特開 2023-44484 マイクロニードルパッチ及びマイクロニードル構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023044484

(43)【公開日】2023-03-30

(54)【発明の名称】マイクロニードルパッチ及びマイクロニードル構造体

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/15 20060101AFI20230323BHJP

   A61M 37/00 20060101ALN20230323BHJP

【ＦＩ】

A61B5/15

A61M37/00 514

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021152537

(22)【出願日】2021-09-17

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-09-26

(71)【出願人】

【識別番号】000102980

【氏名又は名称】リンテック株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(74)【代理人】

【識別番号】100108833

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】100162156

【弁理士】

【氏名又は名称】村雨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】高麗 洋佑

(72)【発明者】

【氏名】金 範ジュン

(72)【発明者】

【氏名】朴 チョンホ

【テーマコード（参考）】

4C038

4C267

【Ｆターム（参考）】

4C038TA10

4C038UJ01

4C267AA72

(57)【要約】

【課題】マイクロニードルパッチを検査パッチ等として用いた場合に、迅速に検査等を行うことができ、かつ、基材がテープから剥離しやすかったり、破損しやすかったりするという、紙の基材が有する問題点を解消するマイクロニードルパッチを提供する。
【解決手段】本発明のマイクロニードルパッチ１は、貫通孔１５を有する液体非透過性の基材１１と、貫通孔１５内に充填された液体吸収可能な吸収性材料１６と、基材１１の一方面側に設けられた、その内部に流路が形成された針状部１２と、基材１１の他方面側に設けられた機能性部材２１とを備える。針状部１２と吸収性材料１６とが互いに接続し、吸収性材料１６と機能性部材２１とが互いに接続する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫通孔を有する液体非透過性の基材と、
前記貫通孔内に充填された液体吸収可能な吸収性材料と、
前記基材の一方面側に設けられた、その内部に流路が形成された針状部と、
前記基材の他方面側に設けられた機能性部材とを備え、
前記針状部と前記吸収性材料とが互いに接続し、
前記吸収性材料と前記機能性部材とが互いに接続することを特徴とするマイクロニードルパッチ。

【請求項2】

前記針状部が、多孔質材料からなることを特徴とする請求項１記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項3】

前記基材の前記一方面には第一の接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項4】

前記第一の接着剤層が、感圧接着剤層であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項5】

前記基材の前記他方面には第二の接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項6】

前記貫通孔と、前記機能性材料とは、平面視において少なくとも一部が重複する位置に設けられることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項7】

前記吸収性材料が、前記基材の他方面側から突出し、又は前記基材の他方面と、前記吸収性材料の表面とが、同一の平面に含まれるように充填されたことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項8】

前記吸収性材料が、多孔質材料であることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項9】

少なくとも前記機能性部材を覆うシートをさらに有し、当該シートが、前記機能性部材側の面に接着剤層を有することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項10】

前記シートが、前記シートと前記基材との間に滞留した空気を排気する通気手段を備えたことを特徴とする請求項９記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項11】

前記機能性部材が、前記針状部から得られた前記液体を検出する検出部材又は前記針状部から前記液体としての薬剤を投与する薬剤投与部材であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項12】

前記機能性部材が、複数設けられており、
前記機能性部材が、少なくとも第一機能性部材と第二機能性部材とを含み、前記第一機能性部材と前記第二機能性部材は、それぞれ異なる成分を検出する前記検出部材であることを特徴とする請求項１１に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項13】

貫通孔を有する液体非透過性の基材と、前記貫通孔内に充填された吸収性材料と、前記基材の一方面側に設けられ、その内部に流路が形成された針状部と、を備え、
前記針状部と前記吸収性材料とが互いに接続することを特徴とするマイクロニードル構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロニードルパッチ及びマイクロニードル構造体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、薬学的、医学的または美容的効能を有する活性物質の経皮伝達のための手段として、注射針の代用として身体への負担の小さいマイクロニードルが適用されている。例えば、非特許文献１、特許文献１では、マイクロニードルを患者の皮膚に刺して間質液等の体液を採取し、この体液を分析する分析パッチが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Ｐｏｒｏｕｓ ｍｉｃｒｏｎｅｅｄｌｅｓ ｏｎ ａ ｐａｐｅｒ ｆｏｒ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｔｅｓｔ ｏｆ ｐｒｅｄｉａｂｅｔｅｓ Ｍｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｓｅｎｓ. ２０２０；００：ｅ１０１０９

【特許文献1】国際公開２０１９／１７６１２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非特許文献１に記載されたデバイスは、基材の一面に形成されたマイクロニードルから吸い上げた体液を、基材の背面に設けられたセンサー部材を用いて検出・分析しており、簡易な構成で効果的に分析することができる。また、非特許文献１に記載されたデバイスは、マイクロニードルで吸い上げた体液をセンサー部材まで基材の厚さ方向で輸送しているため、輸送距離が短く、分析を迅速に行うことができる。

【0005】

しかしながら、非特許文献１のデバイスのように基材の厚さ方向で体液を輸送したとしても、その輸送速度が十分に速いとはいえなかった。また、実際に検査パッチとして利用するにあたっては、例えば基材の背面側を粘着シートの粘着剤層に固定して、粘着剤層の基材が接着されていない領域を皮膚に貼ることができるように構成することが考えられる。しかしながら、基材が紙であるため粘着シートと基材とが剥離しやすいという問題がある。他方で、特許文献１に記載された発明のように基材がシリコンウェハであれば粘着シートが剥離しやすいという問題はないが、特許文献１に記載された発明では、基材の一面にマイクロニードルもセンサー部材も設けられていて、体液の輸送距離が長く、迅速な分析が要求される検査に用いることが難しい。また、非特許文献１及び特許文献１のいずれについても、センサー部材を薬剤投与部材に変更することで、検査パッチではなく薬剤投与パッチとしても用いることが考えられるが、この場合においても、薬液の輸送速度が速いほうが好ましい。

【0006】

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、マイクロニードルパッチを検査パッチ等として用いた場合に、迅速に検査等を行うことができ、かつ、基材がテープから剥離しやすかったり、破損しやすかったりするという、紙の基材が有する問題点を解消するマイクロニードルパッチ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】

【0007】

上記目的を達成するために、第１に本発明は、貫通孔を有する液体非透過性の基材と、前記貫通孔内に充填された液体吸収可能な吸収性材料と、前記基材の一方面側に設けられた、その内部に流路が形成された針状部と、前記基材の他方面側に設けられた機能性部材とを備え、前記針状部と前記吸収性材料とが互いに接続し、前記吸収性材料と前記機能性部材とが互いに接続することを特徴とするマイクロニードルパッチを提供する（発明１）。

【0008】

上記発明（発明１）においては、基材に貫通孔を設け、その内部に液体を吸収できる吸収性材料を充填し、針状部と吸収性材料とが互いに接続し、吸収性材料と機能性部材とが互いに接続することで、このような液体非透過性の基材を用いて液体の輸送流路の短いパッチを作製し、検査パッチである場合には迅速な分析を可能とするとともに、薬剤投与パッチとして利用する場合であっても薬液を迅速に皮膚へ供給することができる。さらに、液体非透過性の基材を用いることで針状部から得られた体液又は針状部へ輸送される薬液が基材内に染み出ることがなく、得られた全量の液体を輸送することができ、検査パッチである場合には迅速な分析を可能とするとともに、薬剤投与パッチとして利用する場合であっても薬液を迅速に体内へ供給することができる。そして、液体非透過性の基材を用いることで、パッチが皮膚へ貼付する粘着シートを備えた場合に、基材が粘着シートから剥離されてしまうことをも抑制できる。即ち、基材自体が液体を透過する材料であると液体が基材内にしみこんで粘着シートと基材との間に侵入しやすく、これが粘着シートと基材との剥離の原因となる。本発明では、液体非透過性の基材を用いることで液体は、基材においては貫通孔内のみを通過できるので、基材にしみこむことがなく、基材が粘着シートから剥離されてしまうことを抑制している。また、液体非透過性の基材を用いることで、基材の破損を抑制できる。即ち、紙の基材であってもそれ自体は破損しやすいものではないが、基材自体が液体を透過する材料であるから液体に触れることで脆弱化しやすいので、本発明では、液体非透過性の基材を用いることで破損も抑制している。

【0009】

上記発明（発明１）において、前記針状部が、多孔質材料からなることが好ましい（発明２）。

【0010】

上記発明（発明１、２）において、前記基材の前記一方面には第一の接着剤層が設けられていることが好ましい（発明３）。

【0011】

上記発明（発明３）において、前記第一の接着剤層が、 感圧接着剤層であることが好ましい（発明４）。

【0012】

上記発明（発明１～４）において、前記基材の前記他方面には第二の接着剤層が設けられていることが好ましい（発明５）。

【0013】

上記発明（発明１～５）において、前記貫通孔と、前記機能性材料とは、平面視において少なくとも一部が重複する位置に設けられることが好ましい（発明６）。

【0014】

上記発明（発明１～６）において、前記吸収性材料が、前記基材の他方面側から突出し、又は前記基材の他方面と、前記吸収性材料の表面とが、同一の平面に含まれる ように充填されたことが好ましい（発明７）。

【0015】

上記発明（発明１～７）において、前記吸収性材料が、多孔質材料であることが好ましい（発明８）。

【0016】

上記発明（発明１～８）において、少なくとも前記機能性部材を覆うシートをさらに有し、当該シートが、前記機能性部材側の面に接着剤層を有することが好ましい（発明９）。

【0017】

上記発明（発明９）において、前記シートが、前記シートと前記基材との間に滞留した空気を排気する通気手段を備えたことが好ましい（発明１０）。

【0018】

上記発明（発明１～１０）において、前記機能性部材が、前記針状部から得られた前記液体を検出する検出部材又は前記針状部から前記液体としての薬剤を投与する薬剤投与部材であることが好ましい（発明１１）。

【0019】

上記発明（発明１～１１）において、前記機能性部材が、複数設けられており、 前記機能性部材が、少なくとも第一機能性部材と第二機能性部材とを含み、 前記第一機能性部材と前記第二機能性部材は、それぞれ異なる成分を検出する前記検出部材であることが好ましい（発明１２）。

【0020】

第２に本発明は、貫通孔を有する液体非透過性の基材と、前記貫通孔内に充填された吸収性材料と、前記基材の一方面側に設けられ、その内部に流路が形成された針状部と、を備え、前記針状部と前記吸収性材料とが互いに接続することを特徴とするマイクロニードル構造体を提供する（発明１３）。

【0021】

上記発明（発明１３）においても、液体非透過性の基材を用いることで、パッチが粘着シートを備えた場合に、基材が粘着シートから剥離されてしまうことを抑制できる。そして、この場合に基材に貫通孔を設け、その内部に液体を吸収できる吸収性材料を充填し、針状部と吸収性材料とが互いに接続することで、このような液体非透過性の基材を用いて、得られた全量の液体を輸送することができるとともに液体の輸送流路の短いパッチを作製できるマイクロニードル構造体を得ることで、検査パッチとして利用する場合には迅速な分析を可能とするとともに、薬剤投与パッチとして利用する場合であっても薬液を迅速に皮膚へ供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第一実施形態にかかるマイクロニードルパッチの平面図である。

【図2】（１）第一実施形態にかかるマイクロニードルパッチのA-A線における断面図である。（２）第一実施形態にかかるマイクロニードルパッチのB-B線における断面図である。

【図3】第一実施形態にかかるマイクロニードルパッチの製造方法の手順を示す説明図である。

【図4】第一実施形態にかかるマイクロニードルパッチの製造方法の手順を示す説明図である。

【図5】第一実施形態にかかるマイクロニードルパッチの製造方法の手順を示す説明図である。

【図6】実施例１及び比較例２の結果を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について説明する。
（第一実施形態）
〔マイクロニードルパッチ〕
図１、２に、本発明の一実施形態に係るマイクロニードルパッチ１を示す。マイクロニードルパッチ１は、マイクロニードル構造体１０を備える。マイクロニードル構造体１０は、基材１１の一方面側に、所定の間隔で互いに離間した複数の針状部１２を備えている。針状部１２には、それぞれ孔部１３が形成されている。基材１１には、貫通孔１５が形成されていて、貫通孔１５内には吸収性材料１６が充填されている。針状部１２と吸収性材料１６とは接続されている。

【0024】

マイクロニードルパッチ１は、さらに、マイクロニードル構造体１０の基材１１の背面（他方面）側に、機能性部材２１を有する。機能性部材２１は、基材１１に設けられた貫通孔１５に平面視において重複するように設けられている。機能性部材２１は、吸収性材料１６と接続する。また、本実施形態の機能性部材２１は検出部材であり、マイクロニードルパッチ１は、検査パッチとして機能するものである。以下、各部材について詳細に説明する。

【0025】

（１）針状部
針状部１２の形状や大きさ、形成ピッチ、形成数は、その目的とするマイクロニードルの用途等によって適宜選択することができる。針状部１２の形状としては、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状等が挙げられ、本実施形態では角錐状である。針状部１２の最大直径又は断面の最大寸法は、例えば、２５～１０００μｍであることが挙げられ、先端径又は先端の断面の寸法は１～１００μｍであることが挙げられ、針状部１２の高さは、例えば、５０～２０００μｍであることが挙げられる。さらに、針状部１２は、基材１１の一方向に複数列設けられるとともに、各列に複数形成されてマトリクス状に配されている。

【0026】

針状部１２は、その内部に液体が流通する流路としての孔部１３が形成されている。孔部１３は、どのように構成されていてもよく機械的に孔部を設けてもよいが、針状部１２は、多孔質材料からなることが好ましい。針状部１２が多孔質材料からなることで、その内部に体液が通過する流路が孔部１３として相対的に形成されているので、ナノオーダーの流路を機械的に形成する必要がない。このような多孔質材料を構成する素材としては、例えば、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、ケイ藻土、二酸化ケイ素（シリカ）、酸化アルミニウム（アルミナ）、モンモリロナイト、カオリン等の粘土鉱物、各種ガラス等の無機素材、各種金属、乳酸カルシウム等の低分子有機化合物、結晶セルロース、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール等のような樹脂素材、樹脂と金属の複合素材等が挙げられる。

【0027】

多孔質材料の多孔構造の形成方法としては、詳しくは後述するが、針状部１２の形成と同時、又は、多孔構造が形成されていない突起部３２の形成後に、これらの素材に多孔構造を形成する方法が、孔部１３を連続的な構造とする観点から好ましい。このような形成方法としては、例えば、２種以上の異なる材料を混合して突起部を形成し、その後少なくとも１種の材料を除去して孔部を形成することで多孔構造を得ればよい。本実施形態では、針状部１２は、後述する製造過程において、水不溶性材料と水溶性材料からなる突起部を作製して、除去工程において水に可溶な水溶性材料が除去されて孔部１３となるとともに、水に不溶である水不溶性材料が残って多孔性の針状部１２としている。

【0028】

針状部１２を構成する水不溶性材料は、製造工程における取り扱いの容易さを考慮すると、水不溶性樹脂であることが好ましい。水不溶性樹脂はその融点が常温より高くかつ２５０℃以下である水不溶性樹脂が好ましく、その融点が４０℃より高くかつ２００℃以下である水不溶性樹脂がより好ましく、その融点が４５℃より高くかつ１５０℃以下である水不溶性樹脂が特に好ましく、その融点が４５℃より高くかつ８０℃以下である水不溶性樹脂が特に好ましい。融点が常温より高いことにより、常温では当該水不溶性樹脂が固体となって針状部１２を形成することができ、また、融点が１５０℃よりも低いと基材として用いることができる材質の選択の自由度が増すとともに、作業性も向上する。

【0029】

また、このような水不溶性樹脂は、さらに人体に対して影響を及ぼしにくい水不溶性の生分解性樹脂であることが好ましい。生分解性樹脂としては、脂肪族ポリエステルおよびその誘導体が好ましく用いられ、さらにポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、およびそれらを構成する単量体同士を共重合した共重合体等からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられる。また、これらの生分解性樹脂の２種以上の混合物を用いてもよい。最も好ましくは、水不溶性材料が、融点が６０℃である生分解性樹脂であるポリカプロラクトン又はカプロラクトンと他の生分解性樹脂を構成する単量体との共重合体であることである。水不溶性樹脂の分子量は、通常５，０００～３００，０００、好ましくは７，０００～２００，０００、より好ましくは８，０００～１５０，０００である。

【0030】

本実施形態では、孔部１３は、前述したように、水不溶性材料と水溶性材料からなる突起部から水溶性材料が除去されて形成された空隙であり、体液や薬液はこの孔部１３を流路として通過する。針状部１２の断面に示すように、水溶性材料の除去により複数の空隙が形成されて互いに連通したことで形成されるものである。孔部１３によっては基材１１の一方面に至るまで延設されている。孔部１３は、マイクロニードル構造体１０を用いる検査パッチ等の用途によりその開口の大きさが規定されるが、液体を通過しやすくする等の観点から、その開口が０．１～５０．０μｍであることが好ましく、０．５～２５．０μｍであることがより好ましく、１．０～１０．０μｍであることがさらに好ましい。なお、本発明において体液とは、血液や組織液、間質液等を含む。

【0031】

また、針状部１２は、基材１１の一方面側との間に少なくとも針状部１２が形成された領域にわたって基部１４を有していてもよい〕本実施形態では、基部１４は、基材１１の一方面全体にわたって層状に設けられている。基部１４は、個々の針状部１２の土台となるものであって、個々の針状部１２と同様に孔部１３を有する。基部１４は、例えば厚さ０．１～５００μｍで形成される。
この程度の厚さがあることで、基材１１の強度を高めるとともに、針状部１２と基部１４と基材１１との間で好ましい接着性を得る。

【0032】

基部１４も、針状部１２と同様に多孔性であることが好ましく、針状部１２の多孔質材料と同じものを用いることができる。基部１４に多孔質材料を用いる場合には、その内部に液体が流通する流路が形成されているので機械的に孔部を形成する必要がなく、針状部１２からの液体が基部１４を通過して貫通孔１５の吸収性材料１６を介して機能性部材２１に到達することができ好ましい。本実施形態では、この基部１４が、針状部１２について説明した材料と同一の多孔質材料からなり、また同一の工程により形成されるものであるので、簡易に作製できるだけでなく、針状部１２と基材１１とが基部１４を介してのより良好な接着性を得ることができ好ましい。さらには、本実施形態では、この基部１４が基材１１の一方面全体に亘って設けられていることで、基材１１の針状部１２が形成されていない部分も多孔質材料が存在し、基材１１に付着した状態となっているので、マイクロニードル構造体１０の強度が全体としてさらに向上する。

【0033】

（２）基材
基材１１は、液体非透過性を有する。基材１１が液体非透過性を有することで、基材１１の液体吸収を抑制することができるので、液体は、基材１１においては貫通孔１５内のみを通過できる。そのため、針状部１２から得られた体液又は針状部１２へ輸送される薬液が基材１１内に染み出ることがなく、全量を貫通孔１５を介して流通させることができ、検査パッチである場合には迅速な分析を可能とするとともに、薬剤投与パッチとして利用する場合であっても薬液を迅速に皮膚へ供給することができる。さらに、液体が基材１１に染み込むことがなく、基材１１がテープ２２から剥離されてしまうこと等を抑制している。このような液体非透過性を有する材料としては、樹脂フィルム、金属含有シート、ガラスフィルム等が挙げられる。金属含有シートとしては、金属箔が挙げられる。また、樹脂フィルムのうち、耐水性の低いものに金属層を蒸着等により形成し、耐水性を向上させたものを金属含有シートとして用いてもよい。樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン、ポリスルホン、ポリ乳酸、アクリル樹脂等の樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。また、液体非透過性を有しない材料、例えば不織布や紙などであっても、これらに水不溶性の樹脂を積層して全体として液体を透過しないように構成したラミネート樹脂フィルムであってもよい。

【0034】

基材１１は、皮膚への追従性が高い、柔軟性を有する材料からなることがより好ましい。上述した材料の中では、樹脂フィルムや水不溶性の樹脂を含侵させた不織布がこの点からは好ましく、特に、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン等の樹脂からなる樹脂フィルムが好ましい。水不溶性の樹脂を含侵させた不織布としては、ポリエステル不織布にエチレン酢酸ビニル共重合体を含浸させたもの等が挙げられる。

【0035】

また、基材１１は、液体非透過性を有するものであれば、単層であっても複数層が積層されている構成であってもよい。本実施形態では、基材１１として、ポリエチレンテレフタレートからなる第一層１１１及び第二層１１２を積層したものを用いている。この場合、第一層１１１及び第二層１１２のいずれを針状部１２との積層面としてもよいが、本実施形態では、第一層１１１側に針状部１２を形成している。

【0036】

基材１１の厚さ（後述する第一接着剤層１１４及び第二接着剤層１１５、並びに第一プライマー層及び第二プライマー層を除いた厚さ）は３～２００μｍであることが好ましく、より好ましくは１０～１４０μｍであり、更に好ましくは３０～１１５μｍである。３μｍ以上の厚さであると、基材１１としての強度を保持しやすく、また、２００μｍ以下の厚さであると皮膚への追従性が向上し、また、液体の輸送時間を短くすることが可能である。

【0037】

第一層１１１と第二層１１２とを積層する場合、接着剤を塗布や印刷して接着剤層を形成して第一層１１１と第二層１１２とを接着してもよいし、両面テープにより第一層１１１と第二層１１２とを貼り合わせてもよい。本実施形態では、両面テープ１１３により第一層１１１と第二層１１２とを積層している。

【0038】

基材１１の針状部１２が形成されている面（一方面）には、本実施形態のように第一接着剤層１１４が設けられていることが好ましい。この第一接着剤層１１４が設けられていることで、針状部１２と、基材１１との接着性を向上させることができる。このような第一の接着剤層としては、感圧接着剤が好ましく、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられ、より好ましくは、アクリル系粘着剤を用いることができる。また、基材１１に第一接着剤層１１４を設けることで、後述するマイクロニードル構造体の製造方法において、基材１１に予めに固体状組成物３１を接着させておき、基材１１と固体状組成物３１とを型に入れ、加熱加圧工程において加熱押圧することで、マイクロニードル構造体１０を簡易に得ることが可能である。なお、このような効果は得られないが、針状部１２と、基材１１との接着性を向上させる目的で、第一接着剤層１１４に代えて、第一プライマー層（図示せず。）を設けてもよい。また、基材１１が第一接着剤層１１４を有する場合であっても、基材１１と第一接着剤層１１４の間に、中間層としての第一プライマー層を設けてもよい。プライマー層としては、アクリル系のプライマー層、ポリエステル系のプライマー層等が挙げられる。

【0039】

アクリル系粘着剤としては、アクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体を重合して得られるアクリル重合体を含むものを用いることができる。アクリル系重合体は、アクリル酸アルキルエステルと、その他の単量体との共重合体であってもよい。その他の単量体としては、水酸基を有するアクリル酸エステル、カルボキシル基を有するアクリル酸エステル、エーテル基を有するアクリル酸エステル等の、アクリル酸アルキルエステル以外のアクリル酸エステルや、酢酸ビニル、スチレン等のアクリル酸エステル以外の単量体が挙げられる。

【0040】

アクリル系重合体は、上記の水酸基を有するアクリル酸エステル、カルボキシル基を有するアクリル酸エステル等に由来する官能基と、架橋剤との反応により架橋されたものであってもよい。

【0041】

アクリル系粘着剤は、上記の成分以外に、粘着付与剤、可塑剤、帯電防止剤、充填材、硬化性成分等を含有していてもよい。

【0042】

アクリル系粘着剤を得るための塗工液としては、溶剤系、エマルション系のいずれも用いることができる。

【0043】

基材１１の針状部１２が形成されていない面（他方面、背面）には、本実施形態のように第二接着剤層１１５が設けられていることが好ましい。第二接着剤層１１５が設けられていることで、基材１１とテープ２２との間での密着性がより向上し、剥離をさらに抑制することが可能である。また、基材１１とテープ２２との間での密着性が向上することで、機能性部材２１はテープ２２からの圧力を受けることができ、機能性部材２１とテープ２２との密着性も向上する。このような第二接着剤層としては、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられ、アクリル系粘着剤が好ましい。第二接着剤層に用いるアクリル系粘着剤としては、第一接着剤層１１４に用いるものと同じものを用いることができる。また、第二接着剤層１１５と基材１１との間に、又は、第二接着剤層１１５に代えて、第二プライマー層（図示せず。）が設けられていてもよい。第二プライマー層としては、第一プライマー層と同種のものを用いることができる。また、本実施形態では、第一接着剤層１１４及び第二接着剤層１１５として、それぞれ同じ粘着剤（例えば、いずれもアクリル系粘着剤）を用いてもよいし、第一接着剤層１１４及び第二接着剤層１１５とで異なる接着剤を用いてもよい。

【0044】

基材１１が液体非透過性を有する材料からなることから、針状部１２と機能性部材２１との間で液体を流通させるべく、基材１１には、貫通孔１５が形成されている。貫通孔１５の形状は、本実施形態では円形状であるが、これに限定されず、矩形状等でもよい。また、貫通孔１５は、本実施形態では基材１１の中央に設けているが、これに限定されず、基材１１のどこに形成されていてもよく、また、複数形成されていてもよい。いずれにせよ、本実施形態においては、針状部１２と機能性部材２１との間で液体を輸送するにあたり、基材１１が液体非透過性を有するため、液体が基材１１内に染み出ることがなく、かつ、貫通孔１５を介して基材１１の厚さ方向に液体を流通させるので、輸送距離が短く、検出パッチとして構成された場合には高い分析速度で検出を行うことができ、薬剤投与パッチとして構成された場合には、薬液を早期に投与することが可能である。

【0045】

貫通孔１５の面積は、基材１１の面積に対し、０．０５～１５％であることが好ましく、より好ましくは０．７５～１０％、さらに好ましくは１～５％である。貫通孔１５の面積が基材１１の面積に対し１５％以下であると、基板１１の剛性を担保しやすい。また、貫通孔１５の面積が基材１１の面積に対し０．０５％以上であると、基板１１を介して体液をより効率的に取得することができる。

【0046】

（３）吸収性材料
貫通孔１５内部には、液体吸収可能な吸収性材料１６が充填されている。貫通孔１５内部に吸収性材料を充填することで、吸収性材料１６と針状部１２とが、また、吸収性材料１６と機能性部材２１とが接続されて液体が針状部１２と機能性部材２１との間を流通することが可能である。吸収性材料１６としては、セルロース、シリカ等の親水性物質の粒状体、不織布、紙、布帛、編地、脱脂綿等の繊維集合体、多孔質材料等を用いることができる。このうち、貫通孔１５に合わせた形状を得ることが容易である観点から、繊維集合体又は多孔質材料が好ましい。また、吸収性材料１６を、上記した二以上の材料からなるように形成してもよい。

【0047】

吸収性材料１６における多孔質材料としては、針状部１２の説明において多孔質材料として列挙したものを用いることができるが、針状部１２と異なり、剛性は不要であるため、スポンジ等の柔軟な多孔質材料も用い得る。また、針状部１２を形成する多孔質材料と同じ多孔質材料を用いて吸収性材料１６を作製する場合には、針状部１２と同時に形成することができ簡易であるためより好ましい。本実施形態では、吸収性材料１６として針状部１２と同じ水不溶性材料を用いて、針状部１２の形成時に同時に貫通孔１５内に水不溶性材料を充填して吸収性材料１６としている。

【0048】

また、貫通孔１５内に充填された吸収性材料１６は、基材１１の背面と吸収性材料１６の表面とが同一の平面に含まれるように、即ち基材１１の貫通孔１５内を満たすか、基材１１の貫通孔１５よりも上側に突出するように設けられていることが好ましい。吸収性材料１６の上面が、貫通孔１５の上面と同一の平面に含まれるか、それよりも上側に突出するように設けられていることで、吸収性材料１６と機能性部材２１とが確実に接続し、吸収性材料１６と機能性部材２１との間で液体が流通しやすくなる。本実施形態では、貫通孔１５の上面よりも突出した吸収性材料１６には、吸収性材料１６から延設されて突出部１７が形成されている。そして、この突出部１７が機能性部材２１に直接接続している。このように突出部１７が形成されていることで、吸収性材料１６と機能性部材２１とがより確実に接続し、吸収性材料１６と機能性部材２１との間で液体が流通しやすくなる。なお、吸収性材料１６の上面が、貫通孔１５の上面と同一の平面に含まれず、かつ、それよりも上側に突出するように設けられてもいない場合、すなわち、吸収性材料１６の上面が基材１１の背面に対してやや凹部となるように形成されている場合には、機能性材料２１を押圧した状態で設けることで、機能性部材２１と吸収性材料１６とが接続することができる。しかし、この場合に、吸収性材料１６と機能性部材２１とが直接接触する接点を持たないこともありえる。あるいは、吸収性材料１６の上面の一部のみが、貫通孔１５の上面と同一の平面に含まれるように形成された場合には、両者の接触部分の面積は小さくなることもなる。これらの場合であっても、液体の輸送が吸収性材料１６と機能性部材２１との間で許容できる程度に行われれば、本発明における「吸収性材料１６と機能性部材２１とは接続されている」に含まれる。

【0049】

（４）機能性部材
機能性部材２１は、得られた体液を検出し、検出した体液に基づいて分析や判定を行う等の検出機能、または体内に投与する薬剤を貯留する等の薬剤投与機能等を有する部材である。機能性部材２１は、紙等のシートにこれらの検出機能や薬剤投与機能として機能する成分を含有させて構成することができる。機能性部材２１は、少なくともその一部が、貫通孔１５内の吸収性材料１６に直接に接続するように、貫通孔１５に平面視において重複するように設けられている。このような構成とすることで、マイクロニードル構造体１０における液体の輸送が、もっぱら貫通孔１５を介して基材１１の厚さ方向に液体を流通させることのみによるため、輸送距離をきわめて短くすることができる。機能性部材２１が、貫通孔１５に平面視において重複するように設けられていない場合には、機能性部材２１と吸水性材料１６とを、液体が流通し得る材料により間接的に接続してもよい。液体が流通し得る材料としては、吸水性材料１６に用いたものと同じものを用いることができる。

【0050】

本実施形態では、機能性部材２１は、円形のシート状で平面視において貫通孔１５の真上に、貫通孔１５の中心と機能性部材２１との中心が略一致するように載置されて、貫通孔１５に露出している吸収性材料１６の全面を覆っている。なお、機能性部材２１の形状や配置は上記のものに限定されず、矩形状等でもよく、貫通孔１５の直上になくてもよい。

【0051】

この本実施形態の機能性部材２１は、針状部１２を対象の皮膚に刺すことにより針状部１２の孔部１３から流入し、貫通孔１５の吸収性材料１６及び突出部１７を通過し機能性部材２１に到達した体液を分析して検査を行うための検出機能を有する。このような検出機能を備えたものとしては、例えば体液中のグルコース濃度に応じて変色するグルコース測定ペーパーが挙げられる。機能性部材２１としてグルコース測定ペーパーを用いた場合には、マイクロニードル構造体１０により採取した間質液をグルコース測定ペーパーが吸収して変色し、この変色の度合いで血糖値を経時的に測定する血糖値測定用のマイクロニードルパッチ１として利用することができる。

【0052】

マイクロニードルパッチ１は、基材１１から針状部１２を介して皮膚から体内に薬剤を投与する薬剤投与機能を有するマイクロニードルパッチ１として利用することも可能である。この場合には、機能性部材２１を紙状基材に薬剤を含有させたものとして構成する。例えば、機能性部材２１として生理活性物質含有シートを設け、基材１１および針状部１２を介して生理活性物質含有シートからの生理活性物質を皮膚内に投与することができる薬剤投与用のマイクロニードルパッチ１として利用することができる。

【0053】

マイクロニードルパッチ１は、複数の機能性部材２１を有していてもよく、さらに、複数の機能性部材２１が同じ機能を有するものであっても、異なる機能を有するものであってもよい。もちろん、複数の機能性部材２１がすべて同じ機能を有するか、異なる機能を有するかに限定されない。例えば機能性部材２１のうち、複数の第一の機能性部材はそれぞれ同じ成分を検出して分析する機能を有し、複数の第二の機能性部材もそれぞれ同じ成分を検出して分析する機能を有するが、第一の機能性部材と第二の機能性部材とは、異なる成分を検出するようにそれぞれを構成してもよい。

【0054】

複数の機能性部材２１を有する場合、一つの貫通孔１５中の吸収性材料１６と複数の機能性部材２１の一部とが接続していてもよいし、複数の貫通孔１５を設けて、複数の機能性部材２１がそれぞれ別の貫通孔１５中の吸収性材料１６に接続するように構成されていてもよい。本実施形態においては、基材１１は二つの貫通孔１５を有し、それぞれ別の機能を有する機能性部材２１が設けられている。即ち、基材１１の中央の貫通孔１５には、上述した検出機能を有する機能性部材２１が設けられているが、基材１１の角部にも別の貫通孔１５Ａを設け、この貫通孔１５Ａには、水を検出するリファレンスシートである機能性部材２１Ａを備えている。機能性部材２１Ａは、貫通孔１５Ａ内の吸収性材料１６Ａと接続するようにこの別の貫通孔１５Ａの直上に設けられている。リファレンスシートは、体液中の水の検出により変色する成分を含ませたペーパーである。リファレンスシートを設けることで、リファレンスシートが変色することにより間質液の機能性部材２１への到達を知ることができ、その後に間質液中のグルコースの分析を開始することが可能である。

【0055】

（５）テープ
テープ２２は、少なくとも機能性部材２１を覆って機能性部材２１を保護するものであればよいが、本実施形態では、テープ２２は、機能性部材２１だけでなく基材１１も覆った状態で、基材１１の外側に該当する部分が直接皮膚へ貼付される。

【0056】

テープ２２は、貼付した皮膚への追従性を考慮すると、柔軟性、さらには伸縮性を有する材料からなるのが好ましいが、かかる材料に限定されるものではない。テープ２２の好ましい材料としては、伸縮性織布が挙げられ、従来公知のものを使用することができる。

【0057】

テープ２２は、機能性部材２１を基材１１に固定するため、かつ、皮膚へ貼付されるために接着剤層２３が設けられている。この接着剤層２３は、皮膚へ貼付されることから生体安全性を有する接着剤であることが好ましく、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。

【0058】

また、テープ２２の機能性部材２１の周囲には、通気手段としての通気孔２２４が形成されていて、テープ２２の貼付時に通気孔２４から外部へ空気を押し出すことができるように構成している。このように構成することで、テープ２２の外部と内部との間で通気をすることが可能である。したがって、針状部１２の流路及び吸収性材料１６が液体を吸収した場合に、内部にあった空気は通気孔２４から押し出されるため、空気が針状部１２の流路及び吸収性材料１６における液体の吸収を妨げることを防止することができる。なお、通気手段としてはこのような通気孔２４に限定されず、例えば、接着剤層２３表面に凹凸を設けてテープ２２と基材１１との間に凹凸により通気孔を形成し、この通気孔を介してテープ２２外部との間での通気を可能としたものを用いてもよい。

【0059】

また、本実施形態では図示しないが、マイクロニードルパッチ１には、テープ２２の露出された接着剤層２３、針状部１３及び基材１１の一方面を覆う剥離シートを設けてもよい。剥離シートとしては、公知の剥離シートを設けることができる。

【0060】

本実施形態では、テープ２２は、機能性部材２１を保護するだけでなく、皮膚への粘着テープとしての機能も有するものであるが、これに限定されず、例えば、テープ２２は基材１１を覆うものとして構成し、テープ２２のさらに上からテープ２２よりも大きいテープをかぶせて、当該テープが皮膚に貼付されるように構成してもよい。すなわち、テープ２２は機能性部材２１を保護及び基材１１の背面に固定する機能のみとして、皮膚への粘着テープとしての機能を別の部材が有するように構成してもよい。この場合には、テープ２２の接着剤層２３は、上述したものの他に、生体安全性のレベルが皮膚貼付用相当に達しないものも用いることができる。また、基材１１の第二接着剤層１１５によりテープ２２を接着させることで、接着剤層２３を省略してもよい。テープ２２のさらに上からテープ２２よりも大きいテープをかぶせることに代えて、加圧用のゴムバンドをテープ２２上から巻くこと等により、生体の皮膚上にマイクロニードル構造体１０を固定してもよい。

【0061】

〔マイクロニードル構造体の製造方法〕

【0062】

図３から図５に、本発明の実施形態に係るマイクロニードルパッチ１の製造方法を示す。本実施形態では、水不溶性材料および水溶性材料を有する固体状組成物３１を基材１１に設けて（接着工程）、その後固体状組成物３１を加熱加工することで突起部３２を形成し（加熱加圧工程）、その後突起部３２から水溶性材料を除去して（除去工程）、突起部３２を針状部１２とする。以下、詳細に説明する。

【0063】

（接着工程）
基材１１及び固体状組成物３１の作製についてまず説明する。初めに、水不溶性材料および水溶性材料を加熱して溶融せしめて混合して混合物３３を調製する。混合物３３の調製に当たっては、樹脂を溶融させた場合に、粘度を低下させられるように４０℃以上かつ基材１１に与える影響が小さい１８０℃以下で加熱をすることが好ましく、５５～１４０℃で加熱することがより好ましく、７０～１２０℃で加熱することがさらに好ましい。

【0064】

水溶性材料としては、融点が常温よりも高い水溶性材料が好ましい。水溶性材料は有機物であってもよいし、無機物であってもよく、塩化ナトリウム、塩化カリウム、芒硝、炭酸ナトリウム、硝酸カリウム、ミョウバン、砂糖、水溶性樹脂等が挙げられる。水溶性樹脂としては、水溶性の熱可塑性樹脂が好ましく、融点が常温よりも高いものが好ましい。水溶性の熱可塑性樹脂としては、後述する生分解性樹脂のほか、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。水溶性の熱可塑性樹脂は、さらに、人体への影響を考慮して、生分解性樹脂であることがより好ましい。このような生分解性樹脂としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール、ポリビニルアルコール、コラーゲンおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられ、ポリアルキレングリコールが特に好ましい。ポリアルキレングリコールの分子量は、例えば２００～４，０００，０００であることが好ましく、６００～５００，０００であることがより好ましく、１，０００～１００，０００であることが特に好ましい。ポリアルキレングリコールの中でも、ポリエチレングリコールを用いることが好ましい。

【0065】

水不溶性材料と水溶性材料とは、質量比で９：１～１：９で混合されることが好ましく、８：２～２：８で混合されることがより好ましく、７：３～３：７で混合されることが特に好ましい。この割合で液状組成物３が構成されていることで、所望の空隙率の針状部１２を形成し、針状部１２の液体透過性と強度を両立させやすくなる。

【0066】

なお、混合物には不揮発性固形分として水不溶性材料および水溶性材料のみだけでなく、さらに別の材料が含まれていてもよい。例えば、さらに針状部の強度を高めるために、シリカフィラー等の樹脂以外の水不溶性材料が含まれていてもよい。

【0067】

当該混合物３３を、図３（ａ）に示すように、固体状組成物用モールド（型）４１に形成された固体状組成物用凹部４２に注入する。固体状組成物用凹部４２は、所望の量の混合物３３を貯留できる形状、容量で形成されていればよい。さらに、固体状組成物用凹部４２に混合物３３が貯留された状態で、その表面の平坦化のため固体状組成物用凹部４２の上面に、例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）からなる固体状組成物用シート４３を載置する。

【0068】

固体状組成物用モールド４１の材質も特に限定されるものではないが、例えば、正確な型を作りやすく、固化して得た固体状組成物３１を剥がしやすいシリコーン化合物等で形成されていることが好ましく、本実施形態ではポリジメチルシロキサンからなる。

【0069】

その後、固体状組成物用モールド４１ごと－１０～３℃で１～６０分間保持することで、溶融していた混合物３３が固化して固体状となるので、固体状組成物用モールド４１から固体状組成物用シート４３ごと剥離し、その後固体状組成物用シート４３を剥離する。これにより、図３（ｂ）に示す固体状組成物３１を得る。

【0070】

次に、図３（ｃ）に示すように、基材１１を作製する。基材１１は上述のように単層でもよいが、本実施形態では、両面テープ１１３の下面側に、テープ基材である第一層１１１及び第一接着剤層１１４を有する粘着テープを貼り、また、両面テープ１１３の上面側に、テープ基材である第二層１１２及び第二接着剤層１１５を有する粘着テープを貼って複数層からなる基材１１を作製する。この場合に、各粘着シートの第一接着剤層１１４及び第二接着剤層１１５が両面テープ１１３とは逆側となるように、各粘着シートを両面テープ１１３に貼付する。これにより、第一接着剤層１１４及び第二接着剤層１１５が露出した基材１１が形成される。

【0071】

本実施形態では、基材１１として２枚の粘着テープを両面テープ１１３に貼ることでの第一接着剤層１１４及び第二接着剤層１１５を有する基材１１を作製したが、これに限定されない。例えば、一方の粘着テープの基材が露出している面に粘着剤層を形成することで、両面に接着剤層が形成された基材１１を作製することも可能である。

【0072】

次いで、図３（ｄ）に示すように、基材１１に貫通孔１５を形成する。貫通孔１５の形成方法は特に限定されず、例えば打ち抜きにより形成することができる。そして、図３（ｅ）のように、基材１１の第一接着剤層１１４に固体状組成物３１を貼り付けて基材１１と固体状組成物３１とを一体とする。このように、第一接着剤層１１４を有することで、基材１１に予めに固体状組成物３１を接着させておき、基材１１と固体状組成物３１とを型に入れて後述の加熱加圧工程において加熱押圧することで、マイクロニードル構造体１０を簡易に得ることができる。また、基材１１と固体状組成物３１とが一体となることで、搬送等の取扱いが容易になる。

【0073】

次いで、図４（ａ）に示すように、基材１１を備えた固体状組成物３１を、凹部５１を有するモールド５２に、固体状組成物３１が凹部５１に面するように載置する。凹部５１の底面中央には、突起部形成用凹部５３も設けられている。突起部形成用凹部５３は、針状部１２を形成するためのものであり、針状部１２に対応した形状、大きさで形成されている。

【0074】

基材１１の第二接着剤層１１５側にはモールド５２の蓋５４を設置する。この蓋５４も、例えばポリジメチルシロキサンからなる。この蓋５４には、本実施形態のように、基材１１の貫通孔１５に対応した位置に、上に向かって凹んだ蓋凹部５５が形成されていることが好ましい。この蓋凹部５５を設けることで、次の加熱加圧工程により加熱加圧された固体状組成物３１が貫通孔１５に流入し充填されて吸収性材料１６となり、さらに蓋凹部５５が充填されて吸収性材料１６と接続された突出部１７が形成されるか、または、少なくとも吸収性材料１６の上面が基材１１の上面と同一の平面に含まれるように形成される。したがって、蓋凹部５５も所望の突出部１７の大きさ、形状にあわせて、又は、突出部１７が形成されない程度に固体状組成物３１が基材の背面と同一平面に到達するように形成される。本実施形態では、蓋５４に蓋凹部５５を設けたが、これに限定されない。蓋５４に蓋凹部５５が形成されていない場合には、突出部１７が形成されず、吸収性材料１６の一部のみが基材１１の上面と同一面に含まれるか、吸収性材料１６の上面が基材１１の上面に対して凹部となるように吸収性材料１６が形成される可能性もあるが、それであっても吸収性材料１６と機能性部材２１との間で液体の輸送が可能である程度には接続するように形成されている。なお、本実施形態では、吸収性材料１６は後述の除去工程において水溶性材料が除去されることで多孔構造が形成され、吸収性を示すようになるが、本工程においても、相当する部材は吸収性を有しないものの、便宜上これを吸収性材料１６と呼ぶ。

【0075】

（加熱加圧工程）
次いで、図４（ｂ）に示す加熱加圧工程を行う。加熱加圧工程は、所望の形状の突起部等を形成するためのものであり、加熱加圧を一度に行ってもよいが、本実施形態のように、モールド５２の凹部５１に固体状組成物３１を十分に充填させるために、基材１１を備えた固体状組成物３１の溶融を開始するための予備工程と、溶融した固体状組成物３１を凹部５１等に十分に充填するための本工程とからなることが好ましい。

【0076】

まず、予備工程および本工程においては、図４（ｂ）に示すように、固体状組成物３１が凹部５１に載置された状態で、モールド５２と蓋５４とで基材１１及び固体状組成物３１を挟持する。そして、その状態で、モールド５２および蓋５４を、下部ステージ５６上に載置するとともに上部ステージ５７をモールド５２および蓋５４の上に設置する。

【0077】

予備工程および本工程における加熱条件としては、４０℃以上かつ基材１１に与える影響が小さい１８０℃以下で少なくとも加熱をすればよく、好ましくは、５５～１４０℃で加熱することであり、７０～１２０℃で加熱することがさらに好ましい。本実施形態では、固体状組成物３１が溶融可能な温度で加熱している。なお、固体状組成物３１の加熱のため、下部ステージ３７を加熱してもよいし、上部ステージ３８を加熱してもよい。本工程では、予備工程の後、加熱を維持すればよく、適宜温度を変更してもよい。

【0078】

この状態で上部ステージ５７と下部ステージ５６との間でモールド５２を押圧（加圧）する。この予備工程での圧力は、０．１～５．０ＭＰであることが好ましい。この範囲の圧力であることで、固体状組成物３１を短い時間で溶融させることができる。そして、１０秒～１０分間保持することで、固体状組成物３１が溶融された状態となる。なお、予備工程と本工程で、加圧条件を変更してもよい。例えば、本工程においては、予備工程よりも高圧、長時間の条件で加圧を行うことができる。

【0079】

本実施形態のように予備工程と本工程とを行うことで、固体状組成物３１が十分に溶融されるとともに、凹部５１、突起部形成用凹部５３、貫通孔１５、及び蓋凹部５５に充填される。

【0080】

その後、下部ステージ３７からモールド５２を外して溶融した固体状組成物３１を－１０～３℃で１～６０分間保持する（冷蔵固化工程）ことで冷蔵固化する。これにより、突起部形成用凹部５３に応じた形状の転写性の高い突起部３２等が形成される。

【0081】

（除去工程）
接着工程の完了の後、そして、図４（ｃ）に示すように、固化された突起部３２と基材１１とが接着されたものをモールド５２から離間し、次いで突起部３２および基材１１の水溶性材料を除去する除去工程を行う。

【0082】

この除去工程における洗浄液は水を含むものであり、除去工程は、本実施形態では、突起部３２等と基材１１とが接着されたものを洗浄液５８中に静置することで行う。水を含む洗浄液中に静置することで、突起部３２等に含有されていた水溶性材料のうち、外部に露出するか、もしくは露出した部分と連通していた部分は溶解し、水中に流れ出て除去される。なお、洗浄液は水とアルコール等の混合溶媒であってもよい。この除去により、突起部３２等に孔部１３が形成され、針状部１２として形成される。即ち、水溶性材料が除去されることで、針状部１２以外にも、基部１４、吸収性材料１６、及び突出部１７も同じ多孔性として形成される。これにより、本実施形態のマイクロニードル構造体１０を得る。

【0083】

（マイクロニードルパッチの製造方法）
図５（ａ）に示すように、例えばポリジメチルシロキサンからなる載置台６１上に設けられた凹部６２に、マイクロニードル構造体１０の針状部１２が形成された領域が収まるように、マイクロニードル構造体１０を載置する。そして、接着剤層２３が形成されたテープ２２を所定の大きさに切断し、テープ２２の接着剤層２３に機能性部材２１を貼付する。図５（ｂ）に示すように、その後、得られたマイクロニードル構造体１０の基材１１の背面側の所定の位置に機能性部材２１を配置するように機能性部材２１をテープ２２の接着剤層に積層することで（設置工程）、マイクロニードルパッチ１を製造することが可能である。本実施形態では、機能性部材２１をテープ２２の接着剤層に積層することで積層したが、積層方法はこれに限定されずに従来公知の方法を用いることができ、例えば、基材１１の背面側に機能性部材２１を載置したのちに、一般的に用いられる、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等の粘着剤層をテープ基材上に形成したテープ２２を積層することでマイクロニードルパッチ１を製造してもよい。薬剤投与機能を有するマイクロニードルパッチ１を作製する場合も、同様の方法により製造することが可能である。

【0084】

（製造方法の変形例）
本実施形態では、水溶性材料を除去することで孔部１３を容易に形成するために水不溶性材料を用いて針状部１２を形成したが、針状部１２の作製方法は特に限定されない。例えば、水溶性材料と水不溶性材料と溶媒とを含有する液体状組成物を形成し、前記溶媒を蒸発させて溶媒以外の組成物を突起部生成用凹部に充填し、乾燥させることで突起部を形成してもよい。また、例えば、基材１１上に、水溶性材料及び水不溶性材料を含有させた状態で粘度が０．１～１０００ｍＰ・ｓであるように調製してディスペンサー等で液状組成物を滴下し、これにより針状部１２を形成してもよい。

【0085】

また、本実施形態では、固体状組成物３１として、水溶性材料および水不溶性材料とを含有するものを説明したが、針状部１２等に多孔構造を形成することができれば材料は特に限定されない。水溶性材料を除去することによるもの以外の多孔構造の形成方法としては、針状部１２を成型するために鋳型に固体状組成物３１を充填した後、何らかの公知の方法により固体状組成物３１中で気体を発生させ、発泡させながら多孔質材料からなる針状部１２を形成する方法、鋳型中で樹脂を含む固体状組成物３１の粉末を焼結して結着させ、多孔質材料からなる針状部１２を得る方法等が挙げられる。本実施形態のように固体状組成物３１を用いる場合には、組成物が溶媒を含有しないので、基材１１の変色や変形を抑制できるため好ましい。

【0086】

また、本実施形態では、接着工程において固体状組成物３１を第一接着剤層１１４により接着して基材１１に固定したが、これに限定されず、固体状組成物３１を加熱することで溶融して基材１１に接着せしめ、その後冷却して基材１１に固定することとしてもよい。この場合には、第一接着剤層１１４を設けなくてもよい。

【0087】

さらに、本実施形態において、接着工程と加熱加圧工程の順序を入れ替え、加熱加圧工程後に接着工程を行ってもよい。すなわち、突起部３２を形成した後に基材１１に突起部３２を接着してもよい。

【0088】

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
〔実施例〕
（実施例１）
水溶性材料としてのポリエチレングリコール（重量平均分子量４ｋＤａ）を３ｇ、水不溶性材料としてのポリカプロラクトン（融点６０℃）７ｇを１１０℃で加熱しながら加熱攪拌することにより溶融させ、混合して混合物を調製した。ポリジメチルシロキサンからなる固体状組成物用モールド４１を準備し、この固体状組成物用モールド４１は、固体状組成物用凹部４２の開口部が直径１５ｍｍ×１５ｍｍの矩形状で深さが１．５ｍｍであった。この固体状組成物用凹部４２に混合物３３を注入した。

【0089】

次いで、ポリジメチルシロキサンからなる固体状組成物用シート４３を蓋として混合物３３を注入した固体状組成物用モールド４１に積載し、固体状組成物３１の表面を平坦化した。この状態で３℃で５分保持し、溶融されていた混合物３３が固化して固体状となったので、固体状組成物用モールド４１から離間して固体状組成物３１を得た。

【0090】

次いで、２枚の粘着テープ（ＰＥＴ基材：厚さ１００μm／アクリル系粘着剤層：厚さ２５μm）を、それぞれの基材の粘着剤が設けられていない面を両面テープ（ニチバン株式会社、製品名：ナイスタック ＮＷ－２５）により両面テープの両面に貼り合わせて、第一接着剤層１１４及び第二接着剤層１１５が露出した基材１１を得た。その後、作製した基材１１を３０ｍｍ角のサイズにカットし、中央部に円形の貫通孔１５（５ｍｍ径）を形成した。得られた基材１１の第一接着剤層１１４と固体状組成物３１とを接着せしめた。

【0091】

加熱加圧工程を行うために、突起部形成用凹部５３を有するモールド５２を準備した。モールド５２は、ポリジメチルシロキサンからなりその表面に突起部形成用凹部５３が下記の詳細のように形成されたものであった。
・突起部形成用凹部５３の形状：断面正方形の四角錘形状
・突起部形成用凹部５３の最大断面の一辺の長さ：５００μｍ
・突起部形成用凹部５３の高さ：９００μｍ
・突起部形成用凹部５３の配置：正方形格子状
・突起部形成用凹部５３のピッチ：１０００μｍ
・突起部形成用凹部５３の数：一列１３本、１３列の計１６９本

【0092】

固体状組成物３１、基材１１、モールド５２を用いて加熱加圧工程を行った。加熱プレス機（アズワン株式会社製、ＡＨ－１Ｔ）の下部ステージ５６上に固体状組成物３１とモールド５２とを載置して、その上から３０ｍｍ四方の正方形状のポリジメチルシロキサン製の蓋５４を重ねた。蓋５４には、その中央部にその開口が円形状の蓋凹部５５（５．０ｍｍ径、１２５μｍ深さ）が形成されていた。この蓋凹部５５が基材１１の貫通孔１５に対向するように蓋５４は載置されていた。

【0093】

加熱プレス機の加熱設定温度を、下部ステージ５６：１００℃、上部ステージ５７：９０℃として加熱しながら及び２ＭＰａで、蓋５４及びモールド５２を介して固体状組成物３１を２分間押圧して予備工程を行った。その後、同様の加熱を行いながら、４ＭＰａで３０秒押圧して本工程を行った。さらに蓋５４及びモールド５２に収められた基材１１及び固体状組成物３１を３℃の冷蔵庫にて１０分間保管し固体状組成物３１を固化させた。その後、モールドから基材１１及び成型された固体状組成物３１を剥離して２５℃の精製水に２４時間浸漬させて、水溶性材料としてのポリエチレングリコールを溶解させ除去して針状部１３、基部１４、吸収性材料１６を形成した。その後、乾燥オープンにおいて３０℃で５時間静置し、水分を蒸発させて乾燥し、マイクロニードル構造体１０を得た。

【0094】

３０ｍｍ角にサイズカットした粘着シート（厚さ８０μｍのポリオレフィン製基材フィルムのマット加工面に、アクリル系粘着剤（ビッグテクノス株式会社製、ＡＲ－２０４０）を２０μｍの厚さで塗工したもの）であるテープ２２の中央部に機能性材料２１としてのグルコース測定ペーパー（５ｍｍ径の円形状。グルコースを検知するもの）を貼付した。テープ２２の機能性部材２１の周辺部分に通気孔２４としての貫通孔（２００μｍ径）を複数個開けた。

【0095】

ポリジメチルシロキサンからなる載置台６１上に設けられた凹部６２に、マイクロニードル構造体１０の針状部１２が形成された領域が収まるように載置し、基材１１の貫通孔１５とテープ２２の機能性部材２１とが重なるようにテープ２２を貼付し、マイクロニードルパッチ１を得た。なお、マイクロニードルパッチ１の各評価を終えた後に、このマイクロニードルパッチが突出部１７を有することを、断面を顕微鏡で観察することにより確認した。

【0096】

（実施例２）
実施例１とは、蓋５４に蓋凹部５５が形成されていない点以外はすべて同一の条件でマイクロニードルパッチ１を得た。また、マイクロニードルパッチ１の各評価を終えた後に、断面の観察により、このマイクロニードルパッチが突出部１７を有さないことを確認した。

【0097】

（実施例３）
実施例１とは、一枚の粘着テープ（ＰＥＴ基材：厚さ１００μm/アクリル系粘着剤層：厚さ２５μm）を、第一の接着剤層１１４のみが形成された基材１１として用いた点、蓋５４に蓋凹部５５が形成されていない点以外はすべて同一の条件でマイクロニードルパッチを得た。すなわち、本実施例によるマイクロニードルパッチ１は、第二の接着剤層１１５を有していない点で実施例１で得られたマイクロニードルパッチ１とは異なる。また、マイクロニードルパッチ１の各評価を終えた後に、断面の観察により、このマイクロニードルパッチが突出部１７を有さないことを確認した。

【0098】

（実施例４）
実施例１とは、一枚の粘着テープ（ＰＥＴ基材：厚さ１００μm/アクリル系粘着剤層：厚さ２５μm）を、第一の接着剤層１１４のみが形成された基材１１として用いた点以外はすべて同一の条件でマイクロニードルパッチを得た。すなわち、本実施例によるマイクロニードルパッチ１は、第二の接着剤層１１５を有していない点で実施例１で得られたマイクロニードルパッチ１とは異なる。なお、マイクロニードルパッチ１の各評価を終えた後に、このマイクロニードルパッチが突出部１７を有することを、断面を顕微鏡で観察することにより確認した。

【0099】

（比較例１）
比較例として、基材１１の代わりに水透過性基材（円形定性ろ紙ＮＯ．２（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）、貫通孔なし）を用いた点、蓋部５４に蓋凹部５５が形成されていない点以外はすべて同一の条件でマイクロニードルパッチを得た。

【0100】

（比較例２）
比較例として、基材１１の代わりに水透過性基材（円形定性ろ紙ＮＯ．２（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）、貫通孔なし）を用いた点、蓋５４に蓋凹部５５が形成されていない点、以下に示す追加工程を行った点以外はすべて同一の条件でマイクロニードルパッチを得た。

【0101】

追加工程としては、両面テープ（紙の芯材を用いた市販品）を直径５ｍｍの円形に裁断し、その中央部に直径３ｍｍの円形の開口を形成した。水透過性基材の背面上の針状部形成領域に対応する領域に開口した両面テープを貼付した。次いで、両面テープの開口部に、食用粉末セルロースを開口部内に十分に充填した。開口した両面テープに機能性部材としてのグルコース測定ペーパーが重なるようにマイクロニードル構造体にテープを貼付した。

【0102】

（比較例３）
基材１１の代わりに、水透過性基材（円形定性ろ紙ＮＯ．２（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製））の両面に、アクリル系粘着剤からなる厚さ２０μｍの粘着剤層を設けたシートを用いた点以外は、全て実施例１と同一の条件でマイクロニードルパッチを得た。なお、マイクロニードルパッチ１の各評価を終えた後に、このマイクロニードルパッチが突出部１７を有することを、断面を顕微鏡で観察することにより確認した。

【0103】

実施例１～４及び比較例１～３で得られたマイクロニードルパッチを、アガロースゲル（１質量％）にグルコース（５モル％）を添加したものの上に載置して、上から軽く指で５秒間押圧し、５分間穿刺した。その後、ピンセットを用いて基材とテープとの剥離が可能かどうかを確認した。剥離ができないものは評価を「Ａ」（高評価）とし、剥離ができたものは評価を「Ｂ」（低評価）とした。結果を「剥離性評価」として表１に示す。

【0104】

また、実施例１～４及び比較例１～３で得られたマイクロニードルパッチのグルコース測定ペーパーがグルコースを検出して変色しやすいかどうかを確認した。変色部分がグルコース測定ペーパーの面積で８０％以上であれば評価を「Ａ」（高評価）とし、５０％以上８０％未満であれば「Ｂ」とし、５０％未満であれば「Ｃ」（低評価）とした。なお、変色の確認は、穿刺の５分後に行った。結果を「センシング評価」として表１に示す。

【0105】

また、実施例１～４及び比較例２で得られたマイクロニードルパッチのグルコース測定ペーパーが穿刺の何分後からグルコースを検出による変色を明確に確認できるかどうか１分経過ごとに目視により観察し、着色開始までの時間として結果を表１に示す。また、図６に実施例１及び比較例２のマイクロニードルパッチの変色変化の写真を示す。

【0106】

【表1】

【0107】

表１に示すように、実施例１から４については剥離性評価、センシング評価のいずれも評価は高く、マイクロニードルパッチ自体の強度も高く、また、十分に針状部１２から液体を吸収して検出を行うことができることが分かった。
また、図６に示すように、実施例１のマイクロニードルパッチ１は、すぐにグルコースを検出して変色した。実施例１では着色開始までの時間も短かったため、分析速度も速いことがわかった。他方で、比較例１から３については、いずれも水透過性の基材を用いたため、水分が基材に浸透してしまい剥離性評価、センシング評価、着色開始までの時間のいずれも、もしくは少なくともいずれかの評価が低いことが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0108】

本発明のマイクロニードルパッチは、例えば、薬剤投与パッチや検査パッチとして使用することができる。

【符号の説明】

【0109】

１ マイクロニードルパッチ
１０ マイクロニードル構造体
１１ 基材
１２ 針状部
１３ 孔部
２１ 機能性部材
２２ テープ
２３ 接着剤層
２４ 通気孔
３１ 固体状組成物
３２ 突起部
３３ 混合物
４１ 固体状組成物用モールド
４２ 固体状組成物用凹部
５１ 凹部
５２ モールド
５３ 突起部形成用凹部
５４ 蓋
５５ 蓋凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-02-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫通孔を有する液体非透過性の基材と、
前記貫通孔内に充填された液体吸収可能な吸収性材料と、
前記基材の一方面側に設けられた、その内部に流路が形成された針状部と、
前記基材の他方面側に設けられた機能性部材とを備え、
前記針状部と前記吸収性材料とが互いに接続し、
前記吸収性材料と前記機能性部材とが互いに接続し、
前記針状部が、多孔質材料からなるとともに、前記吸収性材料も、当該多孔質材料と同じ多孔質材料である
ことを特徴とするマイクロニードルパッチ。

【請求項2】

前記基材の前記一方面には第一の接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項3】

前記第一の接着剤層が、感圧接着剤層であることを特徴とする請求項２に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項4】

前記基材の前記他方面には第二の接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項5】

前記貫通孔と、前記機能性部材とは、平面視において少なくとも一部が重複する位置に設けられることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項6】

前記吸収性材料が、前記基材の他方面側から突出し、又は前記基材の他方面と、前記吸収性材料の表面とが、同一の平面に含まれるように充填されたことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項7】

少なくとも前記機能性部材を覆うシートをさらに有し、当該シートが、前記機能性部材側の面に接着剤層を有することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項8】

前記シートが、前記シートと前記基材との間に滞留した空気を排気する通気手段を備えたことを特徴とする請求項７記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項9】

前記機能性部材が、前記針状部から得られた前記液体を検出する検出部材又は前記針状部から前記液体としての薬剤を投与する薬剤投与部材であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項10】

前記機能性部材が、複数設けられており、
前記機能性部材が、少なくとも第一機能性部材と第二機能性部材とを含み、前記第一機能性部材と前記第二機能性部材は、それぞれ異なる成分を検出する前記検出部材であることを特徴とする請求項９記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項11】

貫通孔を有する液体非透過性の基材と、前記貫通孔内に充填された吸収性材料と、前記基材の一方面側に設けられ、その内部に流路が形成された針状部と、を備え、
前記針状部と前記吸収性材料とが互いに接続し、
前記針状部が、多孔質材料からなるとともに、前記吸収性材料も、当該多孔質材料と同じ多孔質材料である
ことを特徴とするマイクロニードル構造体。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0013】

上記発明（発明１～５）において、前記貫通孔と、前記機能性部材とは、平面視において少なくとも一部が重複する位置に設けられることが好ましい（発明６）。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0048】

また、貫通孔１５内に充填された吸収性材料１６は、基材１１の背面と吸収性材料１６の表面とが同一の平面に含まれるように、即ち基材１１の貫通孔１５内を満たすか、基材１１の貫通孔１５よりも上側に突出するように設けられていることが好ましい。吸収性材料１６の上面が、貫通孔１５の上面と同一の平面に含まれるか、それよりも上側に突出するように設けられていることで、吸収性材料１６と機能性部材２１とが確実に接続し、吸収性材料１６と機能性部材２１との間で液体が流通しやすくなる。本実施形態では、貫通孔１５の上面よりも突出した吸収性材料１６には、吸収性材料１６から延設されて突出部１７が形成されている。そして、この突出部１７が機能性部材２１に直接接続している。このように突出部１７が形成されていることで、吸収性材料１６と機能性部材２１とがより確実に接続し、吸収性材料１６と機能性部材２１との間で液体が流通しやすくなる。なお、吸収性材料１６の上面が、貫通孔１５の上面と同一の平面に含まれず、かつ、それよりも上側に突出するように設けられてもいない場合、すなわち、吸収性材料１６の上面が基材１１の背面に対してやや凹部となるように形成されている場合には、機能性部材２１を押圧した状態で設けることで、機能性部材２１と吸収性材料１６とが接続することができる。しかし、この場合に、吸収性材料１６と機能性部材２１とが直接接触する接点を持たないこともありえる。あるいは、吸収性材料１６の上面の一部のみが、貫通孔１５の上面と同一の平面に含まれるように形成された場合には、両者の接触部分の面積は小さくなることもなる。これらの場合であっても、液体の輸送が吸収性材料１６と機能性部材２１との間で許容できる程度に行われれば、本発明における「吸収性材料１６と機能性部材２１とは接続されている」に含まれる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0094】

３０ｍｍ角にサイズカットした粘着シート（厚さ８０μｍのポリオレフィン製基材フィルムのマット加工面に、アクリル系粘着剤（ビッグテクノス株式会社製、ＡＲ－２０４０）を２０μｍの厚さで塗工したもの）であるテープ２２の中央部に機能性部材２１としてのグルコース測定ペーパー（５ｍｍ径の円形状。グルコースを検知するもの）を貼付した。テープ２２の機能性部材２１の周辺部分に通気孔２４としての貫通孔（２００μｍ径）を複数個開けた。

【手続補正書】

【提出日】2022-05-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫通孔を有する液体非透過性の基材と、
前記貫通孔内に充填された液体吸収可能な吸収性材料と、
前記基材の一方面側に設けられた、その内部に流路が形成された針状部と、
前記基材の他方面側に設けられた機能性部材とを備え、
前記針状部と前記吸収性材料とが互いに接続し、
前記吸収性材料と前記機能性部材とが互いに接続し、
前記針状部が、多孔質材料からなるとともに、前記吸収性材料も、当該多孔質材料と同じ多孔質材料である
ことを特徴とするマイクロニードルパッチ。

【請求項2】

前記基材の前記一方面には第一の接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項3】

前記第一の接着剤層が、感圧接着剤層であることを特徴とする請求項２に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項4】

前記基材の前記他方面には第二の接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項5】

前記貫通孔と、前記機能性部材とは、平面視において少なくとも一部が重複する位置に設けられることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項6】

前記吸収性材料が、前記基材の他方面側から突出し、又は前記基材の他方面と、前記吸収性材料の表面とが、同一の平面に含まれるように充填されたことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項7】

少なくとも前記機能性部材を覆うシートをさらに有し、当該シートが、前記機能性部材側の面に接着剤層を有することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項8】

前記シートが、前記シートと前記基材との間に滞留した空気を排気する通気手段を備えたことを特徴とする請求項７記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項9】

前記機能性部材が、前記針状部から得られた液体を検出する検出部材又は前記針状部から液体としての薬剤を投与する薬剤投与部材であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項10】

前記機能性部材が、複数設けられており、
前記機能性部材が、少なくとも第一機能性部材と第二機能性部材とを含み、前記第一機能性部材と前記第二機能性部材は、それぞれ異なる成分を検出する前記検出部材であることを特徴とする請求項９記載のマイクロニードルパッチ。

【請求項11】

貫通孔を有する液体非透過性の基材と、前記貫通孔内に充填された吸収性材料と、前記基材の一方面側に設けられ、その内部に流路が形成された針状部と、を備え、
前記針状部と前記吸収性材料とが互いに接続し、
前記針状部が、多孔質材料からなるとともに、前記吸収性材料も、当該多孔質材料と同じ多孔質材料である
ことを特徴とするマイクロニードル構造体。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0018】

上記発明（発明１～１０）において、前記機能性部材が、前記針状部から得られた液体を検出する検出部材又は前記針状部から液体としての薬剤を投与する薬剤投与部材であることが好ましい（発明１１）。