專利名稱：微針壓模的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制造從皮膚注入藥物的微針的陰模的制造方法。
背景技術：
微針片材是將長度大約1 μ m到600 μ m且根部的截面直徑與長度之比具有截面直徑長度=1 1.5至1 3的高縱橫比的微小針以規(guī)定的密度配置在片材基體上。其主要與人體的皮膚部分接觸，用于將微針(以下有時也僅稱為“針”)插入皮膚內(nèi)的表皮部分且注入藥物。由于微針的長度在幾百μ m左右，因此幾乎不會伴隨有痛癢。此外，微針部分由自溶性物質(zhì)形成，以便在從皮膚除去片材時，即使微針殘留在皮膚內(nèi)也不會對人體產(chǎn)生影響。參照圖5，說明微針片材的一般的制造方法。微針片材的模版90以微細機械加工或真空處理、光刻(Wiotolithography)等方法制作。針的長度93制成如上所述幾百μπι 以下的錐狀。截面有圓、方、橢圓等。由于針的尺寸微小，因此較為理想的是，針92通過對模版板材91切削而形成。接著，將模版90按壓于壓模的母材81來制作壓模80 (微針片材的鑄型)。此外， 使樹脂聚合物的熔化液或藥物85流入壓模80，在干燥后，粘貼固定基材88并剝離、轉錄，從而能得到微針片材77 (參照專利文獻1)。在此，作為壓模80的制作方法，不僅有將模版90按壓于母材81的方法，還有使熔化的樹脂流入模版90并在干燥后剝離的方法(參照專利文獻2)。專利文獻1 日本專利特開2008-245955號專利文獻2 日本專利特開2008-006178號專利文獻3 日本專利特開2009-083125號發(fā)明的公開發(fā)明所要解決的技術問題由于使微針穿透皮膚，因此前端需要盡可能地提高銳度。此外，使針的原料流入已制作的壓模來制作微針片材。因此，流入原料的壓模的凹部的底部(相當于微針的前端) 不得不是高銳度的凹槽。然而，存在母材上不易形成高銳度的凹槽這樣的技術問題。此外，從使針的原料流入壓模的觀點出發(fā)，由于壓模的凹槽的尺寸極為微小，因此存在因空氣、表面張力而無法使微針的原料容易地填充到壓模的凹部內(nèi)這樣的技術問題。更具體說來，在圖5 (c)中，當使樹脂聚合物的熔化液或藥物85流入壓模81時，壓模81的凹部存在有空氣72，當從壓模81剝離時，對于有空氣72的部分(73)，針只能形成不完整的形狀(圖5(d))。在專利文獻2和專利文獻3中也公開了上述技術問題。在專利文獻2中，公開了當對壓模填充原料時以減壓狀態(tài)進行的技術。此外，在專利文獻3中，公開了從原料側加壓而填充到壓模凹部的技術。然而，在配置許多微針時，存在有時原料無法填充到幾個凹部內(nèi)而無法形成預定要制作的所有微針這樣的技術問題。
解決技術問題所采用的技術方案本發(fā)明根據(jù)上述技術問題制作而成，具體而言，提供一種壓模的制造方法，該制造方法包括對片狀母材和具有錐狀突起的模版進行加熱的工序；將上述模版的突起插入上述母材以形成錐狀凹部的工序；以上述母材插入的形態(tài)對上述模版進行冷卻的工序；將上述模版從上述母材脫模的工序；以及對上述母材進行加熱的工序。此外，本發(fā)明的壓模的制造方法還具有以下特征在形成上述錐狀凹部的工序中，上述模版的突起被插入到貫穿上述母材為止。發(fā)明效果本發(fā)明在加熱后的壓模構件中插入具有錐狀突起的模版來設置錐狀凹部，由于就這樣冷卻后脫模，因此可在因錐狀突起的作用而產(chǎn)生變形的壓模構件上以殘留有應力的狀態(tài)形成凹部。接著，若在錐狀突起脫模后對壓模構件加熱，則應力被釋放，產(chǎn)生使凹部被填埋的再變形。由于這是朝凹部的底部變窄的方向使母材再變形，因此能形成高銳度的凹部。此外，預先在凹部的底部形成貫穿到壓模相反面的貫穿孔，在以上述方法使壓模構件再變形時，能形成微小貫穿孔。具有微小貫穿孔的壓模的凹部即使在涂布微針構件時積存有空氣，也能容易地趕走空氣。因此，能在壓模的所有凹部內(nèi)填充原料，從而能得到形成有預定的所有根數(shù)的微針的微針片材。


圖1是本發(fā)明的壓模的概略圖。
圖2是表示本發(fā)明的壓模的制造工序的圖。
圖3是表示本發(fā)明的壓模的制造工序的詳細情況的圖。
圖4是表示采用本發(fā)明的壓模的微針片材的制造工序的圖。
圖5是表示采用現(xiàn)有的壓模的微針片材的制造工序的圖。
(符號說明)
1壓模
2母材
3凹部
4貫穿孔
5母材厚度
10模版
11模版主體
12突起
13突起高度
14加熱
15壓力
4
I6 負壓18多孔質(zhì)固體的平面臺20針原料26凹部表面層27 應力觀凹部表面層的移動方向30微針片材31 針72 空氣77微針片材80現(xiàn)有的壓模81現(xiàn)有的壓模母材85針原料88固定基材90 模版91 主體92 突起93突起的長度
具體實施例方式(實施方式1)圖1表示本發(fā)明的微針片材的壓模1。壓模1在片狀的母材2上形成有錐狀的凹部3。雖然母材2的材質(zhì)并不作特別限定，但由于是醫(yī)藥用品，因此最好采用不易產(chǎn)生污染物(污染)的材質(zhì)或對人體沒有影響的材質(zhì)。此外，本發(fā)明的壓模1由于通過熱收縮而形成具有高銳度前端的凹部形狀，因此適宜采用PTFE、聚丙烯、聚乙烯等塑料。凹部3底部的部分形成有貫穿到母材的另一面的貫穿孔4。由于貫穿孔4成為形成微針前端的部分，因此貫穿孔4的直徑較小時較為理想。從功能上說，貫穿孔4只要可以趕走積存于凹部的空氣以便使原料填充于凹部3即可，無需使直徑為有限長度的孔始終打開。即，貫穿孔4只要能在施加壓力時趕走空氣，即使通?？雌饋黻P閉也可以。具體而言， 較為理想的是，貫穿孔4的直徑為十多微米或在其以下。微針的設置密度和設置分布并不作特別限定，可根據(jù)用途、目的隨時確定。在圖中，為方便起見，以用于制作具有四根微針的微針片材的壓模為例進行說明。接著，例示本發(fā)明的壓模的制造方法。參照圖2(a)，模版10是在平面狀的主體11 上形成錐狀的突起12的模版，雖不特別限定材質(zhì)，但適宜利用加工性好的金屬。此外，在本發(fā)明中，由于加熱到母材的軟化點溫度附近，因此較好的是在這種溫度下能維持硬度的材質(zhì)。此外，由于錐狀的突起微小，因而較為理想的是切削性能好的材料。例如，能利用銅、鋁、 鎳、硅等。此外，突起12除了通過對主體11切削來進行加工外，還可以通過采用光刻的方法來形成。突起12在主體11上具有高度為Iym 600 ym左右的高度13。這是因為采用微針注入藥物等的表皮由角質(zhì)層、粒層、棘層、基底層形成，由于角質(zhì)層厚度隨身體部位而不同，因此會有微針的高度隨欲透皮給藥的身體部位和藥物而改變的情況。突起12形成為利用壓模形成的微針的根部的截面直徑與長度之比具有截面直徑長度=1 1.5至1 3的較高縱橫比的針形狀。這是由于微針會根據(jù)使用部位而改變的緣故。其截面形狀不作特別限定，適宜采用圓形、橢圓形、包括正方形的方形等。此外， 在突起表面還可形成槽。這是由于反映上述槽形狀的微針有時能流暢地插入皮膚的緣故。母材2的厚度5比突起12的長度13薄。突起12的前端貫穿母材2，用于形成貫穿孔4。形成于母材2的貫穿孔4的直徑能從突起12的前端形狀和母材2的厚度5設定， 以使貫穿孔4的直徑達到數(shù)十微米左右。由于在本發(fā)明中能通過熱收縮來收縮貫穿孔4，因此模版10的突起12貫穿母材2時的貫穿直徑如可以比壓模1的貫穿孔4大數(shù)倍。首先，預先對模版10和母材2進行加熱14。加熱溫度是比母材2的熔融溫度低的溫度。較為理想的是在母材2的軟化點溫度附近。這是由于在本發(fā)明的壓模的凹部的形成中經(jīng)過以母材2殘留應力的狀態(tài)進行塑性變形的工序的緣故。若模版10的溫度比母材2 的熔融溫度高，則母材2便會熔融，從而無法形成沿模版10的突起12的形狀的凹部3。此外，若模版10的溫度與母材2的溫度相比過于低，則在進行再變形時無法殘留需要的應力。接著，將已加熱的模版10刺入已加熱的母材2 (圖2(b))。然后，保持將模版10 刺入母材2的狀態(tài)冷卻到常溫，將模版10脫模(圖2(c))。圖3(a)表示已加熱的模版10 的突起刺入已加熱的母材2中的部分的放大圖。在母材2的插入有突起12的部分(符號 26)，由于母材被突起12推開，因而分子成為被壓縮狀態(tài)。上述被壓縮的部分稱為凹部表面層26。參照圖3(b)，一旦冷卻后模版10脫模，具有貫穿孔的凹部表面層沈就以積蓄應力27的狀態(tài)保持形狀。另外，在圖3(b)中，雖對左右兩個箭頭標注了符號，但剩余的箭頭也表示應力。此外，此時形成的貫穿孔是貫穿孔如?；氐綀D2(d)，在冷卻后，對模版10已脫模的母材2再次加熱。此時加熱的溫度是在軟化點溫度附近，較為理想的是在熔融溫度以下。這是由于若是上述范圍內(nèi)的溫度，則通過凹部表面層的應力釋放能發(fā)生變形的緣故。參照圖3(c)，在已加熱的母材2的凹部表面層，由于釋放應力，因此表面層朝向自由空間08)移動。通過上述熱收縮的再變形，貫穿孔收縮，能形成高銳度的凹部。而且，與圖3(b)的模版脫模時相比，貫穿孔的直徑GaO)因收縮而變小0Φ)。作為具體的例子， 在母材2為聚乙烯時以90°C保持10秒左右后，貫穿孔的直徑能從40 μ m收縮到10 μ m，從而能制作微小的微針。用如上所述制作好的壓模來制作微針片材。參照圖4，微針片材通過將針原料20 涂布于壓模1來制作(圖4(a))。針原料20較好的是采用不會殘留于體內(nèi)而可以排出的材料。這是因為當從皮膚剝下微針片材時，有時針部分折斷、脫落而無法全部回收。此時，采用能在體內(nèi)被吸收的材料比較安全。具體而言，較為理想的是采用以拉絲性物質(zhì)等作為主要成分的材料。此外，也可以預先使藥物混入針原料中。在此，藥物是指具有生理活性作用的純化學物質(zhì)，例如有胰島素、生長激素、紅細胞生成素、干擾素等肽蛋白藥物、疫苗抗原、 抗原蛋白、高分子藥物、維生素C等，也可以是以這些化學物質(zhì)作為主要成分的物質(zhì)。參照圖4(a)，由于本發(fā)明的壓模1在凹部3的底部形成有貫穿孔4，因此將針原料注入壓模只需通過涂布便可使針原料向凹部填充。即，即使壓模1的凹部3的底部有空氣 72，也能通過貫穿孔4將其容易地排出，從而使針原料填充于凹部3。當然，也可以在涂布后進行加壓15 (圖4(b))。若進行加壓，則能更容易地趕走積存于壓模的凹部3的底部的空氣。此外，也可以在由多孔質(zhì)的固體形成的平面臺18上配置壓模1，并一邊從平面臺 18的背面施加負壓16 —邊涂布針原料20(參照圖4(b))。此時也能容易地向壓模的凹部 3注入針原料20。此外，若從平面臺18的上表面加壓15并從背面施加負壓16則更好。在壓模1上涂布針原料20之后，使針原料20干燥，并從壓模上剝離，從而完成微針片材30 (參照圖4 (d))。從壓模1上的剝離是從干燥后的針原料20的背面粘貼固定基材 88，并從壓模1上撕剝。從壓模剝離的微針片材30中未裝有藥物時，在從壓模剝離后，采用在針部分31撒藥物等方法。此外，這樣制作好的微針31的根部的截面直徑與長度之比形成具有截面直徑 長度=1 1.5至1 3的較高縱橫比的錐形狀。如上所述，本發(fā)明的壓模由于在形成針的凹部的底部穿設有貫穿到壓模的相對向的面的微小貫穿孔，因此即使有空氣進入凹部也能容易地趕走，從而能得到可制作高銳度的針的微針片材。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明不僅能利用于將藥物注入表皮的微針片材，還能廣泛利用于在基材上生成微小突起的方法。
權利要求
1.一種壓模的制造方法，其特征在于，包括對片狀母材和具有錐狀突起的模版進行加熱的工序； 將所述模版的突起插入所述母材以形成錐狀凹部的工序； 以所述母材插入的形態(tài)對所述模版進行冷卻的工序； 將所述模版從所述母材脫模的工序；以及對所述母材進行加熱的工序。
2.如權利要求1所述的壓模的制造方法，其特征在于，在形成所述錐狀凹部的工序中，所述模版的突起被插入到貫穿所述母材為止。
全文摘要
微針片材通過在將凹部形成于母材的壓模中注入針原料進行制作，但提高相當于壓模前端的凹部的銳度并不容易。本發(fā)明提供一種壓模的制造方法，包括對片狀母材和具有錐狀突起的模版進行加熱的工序；將上述模版的突起插入上述母材以形成錐狀凹部的工序；以上述母材插入的形態(tài)對上述模版進行冷卻的工序；將上述模版從上述母材脫模的工序；以及對上述母材進行加熱的工序。
文檔編號B81C1/00GK102202724SQ20108000060
公開日2011年9月28日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權日2009年10月8日
發(fā)明者元井昌司, 本田顯真, 高田寬治 申請人:株式會社培旺精廉宅