装置１００においては、図４に示す製造装置１００と同じ部位には同じ番号を付してある。

図１１に示す製造装置１００では、基材シート２Ａが凸型部１１と開口プレート１２Ａとで挟まれた状態になる。開口プレート１２Ａは、図１１に示す製造装置１００では、基材シート２における凸型部１１の１個の凸型１１０の当接部分ＴＰに対応する位置に１個の貫通口１２１が配されているが、複数個の凸型１１０の当接部分ＴＰに対応する位置に１個の貫通口１２１が配されていてもよい。尚、貫通口１２１は、開口プレート１２Ａを上面側から視て、その形状に、特に制限はないが、図１１に示す製造装置１００では、円形状に形成されている。

開口プレート１２Ａは、その形状に、特に制限はないが、図１１に示す製造装置１００においては、板状に形成されている。板状の開口プレート１２Ａは、そのＹ方向の長さが、凸型部１１のＹ方向の長さと略同じであり、そのＸ方向の長さが、凸型部１１のＸ方向の長さと略同じである。このような板状の開口プレート１２Ａが、図１１に示す製造装置１００においては、Ｙ方向に搬送されている基材シート２Ａを挟んで、ボックスモーション式の凸型部１１の動作と対象の動作をするように、ボックスモーション式で無限軌道を描くようになっている。そして、ボックスモーション式の開口プレート１２Ａは、基材シート２Ａの他面２Ｕから厚み方向（Ｚ方向）上方に隣接して配されており、搬送方向（Ｙ方向）に基材シート２Ａと並走可能となっている。受け部材１３の搬送方向（Ｙ方向）への移動速度は、凸型部１１の搬送方向（Ｙ方向）への移動速度に対応しており、図１１に示す製造装置１００に備えられた、制御手段（不図示）により制御されている。

また、上記第１〜第４実施形態の製造装置１００は、図４に示すように、凸型部１１が樹脂材２１を下方やら上方に向かって刺入しているが、樹脂材に対する凸型部や支持部材の位置関係、刺入方向はこれに限定されず、上方から下方に向かって微細中空突起具１を成形してもよい。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されない。

製造装置の備える凸型部１１の準備
凸型部１１としては、その材質がステンレス鋼であるＳＵＳ３０４で形成されたものを用意した。凸型部１１は、１個の円錐状の凸型１１０を有していた。凸型１１０は、その高さ（テーパー部の高さ）Ｈ２が２．５ｍｍであり、その先端径Ｄ１が１５μｍであり、その根本径Ｄ２が０．５ｍｍであり、その先端角度が１１度であった。

〔実施例１〕
複合材２の準備
樹脂材２１としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）で形成された厚み０．３ｍｍの帯状のシートを用意した。また、保護材２２としては、ポリエチレンで形成された厚み１．３ｍｍの帯状のシートを用意した。そして、樹脂材２１の一面上に保護材２２を積層し、ホットメルト接着剤により固定して複合材２を作製した。このように作製した複合材２を用いて図６に示す手順に従って、微細中空突起具１としてのマイクロニードルアレイ１Ｍを製造した。具体的には、製造装置１００は、凸型部１１の加熱手段が超音波振動装置であった。製造条件としては、突起部前駆体形成部１０Ａにおいても突起伸長部１０Ｂにおいても、超音波振動の周波数が２０ｋＨｚで共通であり、超音波振動の振幅が４０μｍで共通であった。また、突起部前駆体形成部１０Ａにおいて、樹脂材２１に刺す凸型部１１の刺入高さが０．１ｍｍであり、刺入速度が３０ｍｍ／秒であった。一方、突起伸長部１０Ｂにおいて、刺入速度が５ｍｍ／秒であった。このように、突起伸長部１０Ｂにおける刺入速度の方が突起部前駆体形成部１０Ａにおける刺入速度よりも遅くした。また、軟化時間は０．５秒であり、冷却時間は１秒であった。以上の製造条件で、実施例１の微細中空突起具を製造した。

〔参考例１〕
複合材２の替わりに、ポリ乳酸（ＰＬＡ）で形成された厚み０．３ｍｍの帯状のシート（実施例１で用いた樹脂材２１）を用いる以外は、実施例１と同様の製造条件で、参考例１の微細中空突起具を製造した。

〔参考例２〕
複合材２の替わりに、ポリ乳酸（ＰＬＡ）で形成された厚み０．３ｍｍの帯状のシート（実施例１で用いた樹脂材２１）を用い、突起伸長部１０Ｂにおける、樹脂材２１に刺す凸型部１１の刺入高さを０．２ｍｍとする以外は、実施例１と同様の製造条件で、比較例１の微細中空突起具を製造した。

〔性能評価〕
実施例１、参考例１〜参考例２の微細中空突起具について、貫通孔を有しているか否かを、マイクロスコープを用いて観察した。また、実施例１、参考例１及び比較例１の微細中空突起具について、突起部３の突出高さＨ１、及び微細突起具の貫通の有無を測定した。それらの結果を下記表１に示す。更に、実施例１、参考例１及び比較例１の微細中空突起具の写真も併せて示す。

表１に示す結果から明らかなように、実施例１及び参考例１の微細中空突起具は、先端を貫通した微細突起具を成形する事ができている。また、実施例１及び参考例２の微細中空突起具は、突起部３の突出高さＨ１が低いものであった。実施例１のマイクロニードルは、複合材２を使用する事で、一連の突起部形成工程、冷却工程及びリリース工程を含む単純な作業により、突出高さＨ１が低いにも関わらず、突起部３の先端が貫通したものを容易に成形する事ができる。従って、実施例１の微細中空突起具を製造する製造方法によれば、突出高さの低い微細な突起部を有する微細中空突起具を、精度良く効率的に連続して製造できることが期待できる。

１ 微細突起具（１Ｍ マイクロニードルアレイ）
２ 複合材
２ｈ 底側貫通孔
２１ 樹脂材
２１ｓ 樹脂層
２２ 保護材
２２ｓ 保護層
３ 突起部
３ｈ 貫通孔
３ｂ 突起部前駆体
１０ 突起部形成部
１０Ａ 突起部前駆体形成部
１０Ｂ 突起伸長部
１１ 凸型部
１１０ 凸型
１２ 支持部材
１３ 押さえ部材
１３０ 貫通孔
２０ 冷却部
２０１ 冷風送風装置
２０２ 送風口
３０ リリース部
４０ 裁断部
４１ カッター部
４２ アンビル部
５０ リピッチ部
５１ ローラ
５２ 搬送ベルト
５３ サクションボックス
６０ 凸ローラ
６１ 凸部
１００ 製造装置

Claims (7)

1. 所定温度で軟化可能な熱可塑性樹脂を含む樹脂材で形成された樹脂層の一面上にシート状の保護材で形成された保護層を積層固定した複合材と、該複合材における該樹脂層の他面から一面側に向かって該保護層を貫通して隆起する突起部とを備える微細突起具の製造方法であって、
   前記樹脂材の他面から、加熱手段を備える凸型部を当接させて、前記熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で、該樹脂材における該当接部分を熱により軟化させながら該凸型部を該樹脂材に刺してゆき、該樹脂材の一面から突出する前記突起部を形成する突起部形成工程と、
   前記突起部の内部に前記凸型部を刺した状態で該突起部を冷却する冷却工程と、
   前記冷却工程の後に、前記突起部の内部から前記凸型部を抜いて貫通孔を有する微細突起具を形成するリリース工程と、を備えており、
   前記保護材として、前記樹脂材の前記熱可塑性樹脂が軟化可能な温度条件で該樹脂材よりも軟化しないものを用い、
   前記突起部形成工程においては、前記突起部で前記保護材を貫き、該突起部を前記複合材の表面から突出させる、微細突起具の製造方法。
2. 前記突起部形成工程においては、前記複合材における前記樹脂材の他面から、前記凸型部を当接させて、該樹脂材における該当接部分を熱により軟化させながら該凸型部を該樹脂材に刺してゆき、該凸型部を該樹脂材の一面から突出させると共に、該凸型部を内部に刺した前記突起部を用いて該複合材における前記保護材を破壊して貫通させ、該突起部を前記複合材の表面から突出させる、請求項１に記載の微細突起具の製造方法。
3. 前記突起部形成工程は、先ず前記樹脂材に前記突起部を形成する第１突起部形成ステップと、該第１突起部形成ステップの後ステップに、前記凸型部を内部に刺した前記突起部を用いて、前記保護材を破壊して貫通させた後、該保護材と該樹脂材とを積層固定し、該突起部を前記複合材の表面から突出させる第２突起部形成ステップとを有している、請求項１に記載の微細突起具の製造方法。
4. 前記突起部に対応する位置に予め開孔部を有する前記保護材と、前記樹脂材とが予め積層固定された前記複合材を用い、
   前記突起部形成工程においては、前記複合材における前記樹脂材の他面から、前記凸型部を当接させて、該樹脂材における該当接部分を熱により軟化させながら該凸型部を該樹脂材に刺してゆき、該凸型部を該樹脂材の一面から突出させると共に、該凸型部を内部に刺した前記突起部を、該複合材における前記保護材の前記開孔部を通して前記複合材の表面から突出させる、請求項１に記載の微細突起具の製造方法。
5. 前記凸型部の備える前記加熱手段が超音波振動装置であり、該超音波振動装置により該凸型部を超音波振動させ、前記当接部分に摩擦による熱を発生させて該当接部分を軟化させる、請求項１〜４の何れか１項に記載の微細突起具の製造方法。
6. 前記凸型部の備える前記加熱手段がヒーターであり、ヒーター装置により該凸型部を加熱し、前記当接部分を軟化させる、請求項１〜４の何れか１項に記載の微細突起具の製造方法。
7. 前記突起部形成工程が、複数個の凸型を有する前記凸型部を用いて行い、前記突起部を複数個アレイ状に形成する、請求項１〜６の何れか１項に記載の微細突起具の製造方法。