特許 7514572 マイクロインプリメント、および、マイクロインプリメントの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】マイクロインプリメント、および、マイクロインプリメントの製造方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 37/00 20060101AFI20240704BHJP

【ＦＩ】

A61M37/00 505

A61M37/00 530

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023202457

(22)【出願日】2023-11-30

【審査請求日】2024-01-12

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】523453112

【氏名又は名称】合同会社マイクロコンプレックス

(74)【代理人】

【識別番号】110000235

【氏名又は名称】弁理士法人 天城国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飛永 芳一

(72)【発明者】

【氏名】高藤 恭胤

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 敏博

【審査官】竹下 晋司

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２１－５１１１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５２１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１５００９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０２６８４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｍ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

薬物を混在させたマルトースで形成された１以上の微細針と、前記微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントの製造方法において、
前記微細針の表面にマルトースの分子が重合した重合皮膜層が形成されるまで前記微細針にプラズマ光を照射する工程を含む、
マイクロインプリメントの製造方法。

【請求項2】

薬物を混在させたマルトースで形成された１以上の微細針と、前記微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントの製造方法において、
前記微細針の内部のマルトースの凝集体がプラズマ光を照射する前と比較して微細化されるまでプラズマ光を前記微細針に照射する工程を含む、
マイクロインプリメントの製造方法。

【請求項3】

先端が相互に対向するように配置され、直流電源の負極が印加される第１電極、及び、前記直流電源の正極が印加される第２電極と、
相互に離間して配置され、相互に対向する前記第１電極の先端と前記第２電極の先端の周囲に、ターゲットへ向かう方向の磁界を形成する第１磁石及び第２磁石と、
を備え、ターゲットに向かってプラズマ光を照射するプラズマ発生装置を使用して、
薬物を混在したマルトースで形成された１以上の微細針と、前記微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントの前記微細針の表面にマルトースの分子が重合した重合皮膜層が形成されるまで前記微細針にプラズマ光を照射する工程を含む、
マイクロインプリメントの製造方法。

【請求項4】

先端が相互に対向するように配置され、直流電源の負極が印加される第１電極、及び、前記直流電源の正極が印加される第２電極と、
相互に離間して配置され、相互に対向する前記第１電極の先端と前記第２電極の先端の周囲に、ターゲットへ向かう方向の磁界を形成する第１磁石及び第２磁石と、
を備え、ターゲットに向かってプラズマ光を照射するプラズマ発生装置を使用して、
薬物を混在したマルトースで形成された１以上の微細針と、前記微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントの前記微細針の内部のマルトースの凝集体がプラズマ光を照射する前と比較して微細化されるまでプラズマ光を前記微細針に照射する工程を含む、
マイクロインプリメントの製造方法。

【請求項5】

薬物を混在したマルトースで形成された１以上の微細針と、前記微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントにおいて、
前記微細針の表面にマルトースの凝集体が重合された重合皮膜層が形成されているマイクロインプリメント。

【請求項6】

薬物を混在したマルトースで形成された１以上の微細針と、前記微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントにおいて、
前記微細針を形成するマルトースの凝集体の大きさが０．０１μｍ～０．１μｍに微細化されているマイクロインプリメント。

【請求項7】

前記微細針は、
円錐状の先端部と、
前記先端部と前記微細針を実装する基板との間に設けられた前記先端部と同径である円柱状の支柱部と、
からなる請求項５または６に記載のマイクロインプリメント。

【請求項8】

前記微細針は、
円錐状の先端部と、
前記支柱部と
前記支柱部と前記基板との間に設けられた前記支柱部の径より大きな計である円柱状の台座部と、
からなる請求項７に記載のマイクロインプリメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、マイクロインプリメント、および、マイクロインプリメントの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マイクロインプリメントは、生体内物質で形成された微細針を有する医療器具である。微細針は、薬物を混ぜたマルトース（麦芽糖）で形成されている。微細針は、太さが０．１ｍｍ程度で、長さが１ｍｍ程度である。マイクロインプリメントを皮膚に押圧することで、微細針は皮膚内に挿入される。皮膚内に挿入されたマルトースで形成された微細針は、水分によって溶解し、マルトースに混在されている薬物とともに体内に浸透される。金属製マイクロニードルやプラスチック製マイクロニードルの代わりにマイクロインプリメントを使用することにより、医療廃棄物の削減ができ、環境対策になる。

【0003】

マイクロインプリメントの微細針は、皮膚内に挿入される際の痛みを低減するために、先端が鋭利になった類錐形状に形成されることが多い。しかし、マイクロインプリメントの微細針はマルトースで形成されているので、微細針は空気中の水分を吸収しやすい。マルトースの微細針が空気中の水分を吸収すると、微細針の先端の鋭利な形状がくずれ、先端が丸みをおびた形状になりえる。微細針の先端が丸みをおびた形状になると、マイクロインプリメントを皮膚に押圧した際に、患者に与える痛みが強くなることが頻繁である。また、皮膚下の想定する深さまで薬が投与できなくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－２８４３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、マイクロインプリメントの微細針の先端形状の崩れを抑制することを課題とする。また、本発明は、微細針を形成するマルトースが体内で浸透する時間を短縮することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本実施形態に係るマイクロインプリメントの製造方法は、薬物を混在したマルトースで形成された１以上の微細針と、微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントの製造方法である。本実施形態に係るマイクロインプリメントの製造方法は、微細針の表面にマルトースの分子が重合した重合皮膜層が形成されるまで微細針にプラズマ光を照射する工程を含む。

【0007】

また、本実施形態に係るマイクロインプリメントの製造方法は、薬物を混在したマルトースで形成された１以上の微細針と、微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントの製造方法である。本実施形態に係るマイクロインプリメントの製造方法は、微細針にプラズマ光を照射することで、微細針を形成するマルトースの凝集体を微細化する工程を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１に係るプラズマ発生装置の斜視図である。

【図2】図１のケースを除いた斜視図である。

【図3】実施形態１に係るプラズマ発生装置の断面図である。

【図4】実施形態１に係る第２磁石の配置について説明するための図である。

【図5】実施形態１に係るプラズマ発生装置の電気配線について説明するための図である。

【図6】実施形態１に係るプラズマ発生装置の動作について説明するための図である。

【図7】実施形態１に係るマイクロインプリメントのイメージ図である。

【図8】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針の特性改善処理について説明するためのフローチャートである。

【図9】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針の特性改善処理について説明するための図である。

【図10】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針の特性改善処理について説明するための図である。

【図11】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針の特性改善処理について説明するための図である。

【図12】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針の特性改善処理について説明するための図である。

【図13】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針の特性改善処理について説明するための図である。

【図14】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針の特性改善処理について説明するための図である。

【図15】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針について説明するための図である。

【図16】実施形態１に係るマイクロインプリメントの微細針について説明するための図である。

【図17】実施形態２に係るマイクロインプリメントの微細針について説明するための図である。

【図18】実施形態３に係るマイクロインプリメントの微細針について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本実施形態を、図面を用いて説明する。説明には、適宜、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を用いる。

【0010】

（実施形態１）
＜プラズマ発生装置＞
最初に、本実施形態に使用するプラズマ発生装置について説明する。図１は、実施形態に係るプラズマ発生装置１の斜視図である。プラズマ発生装置１は、プラズマ発生部１０と高圧電源３０を備えている。プラズマ発生部１０は、円筒形状のケース２０と、ケース２０に収容される第１電極１１を備えている。

【0011】

図２は、プラズマ発生部１０を、ケース２０を省略して示す斜視図である。図３は、図１のＡＡ断面を示す断面図である。図２及び図３に示されるように、プラズマ発生部１０は、第１電極１１、第２電極１５、第１磁石１７、８つの第２磁石１８、金属部材１９、ケース２０を有している。図２では、第２磁石１８の記載が省略されている。

【0012】

図３に示されるように、ケース２０は、ケース本体２１とキャップ２２を有している。ケース本体２１は、上端部が閉塞され、下端部が開放された、ケーシングである。ケース本体２１の上面（＋Ｚ側の面）の中央には、Ｚ軸方向に貫通する開口２１ａが形成されている。ケース本体２１は、例えば、樹脂からなり、厚さが約４ｍｍ、Ｚ軸方向の寸法が約６０ｍｍ、内径が約４０ｍｍである。また、開口２１ａの内径は、約５ｍｍである。

【0013】

キャップ２２は、中央部に開口２２ａが形成された環状の部材である。キャップ２２は、外径がケース本体２１の外径と同等になるように整形され、ケース本体２１の－Ｚ側端部に固定される。キャップ２２は、例えば、樹脂からなる。

【0014】

図３に示されるように、第１電極１１は、長手方向をＺ軸方向とし、第１放電部１１ａ、及び導電部１１ｂの２部分を有する部材である。導電部１１ｂは、下端部に雄ネジ部が形成されたＭ５サイズのボルトからなる。第１放電部１１ａは、直径が1ｍｍで、長さが２０ｍｍ程度の下端部が鋭利な部材である。第１放電部１１ａは、その上端部が導電部１１ｂの下端に溶接されることで、導電部１１ｂと一体化されている。第１電極１１を構成する第１放電部１１ａ、及び導電部１１ｂは、鉄、ステンレス鋼などを素材とする。

【0015】

第１磁石１７は、円形板状の部材である。第１磁石１７の中央には、Ｚ軸方向に貫通する貫通孔１７ａが形成されている。第１磁石１７は、例えば、ネオジウム磁石などの磁力の強い磁石である。第１磁石１７は、厚さが約５ｍｍで外径が約３０ｍｍである。また、貫通孔１７ａの内径は約５ｍｍである。第１磁石１７は、上面側（＋Ｚ側の面）がＳ極となり、下面側（－Ｚ側の面）がＮ極となるように着磁されている。

【0016】

図３に示されるように、上述のように構成される第１電極１１は、ケース本体２１の上方から、ワッシャ１２を介して、開口２１ａに挿入される。第１磁石１７の貫通孔１７ａに、ケース本体２１の内部に突出する第１電極１１を挿入した状態で、導電部１１ｂにワッシャ１３及びナット１４を嵌合することで、ケース本体２１、第１電極１１、及び第１磁石１７が一体化される。

【0017】

図２及び図３に示されるように、第２電極１５は、第２放電部１５ａと導電部１５ｂを有している。導電部１５ｂは、金属からなるメッシュである。導電部１５ｂは、例えば、金属のメッシュを円形に切り出すことにより形成することができる。導電部１５ｂの直径は、ケース本体２１の内径よりやや大きく、約４５ｍｍである。導電部１５ｂを構成する金属線の配列ピッチｄ１は、約５ｍｍである。また、金属線の外径は約０．２ｍｍである。導電部１５ｂの中央には、第２放電部１５ａが溶接されている。

【0018】

第２放電部１５ａは、直径が１ｍｍであり、長さが約８ｍｍ程度の上端部が鋭利な部材である。第２放電部１５ａは、その下端が導電部１５ｂの中心部に溶接されることで、導電部１５ｂと一体化されている。第２電極１５を構成する第２放電部１５ａ、及び導電部１５ｂは、鉄、又はステンレス鋼などを素材とする。

【0019】

上述のように構成される第２電極１５は、導電部１５ｂの外縁部が、ケース本体２１とキャップ２２に挟持されることで、ケース２０に組み付けられる。この状態のときには、第１電極１１の第１放電部１１ａと、第２電極１５の第２放電部１５ａは、図３に示されるように、Ｚ軸に平行な直線Ｓ上に配置される。また、第１放電部１１ａの先端と、第２放電部１５ａの先端とが、所定のギャップを介して対向することで、放電ギャップが形成される。

【0020】

金属部材１９は、円筒状の部材である。金属部材１９は、厚さが１ｍｍの金属板を、ケース本体２１の内周面に沿って湾曲させることにより形成されている。金属部材１９の高さ（Ｚ軸方向の寸法）は、約１０ｍｍであり、外径はケース本体２１の内径とほぼ等しい。金属部材１９は、例えば、外周面がケース本体２１の内周面に接着されることで、ケース本体２１に取り付けられている。金属部材１９は、磁石が吸着する鉄などの金属からなる。

【0021】

８つの第２磁石１８それぞれは、例えば、ネオジウム磁石などの磁力の強い磁石である。第２磁石１８それぞれは、直径が約４ｍｍの円形板状に整形されている。第２磁石１８それぞれは、一側の面がＳ極となり、他側の面がＮ極となるように着磁されている。そして、第２磁石１８それぞれは、Ｎ極が現れる面が金属部材１９に接着されることで、金属部材１９に取り付けられている。第２磁石１８それぞれは、直線Ｓを中心に、金属部材１９の内周面に沿って、等間隔に配列される。また、第２磁石１８それぞれは、隣接する第２磁石同士が上下にオフセットするように配列される。図４に示されるように、第２磁石１８それぞれは、Ｓ極が現れる面が相互に対向するように配置される。

【0022】

プラズマ発生装置１では、図２及び図３に示されるように、金属部材１９が、第１放電部１１ａの先端と第２放電部１５ａの先端との間の放電ギャップの下方に配置される。そのため、複数の第２磁石１８は、第２放電部１５ａを包囲するように配置される。

【0023】

図１に示されるように高圧電源３０は、ケース本体２１に固定されている。高圧電源３０は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータを備える電源である。高圧電源３０は、例えば、商用電源からの電力を直流電力へ変換する直流電源１００に接続される。そして、高圧電源３０は、直流電源１００から出力される出力電圧を昇圧して、プラズマ発生部１０へ出力する。直流電源１００としては、出力電圧が３Ｖ乃至５Ｖ程度のものを使用することが考えられる。

【0024】

図５は、プラズマ発生装置１の電気配線を示す図である。図５に示されるように、高圧電源３０は、負極が第１電極１１に接続され、正極が第２電極１５に接続されている。高圧電源３０は、５万Ｖから１００万Ｖの直流電圧を、第１電極１１及び第２電極１５に印加する。これによって、第１放電部１１ａと第２放電部１５ａの間の放電ギャップにアーク放電が生じる。第１放電部１１ａと第２放電部１５ａとの距離、第１放電部１１ａと第２放電部１５ａの先端の形状、気圧、湿度等の条件に応じて、高圧電源３０の出力電圧が調整される。ここでは、例えば、高圧電源３０の出力電圧が約４０万Ｖに調整される。

【0025】

次に、プラズマ発生装置１の動作について図６を参照しながら説明する。金属部材１９は、第２磁石１８によって磁化されている。具体的には、第２磁石１８のＮ極が金属部材１９と磁気的に接しているので、金属部材１９は、第２磁石１８のＮ極と接する内周面がＳ極に磁化される。

【0026】

図６の矢印に示されるように、ケース本体２１の内部には、第１磁石１７のＮ極から第２磁石１８のＳ極及び金属部材１９の内周面に向かう磁界が形成される。第２磁石１８及び金属部材１９が第１放電部１１ａの－Ｚ側の先端よりも－Ｚ側に位置しているので、第１放電部１１ａ及び第２放電部１５ａの近傍には、開口２２ａへ向かう方向（－Ｚ方向）の磁界が形成される。開口２２ａやその近傍では、一部の磁界が第２磁石１８及び金属部材１９側に向かって形成されるが、大部分の磁界は、第２放電部１５ａから開口２２ａへ向かって形成される。

【0027】

直流電源１００から直流電圧が出力されると、高圧電源３０は、約４０万Ｖの直流電圧を出力する。これによって、約４０万Ｖの直流電圧が第１電極１１と第２電極１５の間に印加される。そして、第１放電部１１ａと第２放電部１５ａとの間でアークが発生する。アークが発生すると、第１放電部１１ａ及び第２放電部１５ａの周囲の大気を構成する分子の一部がプラスイオンと電子とに分離され、プラズマが生成される。高圧電源３０の出力電力、第１電極１１と第２電極１５の間に印加する電圧、第１電極１１と第２電極１５の間の距離などにより、生成されるプラズマの量を調整することができる。

【0028】

上述したように、ケース本体２１の内部には、第１放電部１１ａ及び第２放電部１５ａから開口２２ａに向かう方向の磁界が形成されている。プラズマは、磁界の向きを示す磁力線に沿って移動する性質がある。したがって、生成されたプラズマの多くは、ケース２０の内部に滞留することなく、開口２２ａからケース２０の外に照射される。プラズマ発生装置１の開口２２ａ近くには、プラズマを照射するターゲットであるマイクロインプリメント２００が配置される。

【0029】

＜マイクロインプリメント＞
次に、マイクロインプリメントの構成について説明する。図７は、マイクロインプリメント２００の一例を示す斜視図である。マイクロインプリメント２００は、薬物を混在したマルトースで形成された１以上の微細針２１０と、微細針２１０を実装する基板２２０と、を有する。基板２２０は、例えば、Ｘ軸とＹ軸方向の長さが１０ｍｍ程度であり、Ｚ軸方向の長さが１ｍｍ程度である。微細針２１０の直径は０．１ｍｍ程度であり、長さは１ｍｍ程度である。図７では、１６個の微細針２１０が記載されているが、微細針２１０の数は限定されない。基板２２０は、例えば、ポリビニールアルコール、プルラン、ポリエチレングリコールのようなプラスチック類およびヒアルロン酸のような多糖類あるいはコラーゲンのような蛋白質などの生体由来物質で形成される。

【0030】

＜マイクロインプリメントの製造方法＞
次に、マイクロインプリメント２００の製造方法について図８を参照して説明する。

【0031】

最初に、薬物を混在したマルトースを製造する（ステップＳ１１）。具体的には、市販の粉末状のマルトースに薬剤を混ぜる。マルトースに混在される薬物（医薬剤あるいは化粧品に用いる薬剤）は水溶性であればよい。好ましい医薬剤としては、例えば、リドカインのような局所麻酔剤を始めとして数多い。特に有効なのは高分子医薬剤である。例えば、生理活性ペプチド類とその誘導体、核酸、オリゴヌクレオチド、各種の抗原蛋白質、バクテリア、ウイルスの断片等が挙げられる。また、上記生理活性ペプチド類とその誘導体としては、例えば、カルシトニン、副腎皮質刺激ホルモン、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）、ｈＰＴＨ（１→３４）、ＥＧＦ、インスリン、セクレチン、黄体形成ホルモン放出ホルモン、成長ホルモン、成長ホルモン放出ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、プロラクチン、インターフェロン、インターロイキン、Ｇ－ＣＳＦ、エンドセリン、及びこれらの塩等が挙げられる。抗原蛋白質としては、ＨＢｓ表面抗原、ＨＢｅ抗原等が挙げられる。上記化粧品に用いる薬剤としては、例えば、コウジ酸、ルシノール、トラネキサム酸、ビタミンＡ誘導体等の美白成分、レチノール、レチノイン酸、酢酸レチノール、パルミチン酸レチノール等の抗シワ成分、カプサイン、ノリル酸バニリルアミド等の血行促進成分、ラズベリーケトン、月見草エキス、海草エキス等のダイエット成分、イソプロピルメチルフェノール、感光素、酸化亜鉛等の抗菌成分、ビタミンＤ２、ビタミンＤ３、ビタミンＫ等のビタミン類などが挙げられる。

【0032】

次に、ステップＳ１１で製造したマルトースで所定の大きさ・形状の微細針２１０を製造する（ステップＳ１２）。具体的には、薬剤を混ぜた粉末状のマルトースを微細針２１０の金型に入れる。そして、粉末状のマルトースを加熱して溶融する。溶融された状態のマルトースを液相マルトースということもある。次に、微細針２１０の金型に入った状態の液相マルトースを冷却して固体化する。固体状態のマルトースを凝固（固相）マルトースということもある。

【0033】

図９は、微細針２１０を形成するマルトースの凝集体（粒子）のイメージ図である。ステップＳ１２の処理で製造される微細針２１０を形成するマルトースの凝集体の大きさは、０．１μｍ～１．０μｍ程度である。溶融後に冷却したマルトース素材は、複数の分子の凝集体を内在している。ステップＳ１２の処理後における微細針２１０を形成するマルトースの凝集体の大きさは、１個のマルトースの分子の大きさよりかなり大きくなっている。

【0034】

次に、複数の微細針２１０を基板２２０に実装し、図７に示すようなマイクロインプリメント２００を製造する（ステップＳ１３）。

【0035】

次に、マルトース素材に内在する凝集体を微細化する処理を行う（ステップＳ１４）。図１０に示すように、マイクロインプリメント２００をプラズマ発生装置１の開口２２ａ付近に配置し、例えば、マイクロインプリメント２００の基板２２０（裏面）側からプラズマ光を照射する。

【0036】

プラズマは、数１０KeVエネルギーを発生するアーク放電によってＸ線に至る短波長で発光する特徴を有している。したがって、「プラズマ光が照射される」という記載よりも、「プラズマの生成に伴うＸ線に至る短波長の光が照射される」という記載のほうが正確であるかもしれない。プラズマは、イオン分子から遊離した電子が励振し合う共同現象とともに、高い周波数を有する光の波動的性質も有しているので、どちらの特性に着目しているかで表現が異なってくる。本明細書では、「プラズマが照射される」もしくは「プラズマ光が照射される」といった表現を用いることとする。

【0037】

微細針２１０を形成するマルトースに高エネルギーを内在する短波長（高い周波数）のプラズマ光を照射することで、微細針２１０を形成するマルトースの分子を励起する。励起されたマルトースの分子は、隣接する分子との凝集力が弱くなるので、多くの分子同士が凝集した大きな凝集体を形成することが困難になる。したがって、プラズマ光を照射することで、微細針２１０を形成するマルトースの凝集体を微細化することができる。図１１は、プラズマ光を照射したことにより、微細針２１０を形成するマルトースの凝集体が微細化されたことを示すイメージ図である。プラズマ光を照射することで、図１１に示すマルトースの凝集体の大きさは、図９に示すプラズマ光を照射する前の凝集体の大きさに比べて小さくなる。ステップＳ１４の処理で製造される微細針２１０を形成するマルトースの凝集体の大きさは、０．０１μｍ～０．１μｍに抑えることができる。

【0038】

使用するプラズマ発生装置から照射されるプラズマの量（プラズマ光の強さ）によって、粒子が微細化されるスピードは異なることになるが、プラズマ光を照射することでマルトースの凝集体を微細化さすることができる。プラズマ光の照射時間は、要求される粒子の微細化の程度、照射されるプラズマ光の強度、要求される微細針２１０が体内で溶ける速度（マルトースを形成する粒子の大きさ）、プラズマ光の照射時間（製造コスト）などの関係で決められる。ステップＳ１４におけるプラズマ光の照射時間は、例えば、１５分～３０分程度である。

【0039】

次に、微細針２１０にプラズマ光を照射することで、微細針２１０の表面を強化（硬化）する処理を行う（ステップＳ１５）。例えば、図１２に示すように、マイクロインプリメント２００をプラズマ発生装置１の開口２２ａ付近に配置し、マイクロインプリメント２００の微細針２１０（表面）側からプラズマ光を照射する。プラズマ光を照射したことにより、図１３に示すように、微細針２１０の表面に重合皮膜層２１５が形成される。

【0040】

プラズマ光の照射を受けた微細針２１０の表面のマルトースの凝集体は、大気中の酸素とマルトースを構成する水素とが反応することで、水分が除去され、炭素濃度が高い状態となる。この状態では、炭素分子が結合しようとする働きが大きくなるため、マルトースの分子の重合（結合）が生じる。これにより、微細針２１０の表面には、マルトースの分子が重合した重合皮膜層２１５が形成される。

【0041】

使用するプラズマ発生装置から照射されるプラズマの量（プラズマ光の強さ）によって、マルトースの表面が強化されるスピードは異なることになるが、プラズマ光を照射することでマルトースの表面を強化することができる。要求されるマルトースの強度は、マイクロインプリメント２００の保存状態（温度と湿度など）によっても異なってくる。ステップＳ１５におけるプラズマの照射時間は、例えば、５分～１５分程度である。

【0042】

図１４は、ステップＳ１４までの工程で製造されたマイクロインプリメント２００の微細針２１０の先端部２１１を示すイメージ図である。マルトースは、空気中の水分を吸収しやすい。マルトースが空気中の水分を吸収すると、微細針２１０の先端の鋭利な形状がくずれ、図１５に示すように先端が丸みをおびた形状になりえる。微細針２１０の先端が丸みをおびた形状になると、マイクロインプリメント２００を皮膚に押圧した際に、患者に与える痛みが強くなることが頻繁である。

【0043】

ステップＳ１５の処理を行うことで、図１３に示すように、微細針２１０の表面に重合皮膜層２１５が形成される。これは一種の樹脂の紫外強化性による。重合皮膜層２１５が形成されることで、微細針２１０を形成するマルトースが周囲の水分を吸収することを抑制することができる。これにより、マイクロインプリメント２００の微細針２１０の先端形状の崩れを抑制することができる。

【0044】

以上に説明したように、実施形態に係るマイクロインプリメント２００は、微細針２１０にプラズマ光を照射することで、微細針２１０の表面を形成するマルトースの凝集体が重合皮膜層２１５を形成し、微細針２１０の表面が強化される。これにより、マイクロインプリメント２００の微細針２１０の先端形状の崩れを抑制することができる。

【0045】

また、実施形態に係るマイクロインプリメント２００は、微細針２１０にプラズマ光を照射することで、短波長のプラズマ光の高エネルギーにより、微細針２１０を形成するマルトースの凝集体が高エネルギーによって励起されることで、マルトースの凝集体が微細化される。マルトースの凝集体が小さいほど、マルトースは体内に浸透されやすくなる。したがって、マルトースの凝集体を微細化することで、マルトースに含まれている薬物が人体に浸透するために要する時間を短くすることができる。さらに、薬物を混在させる場合、アミノ基やアミン分子のような有機分子および、ヒアルロン酸のような多糖類、コラーゲンのような蛋白質などの生体由来物質が混在すると、窒素原子を含む有機分子であるので紫外線で軟化し、これらの分子を含む凝集体はさらに微細化が進み、生体への浸透性も良くなり、薬効が促進される。

【0046】

プラズマ光を照射することで、微細針２１０の内部のマルトースの凝集体は微細化される。一方、微細針２１０の表面のマルトースは重合皮膜層２１５を形成する。このように、プラズマ光を照射することで、マルトースの凝集体の微細化と微細針２１０の表面の強化を行うことができる。

【0047】

また、実施形態に係るマイクロインプリメント２００は、微細針２１０をマルトースで形成しているので、微細針２１０が体内で折れても医療事故になることはない。また、マイクロインプリメント２００は、微細針２１０をマルトースで形成しているので、医療廃棄物を削減することができ、環境対策になる。

【0048】

上記の説明では、図１等に示す小型のプラズマ発生装置１を使用してマイクロインプリメント２００にプラズマ光を照射する場合について説明したが、使用するプラズマ発生装置は図１等に示すプラズマ発生装置１に限定する必要はない。例えば、ＡＣ電源で動作する大型のプラズマ発生装置を使用してもよい。

【0049】

また、上記の説明では、ステップＳ１４のマルトース粒子の微細化工程ではマイクロインプリメント２００の基板２２０側からプラズマ光を照射し、ステップＳ１５の微細針２１０の表面強化工程では、マイクロインプリメント２００の微細針２１０側からプラズマ光を照射する説明をした。しかし、マルトースの凝集体の微細化工程と微細針２１０の表面強化工程を一つの工程で行うこともできる。例えば、マイクロインプリメント２００の微細針２１０側からプラズマ光を照射する工程のみとすることもできる。例えば、図１２に示すようにマイクロインプリメント２００の表面（微細針２１０側）にプラズマ光を照射する。この場合、微細針２１０の表面に重合皮膜層２１５が形成されるまで、プラズマ光を照射する。

【0050】

また、上記の説明では、微細針２１０の形状が円錐である場合について説明したが、微細針２１０の形状を円錐に限定する必要はない。例えば、微細針２１０の形状を三角錐、四角錐などの類錐体としてもよい。

【0051】

また、上記の説明では、微細針２１０の太さが０．１ｍｍ程度で、長さが１ｍｍ程度である場合について説明したが、微細針２１０の太さと長さをこれに限定する必要はない。供給する皮膚表面からの深さ、供給する薬の量、マイクロインプリメント２００を皮膚に押圧したときに感じる痛みの程度などを考慮して微細針２１０の太さと長さを調整することができる。例えば、マイクロインプリメント２００を馬などに使用する場合、太くて長い微細針２１０を用いることが考えられる。

【0052】

（実施形態２）
図１６は、図7に記載した微細針２１０の一つを抽出した図である。実施形態1では、微細針２１０の形状が円錐形である場合について説明した。実施形態２に係る微細針２１０を図１７に示す。実施形態２に係るマイクロインプリメント２００の微細針２１０は、先端部２１１と基板２２０との間に設けられた先端部２１１と同径である円柱状の支柱部２１２とを有している。図８に示すステップＳ１２の工程で使用する金型を変えることで、図１７に示す形状の微細針２１０を製造することができる。支柱部２１２を設けることで、基板２２０から微細針２１０の先端までの長さを調整することができる。これにより、微細針２１０により薬を供給する皮膚表面からの深さを調整することができる。

【0053】

（実施形態３）
実施形態３に係るマイクロインプリメント２００の微細針２１０を図１８に示す。実施形態３に係る微細針２１０は、円錐状の先端部２１１と、実施形態２で説明した支柱部２１２と、支柱部２１２と基板２２０との間に設けられた支柱部２１２の径より大きな径である円柱状の台座部２１３と、を有する。図８に示すステップＳ１２の工程で使用する金型を変えることで、図１８に示す形状の微細針２１０を製造することができる。台座部２１３を設けることで、微細針２１０により薬を供給する皮膚表面からの深さを調整することができる。

【0054】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0055】

１…プラズマ発生装置
１０…プラズマ発生部
１１…第１電極
１１ａ…第１放電部
１１ｂ…導電部
１１ｆ…円盤部
１２，１３…ワッシャ
１４…ナット
１５…第２電極
１５ａ…第２放電部
１５ｂ…導電部
１７…第１磁石
１７ａ…貫通孔
１８，１８ｂ…第２磁石
１８ｃ…開口
１９…金属部材
２０…ケース
２１…ケース本体
２１ａ、２２ａ…開口
２２…キャップ
２０ｆ…穴
３０…高圧電源
１００…直流電源
２００…マイクロインプリメント
２１０…微細針
２１１…先端部
２１２…支柱部
２１３…台座部
２１５…重合皮膜層
２２０…基板
２３０…支柱部
２４０…台座部

【要約】

【課題】マイクロインプリメントの微細針の先端形状の崩れを抑制する。
【解決手段】本実施形態に係るマイクロインプリメントの製造方法は、薬物を混在したマルトースで形成された１以上の微細針と、前記微細針を実装する基板と、からなるマイクロインプリメントの製造方法である。本実施形態に係るマイクロインプリメントの製造方法は、微細針にプラズマ光を照射することで、微細針の表面を強化する工程を含む。
【選択図】図８

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】