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(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】P2023083037
(43)【公開日】2023-06-15
(54)【発明の名称】造形物の製造方法及びマイクロニードルアレイ
(51)【国際特許分類】
B29C 64/129 20170101AFI20230608BHJP
B29C 64/286 20170101ALI20230608BHJP
B29C 64/393 20170101ALI20230608BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20230608BHJP
B33Y 80/00 20150101ALI20230608BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20230608BHJP
【ＦＩ】
B29C64/129
B29C64/286
B29C64/393
B33Y10/00
B33Y80/00
B33Y50/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021197132
(22)【出願日】2021-12-03
(71)【出願人】
【識別番号】000005887
【氏名又は名称】三井化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三田村 健範
(72)【発明者】
【氏名】塩出 浩久
(72)【発明者】
【氏名】栗原 舞
【テーマコード（参考）】
4F213
【Ｆターム（参考）】
4F213AA43
4F213AA44
4F213AP06
4F213AR20
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL03
4F213WL06
4F213WL12
4F213WL44
4F213WL52
4F213WL76
4F213WL79
4F213WL85
4F213WL92
(57)【要約】
【課題】貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができる造形物の製造方法を提供する。
【解決手段】造形物の製造方法は、ＤＬＰ又は規制液面法によって、光硬化性組成物の液状物に光照射をして、造形プラットフォームの支持面に造形物を形成する工程を含む。前記造形物は、第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板を備える。前記第２主面は、前記工程において、前記支持面と接触している。前記工程において、前記支持面に直交する方向における前記造形物の造形途中物の前記支持面からの厚みが０μｍ超５００μｍ以下の範囲内である特定の厚みを超えるまでの前記光照射の光照射エネルギーＲａと、前記厚みが前記特定の厚みを超えた後の前記光照射の光照射エネルギーＲｂとの比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である。
【選択図】なし
【解決手段】造形物の製造方法は、ＤＬＰ又は規制液面法によって、光硬化性組成物の液状物に光照射をして、造形プラットフォームの支持面に造形物を形成する工程を含む。前記造形物は、第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板を備える。前記第２主面は、前記工程において、前記支持面と接触している。前記工程において、前記支持面に直交する方向における前記造形物の造形途中物の前記支持面からの厚みが０μｍ超５００μｍ以下の範囲内である特定の厚みを超えるまでの前記光照射の光照射エネルギーＲａと、前記厚みが前記特定の厚みを超えた後の前記光照射の光照射エネルギーＲｂとの比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
デジタルライトプロセッシング又は規制液面法によって、光硬化性組成物の液状物に光照射をして、造形プラットフォームの支持面に、複数の造形層を積み重ねて、造形物を形成する工程を含み、
前記造形物は、第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板を備え、
前記第２主面は、前記工程において、前記支持面と接触しており、
前記工程において、前記支持面に直交する方向における前記造形物の造形途中物の前記支持面からの厚みが０μｍ超５００μｍ以下の範囲内である特定の厚みを超えるまでの前記光照射の光照射エネルギーＲａと、前記厚みが前記特定の厚みを超えた後の前記光照射の光照射エネルギーＲｂとの比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である、造形物の製造方法。
前記造形物は、第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板を備え、
前記第２主面は、前記工程において、前記支持面と接触しており、
前記工程において、前記支持面に直交する方向における前記造形物の造形途中物の前記支持面からの厚みが０μｍ超５００μｍ以下の範囲内である特定の厚みを超えるまでの前記光照射の光照射エネルギーＲａと、前記厚みが前記特定の厚みを超えた後の前記光照射の光照射エネルギーＲｂとの比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である、造形物の製造方法。
【請求項2】
前記造形物は、前記第１主面から突出する中実型の少なくとも１つのマイクロニードルを更に備える、請求項１に記載の造形物の製造方法。
【請求項3】
前記少なくとも１つの貫通孔の前記第１主面から前記第２主面までの平均長さは、１０μｍ以上３ｍｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の造形物の製造方法。
【請求項4】
前記少なくとも１つの貫通孔の直径は、１μｍ以上２０００μｍ以下である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の造形物の製造方法。
【請求項5】
前記造形物が、生体から生体試料を採取するために用いられる、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の造形物の製造方法。
【請求項6】
第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、
前記第１主面から突出し、かつ多段傾斜面を有する中実型の少なくとも１つのマイクロニードルと
を備え、
前記第２主面の表面の凹凸の高低差が、１００μｍ以下である、マイクロニードルアレイ。
前記第１主面から突出し、かつ多段傾斜面を有する中実型の少なくとも１つのマイクロニードルと
を備え、
前記第２主面の表面の凹凸の高低差が、１００μｍ以下である、マイクロニードルアレイ。
【請求項7】
造形された孔の総数に対する貫通孔の数の割合を示す開口率が、８０％以上である、請求項６に記載のマイクロニードルアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、微細な貫通孔を有する造形物の製造方法及びマイクロニードルアレイに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、金型を使用することなく造形物を製造する方法として、液槽光重合法が知られている。液層光重合法では、三次元（以下、「３Ｄ」という。）モデルデータを基に，容器内の液体光硬化性樹脂を光重合によって選択的に固化して造形層を作製し、作製した造形層を積み重ねて造形物を形成する。
【0003】
特許文献１は、液層光重合法を利用した造形物の製造方法を開示している。特許文献１に開示の製造方法は、３Ｄ造形装置を用いる。
３Ｄ造形装置は、容器と、キャリア（以下、「造形プラットフォーム」という。）と、光照射部と、制御部とを備える。容器は、光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する。造形プラットフォームは、光透過部の面と対向し、光透過部に対する距離が可変に構成されている。光照射部は、光透過部を介して光硬化性組成物に光を光照射する。制御部は、光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、造形プラットフォームの位置及び光照射部を制御する。
制御部は、造形物、及び造形プラットフォームと造形物とをつなぐ支持部（以下、「サポート」という。）を形成するように、造形プラットフォームと光透過部との距離を連続的又は断続的に変化させながら光硬化性組成物に光照射部からの光を光照射させる。制御部は、サポートの造形プラットフォームとの接合部を造形する際の造形条件を、造形物のうち光透過部の面に平行な断面の面積が最も大きい第１領域を造形する際の造形条件よりも、光硬化性組成物が硬化しやすい条件にするよう、造形条件を制御する。
３Ｄ造形装置は、容器と、キャリア（以下、「造形プラットフォーム」という。）と、光照射部と、制御部とを備える。容器は、光硬化性組成物を収容し、少なくとも一部に光透過部を有する。造形プラットフォームは、光透過部の面と対向し、光透過部に対する距離が可変に構成されている。光照射部は、光透過部を介して光硬化性組成物に光を光照射する。制御部は、光硬化性組成物を硬化させてなる造形物を形成するよう、造形プラットフォームの位置及び光照射部を制御する。
制御部は、造形物、及び造形プラットフォームと造形物とをつなぐ支持部（以下、「サポート」という。）を形成するように、造形プラットフォームと光透過部との距離を連続的又は断続的に変化させながら光硬化性組成物に光照射部からの光を光照射させる。制御部は、サポートの造形プラットフォームとの接合部を造形する際の造形条件を、造形物のうち光透過部の面に平行な断面の面積が最も大きい第１領域を造形する際の造形条件よりも、光硬化性組成物が硬化しやすい条件にするよう、造形条件を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０２０／００８７９０号
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】「３Ｄプリンタ用新規材料開発」，株式会社エヌ・ティー・エス，2021年1月，P.188
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
血液や尿、唾液などに含まれる生体成分の濃度は、健康状態を把握する指標となる。例えば、血液に含まれるグルコースの濃度は、糖尿病の進行を把握するための指標となる。
【0007】
血液を採取する装置として、血液を低侵襲で採取し、採取した血液を検査する検査チップを用いることができる。検査チップは、マイクロニードルアレイと、検知部とを備える。マイクロニードルアレイは、基板と、複数のマイクロニードルとを有する。基板は、第１主面と、第１主面に対向する第２主面と、第１主面から第２主面に貫通する複数の貫通孔とを有する。貫通孔の直径は、１μｍ以上２０００μｍ以下である。複数のマイクロニードルの各々は、第１主面から突出する。検知部は、採取された生体試料のうち所定の生体成分を検知する。検知部は、第２主面上に設置されている。
【0008】
このようなマイクロニードルアレイを特許文献１に記載の製造方法で製造する場合、通常、造形物であるマイクロニードルアレイの第２主面と造形プラットフォームとの間には、造形物を造形プラットフォームに固定するための複数のサポートが積層造形される。この複数のサポートは、全ての光照射領域への光照射が終了した後、マイクロニードルアレイから分離される。
本発明者らは、上記の製造方法によりマイクロニードルアレイを積層造形し、ニッパーを用いて、マイクロニードルアレイから複数のサポートを分離したところ、第２主面の複数のサポートの各々が除去された部位（以下、「除去部」という。）には、バリが形成されることがわかった。バリは、第２主面のうち除去部とは異なる部位に対して突出していた。
このバリをヤスリ等を用いて研磨すると、貫通孔内に研磨クズが入り込んで、貫通孔が閉塞するおそれがある。また、研磨により基板が破損するおそれがある。さらに、除去部にバリが形成されたままであると、第２主面上にガタつきなく安定して設置可能な検知部は、バリに対応した形状（例えば、バリに嵌合する形状等）を有する検知部に限られるおそれがあることがわかった。
そのため、第２主面に設置可能な検知部の形状のこのような制限を回避するために、第２主面の全面は、バリが形成されていない平滑な平面であることが求められる。
本発明者らは、上記の製造方法によりマイクロニードルアレイを積層造形し、ニッパーを用いて、マイクロニードルアレイから複数のサポートを分離したところ、第２主面の複数のサポートの各々が除去された部位（以下、「除去部」という。）には、バリが形成されることがわかった。バリは、第２主面のうち除去部とは異なる部位に対して突出していた。
このバリをヤスリ等を用いて研磨すると、貫通孔内に研磨クズが入り込んで、貫通孔が閉塞するおそれがある。また、研磨により基板が破損するおそれがある。さらに、除去部にバリが形成されたままであると、第２主面上にガタつきなく安定して設置可能な検知部は、バリに対応した形状（例えば、バリに嵌合する形状等）を有する検知部に限られるおそれがあることがわかった。
そのため、第２主面に設置可能な検知部の形状のこのような制限を回避するために、第２主面の全面は、バリが形成されていない平滑な平面であることが求められる。
【0009】
一方で、デジタルライトプロセッシングによって、サポートを積層造形せずに、造形プラットフォームの支持面の表面に直接的に造形物であるマイクロニードルアレイを造形することも考えられる。この場合、造形プラットフォームから造形物が落下することを防止するために、光硬化性組成物に比較的高い光照射エネルギーの光照射を行って、造形プラットフォームの支持面に接触する造形層を充分に硬化させる必要がある。
しかしながら、比較的高い光照射エネルギーの光照射を行うと、光照射領域の近傍に位置する光硬化性組成物は、直接的に光照射がされていなくても、支持面からの反射や散乱により硬化しやすくなる。そのため、造形プラットフォームの支持面に接触する造形層を造形する際に比較的高い光照射エネルギーの光照射を行うと、形成された造形層の貫通孔内に流れ込んだ光硬化性組成物が硬化するなどして、貫通孔が閉塞するおそれがある。
しかしながら、比較的高い光照射エネルギーの光照射を行うと、光照射領域の近傍に位置する光硬化性組成物は、直接的に光照射がされていなくても、支持面からの反射や散乱により硬化しやすくなる。そのため、造形プラットフォームの支持面に接触する造形層を造形する際に比較的高い光照射エネルギーの光照射を行うと、形成された造形層の貫通孔内に流れ込んだ光硬化性組成物が硬化するなどして、貫通孔が閉塞するおそれがある。
【0010】
本開示は、上記事情に鑑み、貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができる造形物の製造方法及びマイクロニードルアレイを提供することを目的とする。
【0011】
なお、前記技術課題はマイクロニードルアレイをデジタルライトプロセッシング等で造形する場合に限らず、貫通孔及び平滑な平面が必要とされるマイクロ流路デバイス等でも生じる課題であり、本開示はマイクロニードルアレイの造形に限定されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
【0013】
＜１＞ デジタルライトプロセッシング又は規制液面法によって、光硬化性組成物の液状物に光照射をして、造形プラットフォームの支持面に、複数の造形層を積み重ねて、造形物を形成する工程を含み、
前記造形物は、第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板を備え、
前記第２主面は、前記工程において、前記支持面と接触しており、
前記工程において、前記支持面に直交する方向における前記造形物の造形途中物の前記支持面からの厚みが０μｍ超５００μｍ以下の範囲内である特定の厚みを超えるまでの前記光照射の光照射エネルギーＲａと、前記厚みが前記特定の厚みを超えた後の前記光照射の光照射エネルギーＲｂとの比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である、造形物の製造方法。
＜２＞ 前記造形物は、前記第１主面から突出する中実型の少なくとも１つのマイクロニードルを更に備える、前記＜１＞に記載の造形物の製造方法。
＜３＞ 前記少なくとも１つの貫通孔の前記第１主面から前記第２主面までの平均長さは、１０μｍ以上３ｍｍ以下である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の造形物の製造方法。
＜４＞ 前記少なくとも１つの貫通孔の直径は、１μｍ以上２０００μｍ以下である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の造形物の製造方法。
＜５＞ 前記造形物が、生体から生体試料を採取するために用いられる、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の造形物の製造方法。
＜６＞ 第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、
前記第１主面から突出し、かつ多段傾斜面を有する中実型の少なくとも１つのマイクロニードルと
を備え、
前記第２主面の表面の凹凸の高低差が、１００μｍ以下である、マイクロニードルアレイ。
＜７＞ 造形された孔の総数に対する貫通孔の数の割合を示す開口率が、８０％以上である、前記＜６＞に記載のマイクロニードルアレイ。
前記造形物は、第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板を備え、
前記第２主面は、前記工程において、前記支持面と接触しており、
前記工程において、前記支持面に直交する方向における前記造形物の造形途中物の前記支持面からの厚みが０μｍ超５００μｍ以下の範囲内である特定の厚みを超えるまでの前記光照射の光照射エネルギーＲａと、前記厚みが前記特定の厚みを超えた後の前記光照射の光照射エネルギーＲｂとの比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である、造形物の製造方法。
＜２＞ 前記造形物は、前記第１主面から突出する中実型の少なくとも１つのマイクロニードルを更に備える、前記＜１＞に記載の造形物の製造方法。
＜３＞ 前記少なくとも１つの貫通孔の前記第１主面から前記第２主面までの平均長さは、１０μｍ以上３ｍｍ以下である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の造形物の製造方法。
＜４＞ 前記少なくとも１つの貫通孔の直径は、１μｍ以上２０００μｍ以下である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の造形物の製造方法。
＜５＞ 前記造形物が、生体から生体試料を採取するために用いられる、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の造形物の製造方法。
＜６＞ 第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、
前記第１主面から突出し、かつ多段傾斜面を有する中実型の少なくとも１つのマイクロニードルと
を備え、
前記第２主面の表面の凹凸の高低差が、１００μｍ以下である、マイクロニードルアレイ。
＜７＞ 造形された孔の総数に対する貫通孔の数の割合を示す開口率が、８０％以上である、前記＜６＞に記載のマイクロニードルアレイ。
【発明の効果】
【0014】
本開示によれば、貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができる造形物の製造方法及びマイクロニードルアレイが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本開示の実施形態に係るマイクロニードルアレイモデルデータの斜視図である。
【図2】デジタルライトプロセッシングによる造形工程を説明するためのＤＬＰ方式３Ｄプリンタの概略図である。
【図3】デジタルライトプロセッシング方式３Ｄプリンタの制御部が実行する造形処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照して、本開示に係る造形物の製造方法、及びマイクロニードルアレイの実施形態について説明する。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
【0017】
（１）造形物の製造方法
本開示の造形物の製造方法は、デジタルライトプロセッシング（以下、「ＤＬＰ」という場合がある。）又は規制液面法によって、光硬化性組成物の液状物に光照射をして、造形プラットフォームの支持面に、複数の造形層を積み重ねて、造形物を形成する工程（以下、「造形工程」という。）を含む。前記造形物は、基板を備える。基板は、第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔とを有する。前記第２主面は、前記工程において、前記支持面と接触している。前記造形工程において、前記支持面に直交する方向における前記造形物の造形途中物の前記支持面からの厚み（以下、単に「造形途中物の厚み」という。）が０μｍ超５００μｍ以下の範囲内である特定の厚みを超えるまでの前記光照射の光照射エネルギーＲａと、前記厚みが前記特定の厚みを超えた後の前記光照射の光照射エネルギーＲｂとの比（Ｒａ／Ｒｂ）（以下、単に「光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）」という。）が、１．０以上１．８未満の範囲内である。
本開示の造形物の製造方法は、デジタルライトプロセッシング（以下、「ＤＬＰ」という場合がある。）又は規制液面法によって、光硬化性組成物の液状物に光照射をして、造形プラットフォームの支持面に、複数の造形層を積み重ねて、造形物を形成する工程（以下、「造形工程」という。）を含む。前記造形物は、基板を備える。基板は、第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔とを有する。前記第２主面は、前記工程において、前記支持面と接触している。前記造形工程において、前記支持面に直交する方向における前記造形物の造形途中物の前記支持面からの厚み（以下、単に「造形途中物の厚み」という。）が０μｍ超５００μｍ以下の範囲内である特定の厚みを超えるまでの前記光照射の光照射エネルギーＲａと、前記厚みが前記特定の厚みを超えた後の前記光照射の光照射エネルギーＲｂとの比（Ｒａ／Ｒｂ）（以下、単に「光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）」という。）が、１．０以上１．８未満の範囲内である。
【0018】
本開示において、「デジタルライトプロセッシング」とは、光源にプロジェクタを使用して、底壁に光透過部を有する容器内の光硬化性組成物の液状物に、光透過部を介して、複数のボクセルに選択的にエネルギー波（例えば、紫外線、可視光、レーザー等）を照射することにより、造形プラットフォームと光透過部との間の光硬化性組成物の液状物を硬化して得られる造形層を積層造形する方法を示す。「ボクセル」とは、造形領域をマス目状に区切った際の１つのマス目を示す。
本開示において、「規制液面法」とは、光源にレーザー光を使用して、底壁に光透過部を有する容器内の光硬化性組成物の液状物に、ガルバノミラーによって、光透過部を介して、造形領域を一筆書きのようにエネルギー波を照射する（換言すると、光硬化性組成物の液状物を走査する）ことにより、造形プラットフォームと光透過部との間の光硬化性樹脂組成物の液状物を硬化して得られる造形層を積層造形する方法を示す。
本開示において、「造形プラットフォーム」とは、造形工程において、開始から終了まで造形物を支持する支持面を有する基盤を示す。
本開示において、「積層造形」とは、３Ｄモデルデータを基に、造形層を積み重ねることによって３Ｄの造形物を実体化する加工法を示す。
本開示において、「３Ｄモデルデータ」とは、ＤＬＰ又は規制液面法によって作製する造形物をデジタル形式で表現されたものを示す。
本開示において、「サポート」とは、造形プロセス中に造形物を造形プラットフォームに固定するために造形物形状とは別に追加した支持構造体であって、造形物を所定の用途に用いる際には除去されるものを示す。
本開示において、「造形層」とは、光硬化性組成物の層状物を示す。
本開示において、「造形物の造形途中物」とは、造形工程において、開始から終了までの間の未完成の造形物を示す。
本開示において、「光照射エネルギー」とは、１層の造形層を形成するために光硬化性組成物に照射するエネルギーであって、光の光照射強度（ｍＷ／cｍ２）と、光の光照射時間（秒）とを乗算した値を示す。
本開示において、「規制液面法」とは、光源にレーザー光を使用して、底壁に光透過部を有する容器内の光硬化性組成物の液状物に、ガルバノミラーによって、光透過部を介して、造形領域を一筆書きのようにエネルギー波を照射する（換言すると、光硬化性組成物の液状物を走査する）ことにより、造形プラットフォームと光透過部との間の光硬化性樹脂組成物の液状物を硬化して得られる造形層を積層造形する方法を示す。
本開示において、「造形プラットフォーム」とは、造形工程において、開始から終了まで造形物を支持する支持面を有する基盤を示す。
本開示において、「積層造形」とは、３Ｄモデルデータを基に、造形層を積み重ねることによって３Ｄの造形物を実体化する加工法を示す。
本開示において、「３Ｄモデルデータ」とは、ＤＬＰ又は規制液面法によって作製する造形物をデジタル形式で表現されたものを示す。
本開示において、「サポート」とは、造形プロセス中に造形物を造形プラットフォームに固定するために造形物形状とは別に追加した支持構造体であって、造形物を所定の用途に用いる際には除去されるものを示す。
本開示において、「造形層」とは、光硬化性組成物の層状物を示す。
本開示において、「造形物の造形途中物」とは、造形工程において、開始から終了までの間の未完成の造形物を示す。
本開示において、「光照射エネルギー」とは、１層の造形層を形成するために光硬化性組成物に照射するエネルギーであって、光の光照射強度（ｍＷ／cｍ２）と、光の光照射時間（秒）とを乗算した値を示す。
【0019】
本開示の造形物の製造方法は、上記の構成を有するため、貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができる。つまり、本開示の造形物の製造方法によれば、３Ｄモデルデータの貫通孔に対応する部位に貫通不良が形成されにくく、かつバリなどの凹凸が少ない平滑な平面を有する造形物が得られる。本開示において、「貫通不良」とは、得られる造形物のうち、３Ｄモデルデータの貫通孔に対応する部位に、未貫通孔（３Ｄモデルデータで貫通孔であるべき部分の一部が閉塞している貫通孔も含む）が形成されていることを示す。
この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
本開示の造形物の製造方法では、造形工程において、造形物の基板の第２主面は、造形プラットフォームの支持面と接触している。つまり、造形工程において、造形物の第２主面と、造形プラットフォームの支持面との間には、サポートは介在しない。そのため、得られる造形物の造形プラットフォームの支持面と接触する第２主面には、サポートの除去等に起因するバリは形成されない。これにより、得られる造形物は、平滑な平面を有する。
更に、本開示の造形物の製造方法では、造形工程において、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である。換言すると、造形工程において、光照射を開始した時点から造形途中物の厚みが特定の厚みになる時点までは（以下、「造形初期では」という場合がある。）適度な光照射エネルギーＲａの光照射を行い、造形初期を経過した後では適度又は比較的弱い光照射エネルギーＲｂの光照射を行う。これにより、貫通孔を有する３Ｄモデルデータを基に造形物を積層造形する際、造形途中物は造形プラットフォームから落下しにくく、かつ得られる造形物には貫通不良が形成されにくい。
これらの結果、本開示の造形物の製造方法は、貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができると推測される。
この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
本開示の造形物の製造方法では、造形工程において、造形物の基板の第２主面は、造形プラットフォームの支持面と接触している。つまり、造形工程において、造形物の第２主面と、造形プラットフォームの支持面との間には、サポートは介在しない。そのため、得られる造形物の造形プラットフォームの支持面と接触する第２主面には、サポートの除去等に起因するバリは形成されない。これにより、得られる造形物は、平滑な平面を有する。
更に、本開示の造形物の製造方法では、造形工程において、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である。換言すると、造形工程において、光照射を開始した時点から造形途中物の厚みが特定の厚みになる時点までは（以下、「造形初期では」という場合がある。）適度な光照射エネルギーＲａの光照射を行い、造形初期を経過した後では適度又は比較的弱い光照射エネルギーＲｂの光照射を行う。これにより、貫通孔を有する３Ｄモデルデータを基に造形物を積層造形する際、造形途中物は造形プラットフォームから落下しにくく、かつ得られる造形物には貫通不良が形成されにくい。
これらの結果、本開示の造形物の製造方法は、貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができると推測される。
【0020】
（１．１）３Ｄモデルデータ
本開示の造形物の製造方法は、３Ｄモデルデータを基に、造形物を形成する。得られる造形物は、３Ｄモデルデータが精度良く実体化されている。
本開示において、３Ｄモデルデータは、第２主面に対応する平面（以下、「第２主面対応平面」という。）を有する。第２主面対応平面には、少なくとも１つの貫通孔の開口が形成されている。
本開示の造形物の製造方法は、３Ｄモデルデータを基に、造形物を形成する。得られる造形物は、３Ｄモデルデータが精度良く実体化されている。
本開示において、３Ｄモデルデータは、第２主面に対応する平面（以下、「第２主面対応平面」という。）を有する。第２主面対応平面には、少なくとも１つの貫通孔の開口が形成されている。
【0021】
３Ｄモデルデータの形状は、第２主面対応平面を有すれば特に限定されず、得られる造形物の用途等に応じて適宜選択され、板状物、筒状物、球形状を含む物、マイクロニードルアレイの形状、マイクロ流路の形状等が挙げられる。なかでも、３Ｄモデルデータの形状は、マイクロニードルアレイの形状であることが好ましい。
マイクロニードルアレイは、生体（例えば、皮膚）から生体試料を採取するために好適に用いられる。マイクロニードルアレイ及び生体試料の詳細については後述する。
マイクロニードルアレイは、生体（例えば、皮膚）から生体試料を採取するために好適に用いられる。マイクロニードルアレイ及び生体試料の詳細については後述する。
【0022】
以下、３Ｄモデルデータの形状がマイクロニードルアレイの形状である場合の３Ｄモデルデータを「マイクロニードルアレイモデルデータ」という場合がある。
【0023】
３Ｄモデルデータの貫通孔の直径は、得られる造形物の用途等に応じて適宜選択される。３Ｄモデルデータの貫通孔の直径の下限は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上である。３Ｄモデルデータの貫通孔の直径の上限は、好ましくは２０００μｍ以下、より好ましくは１５００μｍ以下、さらに好ましくは１０００μｍ以下である。
３Ｄモデルデータの貫通孔の数は、少なくとも１つあればよく、得られる造形物の用途等に応じて適宜選択され、１０個以上であってもよい。
３Ｄモデルデータの貫通孔の数は、少なくとも１つあればよく、得られる造形物の用途等に応じて適宜選択され、１０個以上であってもよい。
【0024】
３Ｄモデルデータのサイズは、造形工程に用いられる３Ｄプリンタの性能等に応じて適宜選択される。３Ｄモデルデータが円柱体である場合、３Ｄモデルデータのサイズは、例えば、直径が３ｍｍ～５０ｍｍ、厚みが１００μｍ～３ｍｍである。
【0025】
【0026】
本実施形態に係るマイクロニードルアレイモデルデータ１は、図１に示すように、基板１１と、複数のマイクロニードル１２とを有する。基板１１は、第１主面ＴＳ１１、第２主面ＢＳ１１（第２主面対応平面の一例）、及び複数の貫通孔ＴＨを有する。第２主面ＢＳ１１は、第１主面ＴＳ１１に対向する。複数の貫通孔ＴＨの各々は、第１主面ＴＳ１１から第２主面ＢＳ１１に貫通している。複数のマイクロニードル１２の各々は、第１主面ＴＳ１１から突出している。マイクロニードル１２は、中実型である。基板１１と複数のマイクロニードル１２とは、同一体である。
【0027】
本開示において、「中実型」とは、マイクロニードルの内部に空隙がないことを示す。中実型のマイクロニードルは、多孔質性のマイクロニードル及び中空型のマイクロニードルを含まない。
【0028】
本実施形態では、マイクロニードル１２が基板１１の第１主面ＴＳ１１に対して突出する方向をＺ軸正方向と規定し、その反対側の方向をＺ軸負方向と規定する。以下、Ｚ軸正方向とＺ軸負方向とを区別しない場合、Ｚ軸正方向及びＺ軸負方向を「Ｚ軸方向」という。Ｚ軸方向に直交し、かつ基板１１の第２主面ＢＳ１１に平行な任意の方向をＸ軸正方向と規定し、その反対側の方向をＸ軸負方向と規定する。Ｚ軸方向に直交し、かつＸ軸正方向及びＸ軸負方向に直交する任意の方向をＹ軸正方向と規定し、その反対側の方向をＹ軸負方向と規定する。
【0029】
マイクロニードル１２の数は２１個、貫通孔ＴＨの数は１６個である。
【0030】
（１．１．１．１）基板
基板１１は、円板状である。第１主面ＴＳ１１及び第２主面ＢＳ１１の各々は、平面状である。
基板１１は、円板状である。第１主面ＴＳ１１及び第２主面ＢＳ１１の各々は、平面状である。
【0031】
基板１１の直径Ｌ１（図１参照）の下限は、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは４．５ｍｍ以上である。基板１１の直径Ｌ１の上限は、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以下である。
【0032】
基板１１の平均厚みＬ２（すなわち、基板１１のＺ軸方向の長さＬ２）（図１参照）の下限は、好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは２００μｍ以上、さらに好ましくは５００μｍ以上である。基板１１の平均厚みＬ２の上限は、好ましくは３,０００μｍ以下、より好ましくは２,０００μｍ以下、さらに好ましくは１，５００μｍ以下である。
基板１１の平均厚みＬ２の測定方法は、例えば、マイクロメーターを使用する方法、定圧厚さ測定器を使用する方法、レーザ式オンライン厚み計測装置を使用する方法、レーザー変位計を使用する方法、分光膜厚計を使用する方法などである。
基板１１の平均厚みＬ２の測定方法は、例えば、マイクロメーターを使用する方法、定圧厚さ測定器を使用する方法、レーザ式オンライン厚み計測装置を使用する方法、レーザー変位計を使用する方法、分光膜厚計を使用する方法などである。
【0033】
（１．１．１．２）貫通孔
複数の貫通孔ＴＨの各々は、基板１１の厚み方向（Ｚ軸方向）に沿って、基板１１を貫通している。基板１１の厚み方向から見た複数の貫通孔ＴＨの各々の形状は、丸孔状である。貫通孔ＴＨは、基板１１の厚み方向に沿って同径である。複数の貫通孔ＴＨの各々は、配置位置が異なる他は、同一である。
複数の貫通孔ＴＨの各々は、基板１１の厚み方向（Ｚ軸方向）に沿って、基板１１を貫通している。基板１１の厚み方向から見た複数の貫通孔ＴＨの各々の形状は、丸孔状である。貫通孔ＴＨは、基板１１の厚み方向に沿って同径である。複数の貫通孔ＴＨの各々は、配置位置が異なる他は、同一である。
【0034】
貫通孔ＴＨの直径Ｌ３（図１参照）の下限は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上である。貫通孔ＴＨの直径Ｌ３の上限は、好ましくは２,０００μｍ以下、より好ましくは１,５００μｍ以下、さらに好ましくは１,０００μｍ以下である。
【0035】
貫通孔ＴＨの第１主面ＴＳ１１から第２主面ＢＳ１１までの平均長さは、基板１１の平均厚みＬ２と同一である。
【0036】
（１．１．１．３）マイクロニードル
マイクロニードル１２は、図１に示すように、基板１１の第１主面ＴＳ１１から尖端Ｔに向けて先細の円錐状である。マイクロニードル１２の突出方向（Ｚ軸正方向）は、第１主面ＴＳ１１に対して直交する。突出方向は、複数のマイクロニードル１２の各々が第１主面ＴＳ１１から突出する方向を示す。突出方向と、基板１１の厚み方向とは、平行である。複数のマイクロニードル１２の各々は、配置位置が違う他は、同一である。
マイクロニードル１２は、図１に示すように、基板１１の第１主面ＴＳ１１から尖端Ｔに向けて先細の円錐状である。マイクロニードル１２の突出方向（Ｚ軸正方向）は、第１主面ＴＳ１１に対して直交する。突出方向は、複数のマイクロニードル１２の各々が第１主面ＴＳ１１から突出する方向を示す。突出方向と、基板１１の厚み方向とは、平行である。複数のマイクロニードル１２の各々は、配置位置が違う他は、同一である。
【0037】
マイクロニードルアレイモデルデータ１を基に積層造形された造形物は、生体から生体試料を採取するために好適に用いられる。生体の真皮には、神経が存在する。低侵襲の観点から、マイクロニードル１２の高さＬ４（マイクロニードル１２のＺ方向の長さＬ４）（図１参照）は、造形物のマイクロニードルが生体に刺さった際に、真皮に到達しない高さであることが好ましい。詳しくは、マイクロニードル１２の高さＬ４の下限は、生体組織から生体試料を侵出させる観点から、好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは１５０μｍ以上である。マイクロニードル１２の高さＬ４の上限は、低侵襲性や痛覚の観点から、好ましくは２，０００μｍ以下、より好ましくは１,５００μｍ以下である。マイクロニードル１２の高さＬ４は、突出方向において、第１主面ＴＳ１１から尖端Ｔまでの長さを示す。
【0038】
マイクロニードル１２の最大直径Ｌ５（図１参照）の下限は、造形物のマイクロニードルの折れにくさの観点から、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上である。マイクロニードル１２の最大直径Ｌ５の上限は、造形物のマイクロニードルの生体組織への刺しやすさの観点から、好ましくは１，０００μｍ以下、より好ましくは７００μｍ以下である。マイクロニードル１２の最大直径Ｌ５とは、マイクロニードル１２の根元を突出方向に直交する面でマイクロニードル１２を切断した切断面におけるマイクロニードル１２の直径を示す。
【0039】
なお、マイクロニードル１２及び貫通孔ＴＨの各々の数は、造形物の用途等に応じて適宜選択され、１つ以上であればよい。
基板１１の形状は、角板状であってもよい。第１主面ＴＳ１１及び第２主面ＢＳ１１の各々は、平面状でなくてもよい。
基板１１の厚み方向から見た複数の貫通孔ＴＨの各々の形状は、円状、角孔状、長角状、長孔状、又は亀甲状であってもよい。複数の貫通孔ＴＨの各々は、基板１１の厚み方向に対して傾斜した傾斜角度に沿って、基板１１を貫通していてもよい。例えば、傾斜角度は、基板１１の厚み方向に対して、０°超８０°以下であってもよい。
複数の貫通孔ＴＨの各々の直径Ｌ３は同一でなくてもよい。
マイクロニードル１２は、多角錐状であってもよい。マイクロニードル１２の突出方向は、第１主面ＴＳ１１に対して直交していなくてもよい。
基板１１の形状は、角板状であってもよい。第１主面ＴＳ１１及び第２主面ＢＳ１１の各々は、平面状でなくてもよい。
基板１１の厚み方向から見た複数の貫通孔ＴＨの各々の形状は、円状、角孔状、長角状、長孔状、又は亀甲状であってもよい。複数の貫通孔ＴＨの各々は、基板１１の厚み方向に対して傾斜した傾斜角度に沿って、基板１１を貫通していてもよい。例えば、傾斜角度は、基板１１の厚み方向に対して、０°超８０°以下であってもよい。
複数の貫通孔ＴＨの各々の直径Ｌ３は同一でなくてもよい。
マイクロニードル１２は、多角錐状であってもよい。マイクロニードル１２の突出方向は、第１主面ＴＳ１１に対して直交していなくてもよい。
【0040】
（１．２）３Ｄプリンタ
本開示の造形物の製造方法では、造形工程において３Ｄプリンタを用いる。
３Ｄプリンタは、ＤＬＰ又は規制液面法によって造形物を積層造形することができるプリンタであれば特に限定されず、公知の３Ｄプリンタであってもよい。３Ｄプリンタは、市販品であってもよい。
本開示の造形物の製造方法では、造形工程において３Ｄプリンタを用いる。
３Ｄプリンタは、ＤＬＰ又は規制液面法によって造形物を積層造形することができるプリンタであれば特に限定されず、公知の３Ｄプリンタであってもよい。３Ｄプリンタは、市販品であってもよい。
【0041】
（１．３）造形工程
本開示の造形物の製造方法は、造形工程を有する。これにより、３Ｄモデルデータは実体化される。
本開示の造形物の製造方法は、造形工程を有する。これにより、３Ｄモデルデータは実体化される。
【0042】
造形工程では、上述したように、ＤＬＰ又は規制液面法によって、光硬化性組成物の液状物に光照射をして、造形プラットフォームの支持面に、複数の造形層を積み重ねて、造形物を積層造形する。造形物は、基板を備える。基板は、第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔とを有する。造形物の基板の第２主面は、造形工程において、造形プラットフォームの支持面と接触している。造形工程では、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）が、１．０以上１．８未満の範囲内である。
【0043】
（１．３．１）光硬化性組成物
光硬化性組成物としては、紫外線の光照射によって硬化するものであればよく、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリレート系樹脂、エポキシ・アクリレートハイブリッド系樹脂、エポキシ・オキセタン・アクリレートハイブリッド系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、ウレタンメタクリレート系樹脂、およびこれらの光硬化性モノマーからなる群から選択される少なくとも一つを含む。また、光硬化性組成物は重合開始剤、フィラー、顔料、染料、抗菌剤などの生理活性物質等を含んでもよい。
光硬化性組成物としては、紫外線の光照射によって硬化するものであればよく、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリレート系樹脂、エポキシ・アクリレートハイブリッド系樹脂、エポキシ・オキセタン・アクリレートハイブリッド系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、ウレタンメタクリレート系樹脂、およびこれらの光硬化性モノマーからなる群から選択される少なくとも一つを含む。また、光硬化性組成物は重合開始剤、フィラー、顔料、染料、抗菌剤などの生理活性物質等を含んでもよい。
【0044】
（１．３．２）光照射
本開示では、光硬化性組成物の液状物に対して、特定のタイミングで光照射エネルギーを変更して光照射を行ってもよい。詳しくは、光硬化性組成物の液状物に対して、造形初期では光照射エネルギーＲａの光照射を行い、造形初期を経過した後では光照射エネルギーＲｂの光照射を行う。光照射エネルギーＲｂは、光照射エネルギーＲａと同一、又は光照射エネルギーＲａよりも低い。
本開示では、光硬化性組成物の液状物に対して、特定のタイミングで光照射エネルギーを変更して光照射を行ってもよい。詳しくは、光硬化性組成物の液状物に対して、造形初期では光照射エネルギーＲａの光照射を行い、造形初期を経過した後では光照射エネルギーＲｂの光照射を行う。光照射エネルギーＲｂは、光照射エネルギーＲａと同一、又は光照射エネルギーＲａよりも低い。
【0045】
光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）は、１．０以上１．８未満の範囲内である。光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）が上記範囲内であれば、貫通孔を有する３Ｄモデルデータを基に造形物を積層造形する際、造形途中物は造形プラットフォームから落下しにくくすることができるとともに、得られる造形物に貫通不良が形成されることを抑制することができる。
光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）の上限は、貫通孔の造形精度の観点から、好ましくは１．７以下、より好ましくは１．６以下、さらに好ましくは１．５以下である。
光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）の下限は、積層造形可能範囲の観点から、好ましくは１．１以上、より好ましくは１．２以上、さらに好ましくは１．３以上である。
光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）の上限は、貫通孔の造形精度の観点から、好ましくは１．７以下、より好ましくは１．６以下、さらに好ましくは１．５以下である。
光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）の下限は、積層造形可能範囲の観点から、好ましくは１．１以上、より好ましくは１．２以上、さらに好ましくは１．３以上である。
【0046】
造形初期は、上述したように、造形途中物の厚みが特定の厚みなった時点で終了する。特定の厚みは、０μｍ超５００μｍ以下の範囲内の１点であり、３Ｄモデルデータのサイズ等に応じて適宜選択される。例えば、造形層の１層当たりの厚みが５０μｍに設定されている場合、造形初期は、光照射を開始した時点から所定の層数（１層～１０層のいずれか１つ）の造形層を積層造形した時点で終了する。
特定の厚みが上記範囲内であることは、造形物の用途に応じたサイズであることを示す。
特定の厚みが上記範囲内であることは、造形物の用途に応じたサイズであることを示す。
【0047】
（１．３．２．１）光照射エネルギーＲａ
所望の膜厚を得るための光照射エネルギーは、光硬化性モノマーの種類により異なる。例えば、光硬化性モノマーの種類ごとに、硬化膜厚と光照射エネルギーとの関係が実験的に決まっている（非特許文献１）。所望の膜厚を得るためにはその関係から光照射エネルギーＲｅｘｐを求めればよい。ただし、積層させるためには、オーバーラップさせる分が必要なのでＲｅｘｐの１倍～５倍のエネルギーを与える必要がある。これが、Ｒｂになる。
造形初期の光照射エネルギーＲａの上限は、光硬化性モノマーの種類に依存するが、造形精度の観点から、好ましくは１００ｍＷ・秒／ｃｍ２以下、より好ましくは８０ｍＷ・秒／ｃｍ２以下、さらに好ましくは６０ｍＷ・秒／ｃｍ２以下である。
造形初期の光照射エネルギーＲａの下限は、光硬化性モノマーの種類に依存するが、造形途中物が造形プラットフォームから落下しにくくする等の観点から、好ましくは１ｍＷ・秒／ｃｍ２以上、より好ましくは２ｍＷ・秒／ｃｍ２以上、さらに好ましくは３ｍＷ・秒／ｃｍ２以上である。
所望の膜厚を得るための光照射エネルギーは、光硬化性モノマーの種類により異なる。例えば、光硬化性モノマーの種類ごとに、硬化膜厚と光照射エネルギーとの関係が実験的に決まっている（非特許文献１）。所望の膜厚を得るためにはその関係から光照射エネルギーＲｅｘｐを求めればよい。ただし、積層させるためには、オーバーラップさせる分が必要なのでＲｅｘｐの１倍～５倍のエネルギーを与える必要がある。これが、Ｒｂになる。
造形初期の光照射エネルギーＲａの上限は、光硬化性モノマーの種類に依存するが、造形精度の観点から、好ましくは１００ｍＷ・秒／ｃｍ２以下、より好ましくは８０ｍＷ・秒／ｃｍ２以下、さらに好ましくは６０ｍＷ・秒／ｃｍ２以下である。
造形初期の光照射エネルギーＲａの下限は、光硬化性モノマーの種類に依存するが、造形途中物が造形プラットフォームから落下しにくくする等の観点から、好ましくは１ｍＷ・秒／ｃｍ２以上、より好ましくは２ｍＷ・秒／ｃｍ２以上、さらに好ましくは３ｍＷ・秒／ｃｍ２以上である。
【0048】
造形初期の光照射強度は、光照射エネルギーＲａ及び造形初期の光照射時間に応じて決定される。「造形初期の光照射時間」とは、造形初期において、造形層を１層形成するために、光硬化性組成物に光照射をする時間を示す。
造形初期の光照射強度の上限は、造形操作性の観点から、好ましくは１００ｍＷ／ｃｍ２以下、より好ましくは５０ｍＷ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは２０ｍＷ／ｃｍ２以下である。
造形初期の光照射強度の下限は、造形可能範囲の観点から、好ましくは０．０１ｍＷ／ｃｍ２以上、より好ましくは０．０５ｍＷ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは０．１ｍＷ／ｃｍ２以上である。
造形初期の光照射強度の上限は、造形操作性の観点から、好ましくは１００ｍＷ／ｃｍ２以下、より好ましくは５０ｍＷ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは２０ｍＷ／ｃｍ２以下である。
造形初期の光照射強度の下限は、造形可能範囲の観点から、好ましくは０．０１ｍＷ／ｃｍ２以上、より好ましくは０．０５ｍＷ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは０．１ｍＷ／ｃｍ２以上である。
【0049】
造形初期の光照射時間は、光照射エネルギーＲａ及び造形初期の光照射強度に応じて決定される。
【0050】
（１．３．２．２）光照射エネルギーＲｂ
造形初期を経過した後の光照射エネルギーＲｂの上限は、光硬化性モノマーの種類に依存するが、造形精度の観点から、好ましくは１００ｍＷ・秒／ｃｍ２以下、より好ましくは８０ｍＷ・秒／ｃｍ２以下、さらに好ましくは６０ｍＷ・秒／ｃｍ２以下である。
造形初期を経過した後の光照射エネルギーＲｂの下限は、光硬化性モノマーの種類に依存するが、造形途中物が造形プラットフォームから落下しにくくする等の観点から、好ましくは１ｍＷ・秒／ｃｍ２以上、より好ましくは２ｍＷ・秒／ｃｍ２以上、さらに好ましくは３ｍＷ・秒／ｃｍ２以上である。
造形初期を経過した後の光照射エネルギーＲｂの上限は、光硬化性モノマーの種類に依存するが、造形精度の観点から、好ましくは１００ｍＷ・秒／ｃｍ２以下、より好ましくは８０ｍＷ・秒／ｃｍ２以下、さらに好ましくは６０ｍＷ・秒／ｃｍ２以下である。
造形初期を経過した後の光照射エネルギーＲｂの下限は、光硬化性モノマーの種類に依存するが、造形途中物が造形プラットフォームから落下しにくくする等の観点から、好ましくは１ｍＷ・秒／ｃｍ２以上、より好ましくは２ｍＷ・秒／ｃｍ２以上、さらに好ましくは３ｍＷ・秒／ｃｍ２以上である。
【0051】
造形初期を経過した後の光照射強度は、光照射エネルギーＲｂ及び造形初期を経過した後の光照射時間に応じて決定される。「造形初期を経過した後の光照射時間」とは、造形初期を経過した後において、造形層を１層形成するために、光硬化性組成物に光照射をする時間を示す。
造形初期を経過した後の光照射強度の上限は、造形操作性の観点から、好ましくは１００ｍＷ／ｃｍ２以下、より好ましくは５０ｍＷ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは２０ｍＷ／ｃｍ２以下である。
造形初期を経過した後の光照射強度の下限は、造形可能範囲の観点から、好ましくは０．０１ｍＷ／ｃｍ２以上、より好ましくは０．０５ｍＷ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは０．１ｍＷ／ｃｍ２以上である。
造形初期を経過した後の光照射強度の上限は、造形操作性の観点から、好ましくは１００ｍＷ／ｃｍ２以下、より好ましくは５０ｍＷ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは２０ｍＷ／ｃｍ２以下である。
造形初期を経過した後の光照射強度の下限は、造形可能範囲の観点から、好ましくは０．０１ｍＷ／ｃｍ２以上、より好ましくは０．０５ｍＷ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは０．１ｍＷ／ｃｍ２以上である。
【0052】
造形初期を経過した後の光照射時間は、光照射エネルギーＲｂ及び造形初期の光照射強度に応じて決定される。
【0053】
（１．３．３）造形層の１層当たりの厚み
造形層の１層当たりの厚みは、特に限定されず、３Ｄプリンタの性能等に応じて適宜される。
造形層の１層当たりの厚みの上限は、造形精度の観点から、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下である。
造形層の１層当たりの厚みの下限は、造形速度の観点から、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、さらに好ましくは３０μｍ以上である。
造形層の１層当たりの厚みは、特に限定されず、３Ｄプリンタの性能等に応じて適宜される。
造形層の１層当たりの厚みの上限は、造形精度の観点から、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下である。
造形層の１層当たりの厚みの下限は、造形速度の観点から、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、さらに好ましくは３０μｍ以上である。
【0054】
（１．３．４）造形工程の一例
次に、図２及び図３を参照して、造形工程の一例について説明する。図２は、ＤＬＰによる造形工程を説明するためのＤＬＰ方式３Ｄプリンタの概略図である。図２中、符号１Ｍは、造形途中物を示す。
次に、図２及び図３を参照して、造形工程の一例について説明する。図２は、ＤＬＰによる造形工程を説明するためのＤＬＰ方式３Ｄプリンタの概略図である。図２中、符号１Ｍは、造形途中物を示す。
【0055】
（１．３．４．１）ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ
本実施形態に係るＤＬＰ方式３Ｄプリンタ１００は、図２に示すように、吊り上げ型である。ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ１００は、容器１１０と、造形プラットフォーム１２０と、プロジェクタ１３０と、駆動部１４０と、受付部１５０と、通信部１６０と、記憶部１７０と、制御部１８０とを備える。
本実施形態に係るＤＬＰ方式３Ｄプリンタ１００は、図２に示すように、吊り上げ型である。ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ１００は、容器１１０と、造形プラットフォーム１２０と、プロジェクタ１３０と、駆動部１４０と、受付部１５０と、通信部１６０と、記憶部１７０と、制御部１８０とを備える。
【0056】
容器１１０は、光硬化性組成物の液状物２００を収容する。容器１１０の底壁は、光透過部１１１を有する。光透過部１１１は、プロジェクタ１３０から光照射される紫外線を透過する。光透過部１１１は、例えば、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（ＦＥＰ）フィルム、又はガラス板である。
【0057】
造形プラットフォーム１２０は、造形工程において、開始から終了まで造形物を支持する支持面Ｓ１２０を有する。
支持面Ｓ１２０の表面性状は、得られる造形物の第２主面に転写される。支持面Ｓ１２０の凹凸の高低差は、特に限定されず、得られる造形物の第２主面をより平滑な平面にする等の観点から、１００μｍ以下であることが好ましい。支持面Ｓ１２０の凹凸の高低差の測定方法は、実施例に記載の造形物の第２主面の表面の凹凸の高低差の測定方法と同様である。
支持面Ｓ１２０の反射率は、特に限定されず、１０％以下であることが好ましい。支持面Ｓ１２０の反射率が上記範囲内であれば、プロジェクタ１３０から光照射される光は、支持面Ｓ１２０で反射しにくい。そのため、光硬化性組成物の液状物２００は、支持面Ｓ１２０の反射光に曝されにくい。つまり、光硬化性組成物の液状物２００の反射光による硬化の進行は抑制される。その結果、ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ１００は、３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができる。
支持面Ｓ１２０の表面性状は、得られる造形物の第２主面に転写される。支持面Ｓ１２０の凹凸の高低差は、特に限定されず、得られる造形物の第２主面をより平滑な平面にする等の観点から、１００μｍ以下であることが好ましい。支持面Ｓ１２０の凹凸の高低差の測定方法は、実施例に記載の造形物の第２主面の表面の凹凸の高低差の測定方法と同様である。
支持面Ｓ１２０の反射率は、特に限定されず、１０％以下であることが好ましい。支持面Ｓ１２０の反射率が上記範囲内であれば、プロジェクタ１３０から光照射される光は、支持面Ｓ１２０で反射しにくい。そのため、光硬化性組成物の液状物２００は、支持面Ｓ１２０の反射光に曝されにくい。つまり、光硬化性組成物の液状物２００の反射光による硬化の進行は抑制される。その結果、ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ１００は、３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができる。
【0058】
プロジェクタ１３０は、紫外線を照射する。詳しくは、プロジェクタ１３０は、３Ｄモデルデータを基に、複数のボクセルに選択的に光照射をする。
【0059】
駆動部１４０は、造形プラットフォーム１２０を、Ｚ軸負方向に向けて移動（上昇）させる。駆動部１４０は、例えば、モータ（例えば、ステッピングモータ）と、モータの回転運動を直線運動に変換する機構（例えば、送りネジ機構）とを有する。
【0060】
受付部１５０は、ユーザーからの造形処理の実行指示を受け付ける。受付部１５０は、例えば、キーボード、テンキー、又はマウスを含む。
造形処理は、記憶部１７０に記憶されている３Ｄモデルデータ情報１７１を基に、造形物を積層する処理を示す。３Ｄモデルデータ情報１７１及び造形処理の詳細については、後述する。
造形処理は、記憶部１７０に記憶されている３Ｄモデルデータ情報１７１を基に、造形物を積層する処理を示す。３Ｄモデルデータ情報１７１及び造形処理の詳細については、後述する。
【0061】
通信部１６０は、ネットワークを介して、例えば、情報処理装置とデータの送受信を行う。データは、３Ｄモデルデータ情報１７１を含んでもよい。通信部１６０は、例えば、通信インターフェイスである。
【0062】
記憶部１７０は、各種のデータを記憶する。記憶部１７０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような主記憶部、及び補助記憶部を含む。主記憶部は、半導体メモリーを含む。補助記憶部は、ＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。記憶部１７０は、制御部１８０によって実行される種々のプログラム、及び３Ｄモデルデータ情報１７１を記憶する。プログラムは、造形処理を施すための造形処理用アプリケーション、ファームウェア、及び制御プログラムを含む。
３Ｄモデルデータ情報１７１は、３Ｄモデルデータと、パラメータ設定情報（例えば、特定の厚み、造形層の１層の厚み、光の光照射強度、光の光照射時間、造形プラットフォーム１２０の上昇速度、及びサポートの有無等に関する情報）とを含む。
３Ｄモデルデータ情報１７１は、３Ｄモデルデータと、パラメータ設定情報（例えば、特定の厚み、造形層の１層の厚み、光の光照射強度、光の光照射時間、造形プラットフォーム１２０の上昇速度、及びサポートの有無等に関する情報）とを含む。
【0063】
制御部１８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサーを含むハードウェア回路である。制御部１８０は、記憶部１７０に格納された造形処理用アプリケーションを実行することにより、プロジェクタ１３０、駆動部１４０、受付部１５０、通信部１６０及び記憶部１７０を制御し、記憶部１７０に記憶された３Ｄモデルデータ情報１７１を基に造形処理を実行する。
【0064】
（１．３．４．２）造形処理の一例
次に、図３を参照して、制御部１８０が実行する造形処理について説明する。図３は、ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ１００の制御部１８０が実行する造形処理を示すフローチャートである。
次に、図３を参照して、制御部１８０が実行する造形処理について説明する。図３は、ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ１００の制御部１８０が実行する造形処理を示すフローチャートである。
【0065】
図３に示す造形処理は、ユーザーから造形処理の実行指示を受付部１５０が受け付けたことに応じて、スタートする。スタートの時点では、プロジェクタ１３０及び駆動部１４０の各々は、停止しており、造形プラットフォーム１２０の支持面Ｓ１２０と光透過部１１１の内壁面Ｓ１１１とは接触している。
【0066】
ステップＳ１１において、制御部１８０は、駆動部１４０を駆動して、造形プラットフォーム１２０を造形層の１層の厚み分上昇させ、駆動部１４０の駆動を停止させる。その後、ステップＳ１２に進む。
【0067】
ステップＳ１２において、制御部１８０は、プロジェクタ１３０を駆動して、３Ｄモデルデータ情報１７１を基に、光硬化性組成物の液状物２００に対して、光照射エネルギーＲａの光照射を行う。詳しくは、制御部１８０は、プロジェクタ１３０に、造形初期の光照射強度で、造形初期の光照射時間、光照射させる。制御部１８０は、ステップＳ１１の処理を開始した時点から造形初期の光照射時間が経過すると、プロジェクタ１３０の駆動を停止させる。次いで、ステップＳ１３に進む。
【0068】
ステップＳ１３において、制御部１８０は、造形途中物の厚みが特定の厚みを超えている否かを判定する。詳しくは、制御部１８０は、積層実行回数が初期積層回数以上であるか否かを判定する。「積層実行回数」とは、ステップＳ１１及びステップＳ１２の一連のステップを実行した回数を示す。「初期積層数」とは、特定の厚みを造形層の１層当たりの厚みで除算した除算値（以下、単に「除算値」という。）が整数である場合はその整数を示し、除算値が整数でない場合は除算値の整数部分に１を加算した整数を示す。
造形途中物の厚みが特定の厚みを超えていると制御部１８０が判定した場合（例えば、積層実行回数が初期積層数以上であると制御部１８０が判定した場合）（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１４へ進む。
造形途中物の厚みが特定の厚みを超えていないと制御部１８０が判定した場合（例えば、積層実行回数が初期積層数以上ではないと制御部１８０が判定した場合）（ステップＳ１３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１へ戻る。
造形途中物の厚みが特定の厚みを超えていると制御部１８０が判定した場合（例えば、積層実行回数が初期積層数以上であると制御部１８０が判定した場合）（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１４へ進む。
造形途中物の厚みが特定の厚みを超えていないと制御部１８０が判定した場合（例えば、積層実行回数が初期積層数以上ではないと制御部１８０が判定した場合）（ステップＳ１３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１へ戻る。
【0069】
ステップＳ１４において、制御部１８０は、駆動部１４０を駆動して、造形プラットフォーム１２０を造形層の１層の厚み分上昇させ、駆動部１４０の駆動を停止させる。次のステップＳ１５に進む。
【0070】
ステップＳ１５において、制御部１８０は、プロジェクタ１３０を駆動して、３Ｄモデルデータ情報１７１を基に、光硬化性組成物の液状物２００に対して、光照射エネルギーＲｂの光照射を行う。詳しくは、制御部１８０は、プロジェクタ１３０に、造形初期を経過した後の光照射強度で、造形初期を経過した後の光照射時間の間、光照射をさせる。制御部１８０は、ステップＳ１５の処理を開始した時点から造形初期を経過した後の光照射時間が経過すると、プロジェクタ１３０の駆動を停止させる。次いで、ステップＳ１６に進む。
【0071】
ステップＳ１６では、制御部１８０は、全ての造形層を積層造形したか否かを判定する。全ての造形層を積層造形したと制御部１８０が判定した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、処理は終了する。全ての造形層を積層造形していないと制御部１８０が判定した場合（ステップＳ１６；Ｎо）、処理は、ステップＳ１４に戻る。
【0072】
（１．４）造形物
本開示の造形物の製造方法で得られる造形物は、上述したように、基板を備える。基板は、第１主面、第２主面、及び少なくとも１つの貫通孔を有する。第２主面には、少なくとも１つの貫通孔の開口が形成されている。造形物は、上述した３Ｄモデルデータが精度良く実体化されて得られる。造形物の構成（構造、サイズ等）は、上述した３Ｄモデルデータの構成として例示したものと同様である。
本開示の造形物の製造方法で得られる造形物は、上述したように、基板を備える。基板は、第１主面、第２主面、及び少なくとも１つの貫通孔を有する。第２主面には、少なくとも１つの貫通孔の開口が形成されている。造形物は、上述した３Ｄモデルデータが精度良く実体化されて得られる。造形物の構成（構造、サイズ等）は、上述した３Ｄモデルデータの構成として例示したものと同様である。
【0073】
造形物は、生体から生体試料を採取するために用いられることが好ましい。
【0074】
造形物は、マイクロニードルアレイ造形物であることが好ましい。マイクロニードルアレイ造形物は、上述したマイクロニードルアレイモデルデータ１が実体化されたものである。マイクロニードルアレイ造形物の構成（構造、サイズ等）は、マイクロニードルアレイモデルデータ１として例示したものと同様である。
【0075】
マイクロニードルアレイ造形物は、中実型の少なくとも１つのマイクロニードルを更に備えることが好ましい。少なくとも１つのマイクロニードルは、基板の第１主面から突出する。
マイクロニードルが中実型である場合、マイクロニードルの機械的強度は、中空型、例えば、多孔質性のマイクロニードルよりも優れる。これにより、中実型のマイクロニードルは、例えば、生体に刺された際に、中空型のマイクロニードルよりも壊れにくい。
さらに、マイクロニードルアレイ造形物の基板は、少なくとも１つの貫通孔を有する。そのため、例えば、マイクロニードルが生体に刺さった際に、マイクロニードルアレイ造形物の基板は、貫通孔を有しない構成よりも撓みやすい。これにより、マイクロニードルにかかる押圧力は、マイクロニードルの根元に局所的に作用しにくい。つまり、マイクロニードルが生体に刺さった際に、マイクロニードルは根元から壊れにくい。その結果、マイクロニードルアレイ造形物は、マイクロニードルが壊れにくく、低侵襲で生体成分をより確実に採取することができる。
マイクロニードルが中実型である場合、マイクロニードルの機械的強度は、中空型、例えば、多孔質性のマイクロニードルよりも優れる。これにより、中実型のマイクロニードルは、例えば、生体に刺された際に、中空型のマイクロニードルよりも壊れにくい。
さらに、マイクロニードルアレイ造形物の基板は、少なくとも１つの貫通孔を有する。そのため、例えば、マイクロニードルが生体に刺さった際に、マイクロニードルアレイ造形物の基板は、貫通孔を有しない構成よりも撓みやすい。これにより、マイクロニードルにかかる押圧力は、マイクロニードルの根元に局所的に作用しにくい。つまり、マイクロニードルが生体に刺さった際に、マイクロニードルは根元から壊れにくい。その結果、マイクロニードルアレイ造形物は、マイクロニードルが壊れにくく、低侵襲で生体成分をより確実に採取することができる。
【0076】
マイクロニードルアレイ造形物では、少なくとも１つの貫通孔の前記第１主面から前記第２主面までの平均長さ（以下、単に「平均長さ」という場合がある。）は、１０μｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。
マイクロニードルアレイ造形物が生体から生体試料を採取するために用いられる場合、生体試料は、生体液を含むことがある。第１主面側に位置する生体液は、毛細管現象によって、貫通孔を介して、第２主面側により移動しやすい。例えば、基板の第２主面側には、採取された生体試料を所定の生体成分を検知する検知部が配置される。そのため、生体液は、基板の第２主面側に位置する検知部に到達しやすい。検知部の詳細については、後述する。
平均長さの下限は、検知に充分な量の生体試料を検知部へ流通させる観点から、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。平均長さの上限は、基板の第２主面側に検知部が配置される場合に生体試料を適時的に検知部へ流通させる観点から、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１．３ｍｍ以下、特に好ましくは１．５ｍｍ以下である。
マイクロニードルアレイ造形物が生体から生体試料を採取するために用いられる場合、生体試料は、生体液を含むことがある。第１主面側に位置する生体液は、毛細管現象によって、貫通孔を介して、第２主面側により移動しやすい。例えば、基板の第２主面側には、採取された生体試料を所定の生体成分を検知する検知部が配置される。そのため、生体液は、基板の第２主面側に位置する検知部に到達しやすい。検知部の詳細については、後述する。
平均長さの下限は、検知に充分な量の生体試料を検知部へ流通させる観点から、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。平均長さの上限は、基板の第２主面側に検知部が配置される場合に生体試料を適時的に検知部へ流通させる観点から、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１．３ｍｍ以下、特に好ましくは１．５ｍｍ以下である。
【0077】
造形物の少なくとも１つの貫通孔の各々の直径は、特に限定されず、１μｍ以上２,０００μｍ以下であることが好ましい。
造形物がマイクロニードルアレイ造形物であり、マイクロニードルアレイ造形物が生体から生体試料を採取するために用いられる場合、生体試料は、生体液を含むことがある。第１主面側に位置する生体液は、毛細管現象によって、貫通孔を介して、第２主面側により移動しやすい。例えば、基板の第２主面側には、採取された生体試料を所定の生体成分を検知する検知部が配置される。そのため、生体液は、基板の第２主面側に位置する検知部に到達しやすい。
造形物がマイクロニードルアレイ造形物であり、マイクロニードルアレイ造形物が生体から生体試料を採取するために用いられる場合、生体試料は、生体液を含むことがある。第１主面側に位置する生体液は、毛細管現象によって、貫通孔を介して、第２主面側により移動しやすい。例えば、基板の第２主面側には、採取された生体試料を所定の生体成分を検知する検知部が配置される。そのため、生体液は、基板の第２主面側に位置する検知部に到達しやすい。
【0078】
生体試料は、生体液、及び生体ガスを含む。
生体液は、管内液、及び管外液を含む。管内液は、血漿、リンパ液、及び脳脊髄液を含む。管外液は、間質液、及び組織間液を含む。なかでも、生体液は、低侵襲で採取可能な間質液を主成分とすることが好ましい。「主成分」とは、生体試料の総質量に対して、３０質量％以上であることを示す。
生体ガスは、皮膚ガスを含む。皮膚ガスは、体表面から放散される揮発性化合物を示す。揮発性化合物は、有機化合物及び無機化合物の少なくとも１つを示す。
生体液は、管内液、及び管外液を含む。管内液は、血漿、リンパ液、及び脳脊髄液を含む。管外液は、間質液、及び組織間液を含む。なかでも、生体液は、低侵襲で採取可能な間質液を主成分とすることが好ましい。「主成分」とは、生体試料の総質量に対して、３０質量％以上であることを示す。
生体ガスは、皮膚ガスを含む。皮膚ガスは、体表面から放散される揮発性化合物を示す。揮発性化合物は、有機化合物及び無機化合物の少なくとも１つを示す。
【0079】
（２）マイクロニードルアレイ
本開示のマイクロニードルアレイは、基板と、中実型の少なくとも１つのマイクロニードルとを備える。前記基板は、第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する。前記少なくとも１つのマイクロニードルは、前記第１主面から突出し、かつ多段傾斜面を有する。前記第２主面の表面の凹凸の高低差が、１００μｍ以下である。
本開示のマイクロニードルアレイは、基板と、中実型の少なくとも１つのマイクロニードルとを備える。前記基板は、第１主面、前記第１主面に対向する第２主面、及び前記第１主面から前記第２主面に貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する。前記少なくとも１つのマイクロニードルは、前記第１主面から突出し、かつ多段傾斜面を有する。前記第２主面の表面の凹凸の高低差が、１００μｍ以下である。
【0080】
本開示において、「多段傾斜面」とは、マイクロニードルの外周面において、ＤＬＰ又は規制液面法による積層造形に起因して不可避的に形成される、階段状の形状を示す。
【0081】
本開示のマイクロニードルアレイは、本開示の造形物の製造方法によって、好適に製造される。
【0082】
（２．１）凹凸の高低差
第２主面の表面の凹凸の高低差は、１００μｍ以下である。第２主面の表面の凹凸の高低差が１００μｍ以下であることは、第２主面がサポートの除去に起因するバリが形成されていない平滑な平面であることを示す。これにより、マイクロニードルアレイの第２主面に検知部を設置する場合、検知部を第２主面上にガタつきなく安定して設置することができる。
第２主面の表面の凹凸の高低差の上限は、小さければ小さいほど好ましく、好ましくは８０μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。
第２主面の表面の凹凸の高低差の下限は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。
第２主面の表面の凹凸の高低差の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
第２主面の表面の凹凸の高低差は、１００μｍ以下である。第２主面の表面の凹凸の高低差が１００μｍ以下であることは、第２主面がサポートの除去に起因するバリが形成されていない平滑な平面であることを示す。これにより、マイクロニードルアレイの第２主面に検知部を設置する場合、検知部を第２主面上にガタつきなく安定して設置することができる。
第２主面の表面の凹凸の高低差の上限は、小さければ小さいほど好ましく、好ましくは８０μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。
第２主面の表面の凹凸の高低差の下限は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。
第２主面の表面の凹凸の高低差の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
【0083】
（２．２）マイクロニードルアレイの構成
本開示のマイクロニードルアレイは、本開示の造形物の製造方法によって、上述したマイクロニードルアレイモデルデータ１が精度良く実体化されたものである。そのため、本開示のマイクロニードルアレイの構成（構造、サイズ等）は、マイクロニードルアレイモデルデータ１の構成、又はマイクロニードルアレイ造形物の構成として例示したものと同様である。
本開示のマイクロニードルアレイは、本開示の造形物の製造方法によって、上述したマイクロニードルアレイモデルデータ１が精度良く実体化されたものである。そのため、本開示のマイクロニードルアレイの構成（構造、サイズ等）は、マイクロニードルアレイモデルデータ１の構成、又はマイクロニードルアレイ造形物の構成として例示したものと同様である。
【0084】
（２．３）開口率
本開示のマイクロニードルアレイは、造形された孔の総数に対する貫通孔の数の割合を示す開口率が、８０％以上であることが好ましい。
本開示のマイクロニードルアレイは、造形された孔の総数に対する貫通孔の数の割合を示す開口率が、８０％以上であることが好ましい。
【0085】
本開示において、「造形された孔」は、基板の第１主面から第２主面に貫通している貫通孔と、基板の第１主面から第２主面に貫通していない未貫通孔とを含む。
【0086】
開口率が８０％以上であることは、未貫通孔の数が少ないことを示す。本開示のマイクロニードルアレイが生体から生体試料を採取するために用いられる場合、マイクロニードルが生体に刺さって、マイクロニードルの表面を伝って移動する生体試料は、基板の第１主面側の貫通孔により到達しやすくなる。例えば、基板の第２主面側には、採取された生体試料を所定の生体成分を検知する検知部が配置される。そのため、生体試料は、貫通孔を介して、基板の第２主面側に位置する検知部に到達しやすくなる。
開口率の上限は、好ましくは１００％以下、より好ましくは９０％以下、さらに好ましくは９５％以下である。
開口率の下限は、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上である。
開口率の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
開口率の上限は、好ましくは１００％以下、より好ましくは９０％以下、さらに好ましくは９５％以下である。
開口率の下限は、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上である。
開口率の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
【0087】
（２．４）用途
本開示のマイクロニードルアレイは、検査チップの部品として好適に用いられる。検査チップは、例えば、ユーザーの生体から採取された生体試料の所定の生体成分（以下、「検知成分」という場合がある。）を検知する。
本開示のマイクロニードルアレイは、検査チップの部品として好適に用いられる。検査チップは、例えば、ユーザーの生体から採取された生体試料の所定の生体成分（以下、「検知成分」という場合がある。）を検知する。
【0088】
検知成分は、ユーザーによって選択される。例えば、検知成分は、検知部の感知材料の材質を選択することで決定される。
検知成分は、カリウムイオン、ナトリウムイオン、窒素酸化物、ブドウ糖、グルコース、コレステロール、トリグリセリド、コルチゾール、乳酸、尿酸、酢酸、ガラクトース、アルコール類、アセトンなどのケトン類、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類、アセト酢酸、ヒドロキシ酪酸などのカルボン酸を含む有機酸類、癌マーカーなどのタンパク質類、核酸類、細菌などの感染性因子の全体またはその一部分およびそれらが生産する毒素、イソプレン、メチルメルカプタン、アリルメルカプタン、ジメチルトリスルフィド、炭化水素類、ベンゼン、トルエン、ノネナール、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アンモニア、トリメチルアミン、メタン、ベンゼン、トルエン、ニコチン、メチルフラン化合物、硫化水素、水素、一酸化窒素、一酸化炭素、二酸化炭素などの生体ガス類、を含む。
検知成分は、カリウムイオン、ナトリウムイオン、窒素酸化物、ブドウ糖、グルコース、コレステロール、トリグリセリド、コルチゾール、乳酸、尿酸、酢酸、ガラクトース、アルコール類、アセトンなどのケトン類、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類、アセト酢酸、ヒドロキシ酪酸などのカルボン酸を含む有機酸類、癌マーカーなどのタンパク質類、核酸類、細菌などの感染性因子の全体またはその一部分およびそれらが生産する毒素、イソプレン、メチルメルカプタン、アリルメルカプタン、ジメチルトリスルフィド、炭化水素類、ベンゼン、トルエン、ノネナール、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アンモニア、トリメチルアミン、メタン、ベンゼン、トルエン、ニコチン、メチルフラン化合物、硫化水素、水素、一酸化窒素、一酸化炭素、二酸化炭素などの生体ガス類、を含む。
【0089】
（２．４．１）検査チップ
検査チップは、本開示のマイクロニードルアレイと、検知部とを備える。検知部は、マイクロニードルアレイの第２主面上に配置されている。
検査チップは、本開示のマイクロニードルアレイと、検知部とを備える。検知部は、マイクロニードルアレイの第２主面上に配置されている。
【0090】
検査チップは、例えば、特表２０２０－５１１２１４号公報に記載されているようなシステムのセンサに好適に用いられる。
【0091】
検知部は、採取された生体試料のうち検知成分を検知する。例えば、検知部は、生体液及び生体ガスから検知成分を検知する。
【0092】
検知部は、例えば、本体部と、体積変化体と、応力検出部と、を備える。本体部は、平板状であり、且つ第１方向における第１端が支持されるとともに、厚さ方向における両端面のうち少なくとも一方にて開口する収容空間を有する。体積変化体は、所定の生体成分の量に応じて体積が変化するとともに、少なくとも一部が収容空間に収容されるように本体部により支持される。応力検出部は、本体部のうちの、第１方向における第２端に連接し、且つ、体積変化体の体積の変化に伴って生じる応力を検出する。
【0093】
検知部の構成及び検知部の製造方法は、国際公開第２０１９－１８８１６４号に記載を参照することができる。
【0094】
検査チップは、例えば、下記のようにして使用される。
本開示のマイクロニードルアレイを生体に刺すと、生体内の生体液は、マイクロニードルの表面を伝って、マイクロニードルアレイの基板の第１主面に向けて移動する。次いで、マイクロニードルアレイの基板の第１主面側の貫通孔に到達した生体液は、毛細管現象によって、貫通孔を介して、マイクロニードルアレイの基板の第２主面側に向けて移動する。マイクロニードルアレイの基板の第２主面側には、検知部が位置する。検知部は、マイクロニードルアレイの基板の第２主面に到達した生体液の検知成分を検知する。
このようにして、検査チップは、生体成分をより確実に検査することができる。
本開示のマイクロニードルアレイを生体に刺すと、生体内の生体液は、マイクロニードルの表面を伝って、マイクロニードルアレイの基板の第１主面に向けて移動する。次いで、マイクロニードルアレイの基板の第１主面側の貫通孔に到達した生体液は、毛細管現象によって、貫通孔を介して、マイクロニードルアレイの基板の第２主面側に向けて移動する。マイクロニードルアレイの基板の第２主面側には、検知部が位置する。検知部は、マイクロニードルアレイの基板の第２主面に到達した生体液の検知成分を検知する。
このようにして、検査チップは、生体成分をより確実に検査することができる。
【実施例0095】
以下、本発明に係る実施形態を、実施例を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【0096】
［１］実施例１
［１．１］準備
下記の３Ｄモデルデータ、ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ、及び光硬化性組成物を準備した。
［１．１］準備
下記の３Ｄモデルデータ、ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ、及び光硬化性組成物を準備した。
【0097】
＜３Ｄモデルデータ＞
・３Ｄモデルデータ：マイクロニードルアレイモデルデータ１（図１参照）
・基板１１の直径Ｌ１ ：５ｍｍ
・基板１１の平均厚さＬ２ ：１．３ｍｍ
・基板１１の主面の面積 ：２５ｍｍ２
・貫通孔ＴＨの平均直径Ｌ３ ：５００μｍ
・貫通孔ＴＨの密度 ：１６個（１ｍｍ２／個）
・平均長さ ：１．３ｍｍ
・マイクロニードル１２の高さＬ４：４００μｍ
・マイクロニードル１２の密度 ：２５個（１ｍｍ２／個）
なお、平均長さは、貫通孔ＴＨの第１主面ＴＳ１１から第２主面ＢＳ１１までの平均長さを示す。
・３Ｄモデルデータ：マイクロニードルアレイモデルデータ１（図１参照）
・基板１１の直径Ｌ１ ：５ｍｍ
・基板１１の平均厚さＬ２ ：１．３ｍｍ
・基板１１の主面の面積 ：２５ｍｍ２
・貫通孔ＴＨの平均直径Ｌ３ ：５００μｍ
・貫通孔ＴＨの密度 ：１６個（１ｍｍ２／個）
・平均長さ ：１．３ｍｍ
・マイクロニードル１２の高さＬ４：４００μｍ
・マイクロニードル１２の密度 ：２５個（１ｍｍ２／個）
なお、平均長さは、貫通孔ＴＨの第１主面ＴＳ１１から第２主面ＢＳ１１までの平均長さを示す。
【0098】
＜ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ＞
・３Ｄプリンタ ：武藤工業株式会社製の「ＭＬ－８０」
・３Ｄプリンタ ：武藤工業株式会社製の「ＭＬ－８０」
【0099】
＜光硬化性組成物＞
・光硬化性組成物 ：武藤工業株式会社製の「ＭＲ－ＵＤＣ」
・粘度 ：２００ｍＰａ・Ｓ
・光硬化性組成物 ：武藤工業株式会社製の「ＭＲ－ＵＤＣ」
・粘度 ：２００ｍＰａ・Ｓ
【0100】
［１．２］積層造形
３ＤモデルデータをＳＴＬ形式で造形処理用アプリケーション（武藤工業株式会社製の「ＭＵＴＯＨ Ｓｌｉｃｅｒ＿Ｊ」）に入力し、マイクロニードルアレイモデルデータ１がＺ軸正方向に向けて積層造形されるように設定した。スライスファイルをＤＬＰ方式３Ｄプリンタに送信し、ＤＬＰ方式３Ｄプリンタを用いて積層造形を行い、造形物前駆体を得た。造形物前駆体のマイクロニードルアレイモデルデータ１の第２主面ＢＳ１１に相当する面は、造形プラットフォームの支持面と接触していた。
特定の厚みは、１５０μｍに設定されている。第１パラメータ設定は、１層目～３層目の造形層（支持面からの厚み：１５０μｍ以下）を形成するためのパラメータ設定を示す。第２設定パラメータは、４層目以降の造形層（支持面からの厚み：１５０μｍ超））を形成するパラメータ設定を示す。
３ＤモデルデータをＳＴＬ形式で造形処理用アプリケーション（武藤工業株式会社製の「ＭＵＴＯＨ Ｓｌｉｃｅｒ＿Ｊ」）に入力し、マイクロニードルアレイモデルデータ１がＺ軸正方向に向けて積層造形されるように設定した。スライスファイルをＤＬＰ方式３Ｄプリンタに送信し、ＤＬＰ方式３Ｄプリンタを用いて積層造形を行い、造形物前駆体を得た。造形物前駆体のマイクロニードルアレイモデルデータ１の第２主面ＢＳ１１に相当する面は、造形プラットフォームの支持面と接触していた。
特定の厚みは、１５０μｍに設定されている。第１パラメータ設定は、１層目～３層目の造形層（支持面からの厚み：１５０μｍ以下）を形成するためのパラメータ設定を示す。第２設定パラメータは、４層目以降の造形層（支持面からの厚み：１５０μｍ超））を形成するパラメータ設定を示す。
【0101】
＜サポート設定＞
サポートの有無 ：無し
＜第１パラメータ設定＞
・造形層の層数 ：３層
・造形層の１層当たりの厚み ：５０μｍ
・光の光照射強度 ：８ｍＷ／ｍ２
・光の光照射時間 ：１．０秒
・造形プラットフォームの上昇速度：１ｍｍ／秒
＜第２パラメータ設定＞
・造形層の層数 ：４３層
・造形層の１層当たりの厚み ：５０μｍ
・光の光照射強度 ：８ｍＷ／ｍ２
・光の光照射時間 ：１．０秒
・造形プラットフォームの上昇速度：１ｍｍ／秒
サポートの有無 ：無し
＜第１パラメータ設定＞
・造形層の層数 ：３層
・造形層の１層当たりの厚み ：５０μｍ
・光の光照射強度 ：８ｍＷ／ｍ２
・光の光照射時間 ：１．０秒
・造形プラットフォームの上昇速度：１ｍｍ／秒
＜第２パラメータ設定＞
・造形層の層数 ：４３層
・造形層の１層当たりの厚み ：５０μｍ
・光の光照射強度 ：８ｍＷ／ｍ２
・光の光照射時間 ：１．０秒
・造形プラットフォームの上昇速度：１ｍｍ／秒
【0102】
［１．３］後処理
造形物前駆体をスクレイパーを用いて造形プラットフォームの支持面から分離し、７０質量％イソプロパノール中で超音波洗浄を５分間行い、造形物前駆体から余剰レジンを除去した。
次いで、造形物前駆体に光照射機（Ｋｕｌｚｅｒ社製の「ＨｉＬｉｔｅ（登録商標） Ｐｏｗｅｒ」）を用いて、１０分間、後重合処理を行った。これにより、造形物であるマイクロニードルアレイを得た。
造形物前駆体をスクレイパーを用いて造形プラットフォームの支持面から分離し、７０質量％イソプロパノール中で超音波洗浄を５分間行い、造形物前駆体から余剰レジンを除去した。
次いで、造形物前駆体に光照射機（Ｋｕｌｚｅｒ社製の「ＨｉＬｉｔｅ（登録商標） Ｐｏｗｅｒ」）を用いて、１０分間、後重合処理を行った。これにより、造形物であるマイクロニードルアレイを得た。
【0103】
［２］実施例２、比較例１～比較例３
第１パラメータ設定の光照射時間を表１に示すように変更したことの他は、実施例１と同様にして、造形物であるマイクロニードルアレイを得た。
第１パラメータ設定の光照射時間を表１に示すように変更したことの他は、実施例１と同様にして、造形物であるマイクロニードルアレイを得た。
【0104】
［３］比較例４
サポート設定のサポートの有無を「有り」に設定したこと、下記のサポート用パラメータ設定を設定したこと、及び第１パラメータ設定の光照射時間を表１に示すように変更したことの他は、実施例１と同様にして、サポート付きの造形物を得た。
サポート付き造形物のマイクロニードルアレイモデルデータ１の第２主面ＢＳ１１に相当する面は、造形プラットフォームの支持面と接触しておらず、複数のサポートが形成されていた。
サポート設定のサポートの有無を「有り」に設定したこと、下記のサポート用パラメータ設定を設定したこと、及び第１パラメータ設定の光照射時間を表１に示すように変更したことの他は、実施例１と同様にして、サポート付きの造形物を得た。
サポート付き造形物のマイクロニードルアレイモデルデータ１の第２主面ＢＳ１１に相当する面は、造形プラットフォームの支持面と接触しておらず、複数のサポートが形成されていた。
【0105】
＜サポート用パラメータ設定＞
・サポートの形状 ：円柱
・サポートのサイズ ：直径２ｍｍ、高さ３．３ｍｍ
・サポートの数 ：１８個
＜第１パラメータ設定＞
・造形層の層数 ：３層
・造形層の１層当たりの厚み ：５０μｍ
・光の光照射強度 ：８ｍＷ／ｃｍ２
・光の光照射時間 ：５．０秒
・造形プラットフォームの上昇速度：１ｍｍ／秒
＜第２パラメータ設定＞
・造形層の層数 ：１０９層
・造形層の１層当たりの厚み ：５０μｍ
・光の光照射強度 ：８ｍＷ／ｃｍ２
・光の光照射時間 ：１．０秒
・造形プラットフォームの上昇速度：１ｍｍ／秒
・サポートの形状 ：円柱
・サポートのサイズ ：直径２ｍｍ、高さ３．３ｍｍ
・サポートの数 ：１８個
＜第１パラメータ設定＞
・造形層の層数 ：３層
・造形層の１層当たりの厚み ：５０μｍ
・光の光照射強度 ：８ｍＷ／ｃｍ２
・光の光照射時間 ：５．０秒
・造形プラットフォームの上昇速度：１ｍｍ／秒
＜第２パラメータ設定＞
・造形層の層数 ：１０９層
・造形層の１層当たりの厚み ：５０μｍ
・光の光照射強度 ：８ｍＷ／ｃｍ２
・光の光照射時間 ：１．０秒
・造形プラットフォームの上昇速度：１ｍｍ／秒
【0106】
ニッパーを用いて、得られたサポート付きの造形物から複数のサポートを分離して、造形物であるマイクロニードルアレイを得た。
【0107】
［４］評価方法
［４．１］平滑性評価
得られた造形物の第２主面の表面の凹凸の高低差を、デジタルスプラインマイクロメーター（「MCD230-25SA」、新潟精機株式会社製）で測定した。
得られた測定値を用いて、以下の基準で、平滑性評価を行った。
平滑性評価の測定値及び評価結果を表１に示す。平滑性評価の許容可能な評価は、「Ａ」である。
［４．１］平滑性評価
得られた造形物の第２主面の表面の凹凸の高低差を、デジタルスプラインマイクロメーター（「MCD230-25SA」、新潟精機株式会社製）で測定した。
得られた測定値を用いて、以下の基準で、平滑性評価を行った。
平滑性評価の測定値及び評価結果を表１に示す。平滑性評価の許容可能な評価は、「Ａ」である。
【0108】
＜平滑性評価の評価基準＞
Ａ：測定値が１００μｍ以下であること
Ｂ：測定値が１００μｍ超であること
Ａ：測定値が１００μｍ以下であること
Ｂ：測定値が１００μｍ超であること
【0109】
［４．２］開口率評価
得られた造形物のうち、マイクロニードルアレイモデルデータ１の貫通孔ＴＨに対応する部位（以下、「貫通孔対応部」） １０ヶ所を任意に選択し、１０ヶ所の貫通孔対応部の各々が貫通しているか否かを目視および拡大レンズで観察した。
得られた観察結果を用いて、以下の基準で、開口率評価を行った。
開口率評価の観察結果及び評価結果を表１に示す。開口率評価の許容可能な評価は、「Ａ」である。
得られた造形物のうち、マイクロニードルアレイモデルデータ１の貫通孔ＴＨに対応する部位（以下、「貫通孔対応部」） １０ヶ所を任意に選択し、１０ヶ所の貫通孔対応部の各々が貫通しているか否かを目視および拡大レンズで観察した。
得られた観察結果を用いて、以下の基準で、開口率評価を行った。
開口率評価の観察結果及び評価結果を表１に示す。開口率評価の許容可能な評価は、「Ａ」である。
【0110】
＜開口率評価の評価基準＞
Ａ：貫通していない貫通孔対応部の数が全貫通孔数のうちの２割以下であること
Ｂ：貫通していない貫通孔対応部の数が全貫通孔数のうちの２割超であること
Ａ：貫通していない貫通孔対応部の数が全貫通孔数のうちの２割以下であること
Ｂ：貫通していない貫通孔対応部の数が全貫通孔数のうちの２割超であること
【0111】
【表1】
【0112】
表１中、第１パラメータ設定における「０μｍ以上１５０μｍ以下」とは、造形途中物の造形プラットフォームの支持面からの厚みが０μｍ以上１５０μｍ以下であることを示す。
表１中、第２パラメータ設定における「１５０μｍ超」とは、造形途中物の造形プラットフォームの支持面からの厚みが１５０μｍ以降であることを示す。
表１中、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）における「Ｒａ」とは、造形途中物の厚みが１５０μｍ（特定の厚み）を超えるまでの光照射エネルギーを示す。
表１中、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）における「Ｒｂ」とは、造形途中物の厚みが１５０μｍ（特定の厚み）を超えた後の光照射エネルギーを示す。
表１中、第２パラメータ設定における「１５０μｍ超」とは、造形途中物の造形プラットフォームの支持面からの厚みが１５０μｍ以降であることを示す。
表１中、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）における「Ｒａ」とは、造形途中物の厚みが１５０μｍ（特定の厚み）を超えるまでの光照射エネルギーを示す。
表１中、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）における「Ｒｂ」とは、造形途中物の厚みが１５０μｍ（特定の厚み）を超えた後の光照射エネルギーを示す。
【0113】
比較例１～比較例３では、造形工程において、造形物であるマイクロニードルアレイの第２主面は、造形プラットフォームの支持面と接触していた。しかしながら、造形工程において、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）は、１．８～５．０であり、１．０以上１．８未満の範囲外であった。そのため、開口率評価の評価結果は「Ｂ」であった。つまり、比較例１～比較例３の製造方法では、貫通孔を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができなかった。この結果から、比較例１～比較例３の造形物の製造方法は、貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができないことがわかった。
【0114】
比較例４では、造形工程において、造形物であるマイクロニードルアレイの第２主面と造形プラットフォームの支持面との間にはサポートが介在していた。つまり、造形物であるマイクロニードルアレイの第２主面は、造形プラットフォームの支持面と接触していなかった。そのため、平滑性評価の評価結果は、「Ｂ」であった。つまり、比較例４の製造方法では、平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができなかった。この結果から、比較例４の造形物の製造方法は、貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができないことがわかった。
【0115】
実施例１及び実施例２では、造形工程において、造形物であるマイクロニードルアレイの第２主面は、造形プラットフォームの支持面と接触していた。造形工程において、光照射エネルギー比（Ｒａ／Ｒｂ）は、１．０～１．５であり、１．０以上１．８未満の範囲内であった。そのため、開口率評価及び平滑性評価の各々の評価結果は「Ａ」であった。この結果から、実施例１及び実施例２の造形物の製造方法は、貫通孔及び平滑な平面を有する３Ｄモデルデータをより精度良く積層造形することができることがわかった。
【符号の説明】
【0116】
１ マイクロニードルアレイモデルデータ
１１ 基板
１２ マイクロニードル
ＴＨ 貫通孔
１００ ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ
１１０ 容器
１１１ 光透過部
１２０ 造形プラットフォーム
１３０ プロジェクタ
１４０ 駆動部
１５０ 受付部
１６０ 通信部
１７０ 記憶部
１８０ 制御部
２００ 光硬化性組成物の液状物
１Ｍ 造形途中物
１１ 基板
１２ マイクロニードル
ＴＨ 貫通孔
１００ ＤＬＰ方式３Ｄプリンタ
１１０ 容器
１１１ 光透過部
１２０ 造形プラットフォーム
１３０ プロジェクタ
１４０ 駆動部
１５０ 受付部
１６０ 通信部
１７０ 記憶部
１８０ 制御部
２００ 光硬化性組成物の液状物
１Ｍ 造形途中物
【図1】
【図2】
【図3】
