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CN111801135B - 微针阵列的制造方法 - Google Patents

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CN111801135B CN201980016439.4A CN201980016439A CN111801135B CN 111801135 B CN111801135 B CN 111801135B CN 201980016439 A CN201980016439 A CN 201980016439A CN 111801135 B CN111801135 B CN 111801135B
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Abstract

本发明提供一种将药液可靠地填充于针状凹部的尖端中的微针阵列的制造方法。通过微针阵列的制造方法而解决上述课题，该微针阵列的制造方法具备：定位调整工序，对表面上具有针状凹部的模具和吐出药液的药液吐出喷嘴进行定位调整；相对移动工序，使模具和药液吐出喷嘴相对移动，以便在从与药液的吐出方向平行的方向俯视时使针状凹部的位置与药液吐出喷嘴的位置一致；及吐出工序，从药液吐出喷嘴向针状凹部吐出药液；及抽吸工序，抽吸模具的背面。

Description

微针阵列的制造方法
技术领域
本发明涉及一种微针阵列的制造方法，尤其涉及一种从药液吐出喷嘴向模具的针状凹部吐出药液的微针阵列的制造方法。
背景技术
近年来，为了将药剂传送到皮肤内而使用形成有含有药剂的针状凸部(也称为微型针或微针)的微针阵列(经皮吸收片材)。通常，将微针阵列按压在皮肤上，并将针状凸部插入皮肤内，由此针状凸部的药剂被传送到皮肤内。
作为制造微针阵列的方法，已知有如下方法：使用形成有针状凸部的倒置形状的针状凹部(也称为针孔部)的模具，在针孔部中填充含有药剂的溶液(也称为药液)，在使其干燥之后，涂布含有针(也称为针)原料的溶液并使其干燥，由此形成微针。
尤其，在填充药液的工序中，由于填充量与药剂注入量有关，因此需要将极微量的药液高精度地以恒定量可靠地填充于每个模具片材。
迄今为止，为了填充药液而提出有几种方式(参考专利文献1～4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/077242号
专利文献2：日本特开2010-069253号公报
专利文献3：日本特开2013-162982号公报
专利文献4：日本特开2016-112169号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，在专利文献1、2中记载的填充方法中，存在无法将药液高精度地填充于模具的针状凹部中的问题。
并且，在专利文献3、4中使用了将液滴吐出到模具的针状凹部的填充方法，但是若为了提高生产率而高速填充，则存在液滴的着落位置与模具的针状凹部的位置偏离的问题。
在药液脱离模具的针状凹部的中心、或者因药液附着于针状凹部的壁面而无法堵塞针状凹部的情况下，药液无法填充于针状凹部的尖端，存在微针阵列的制造成品率降低的问题。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种将药液可靠地填充于针状凹部的尖端中的微针阵列的制造方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，微针阵列的制造方法的一方式具备：定位调整工序，对表面上具有针状凹部的模具和在第1方向上吐出药液的药液吐出喷嘴进行定位调整；相对移动工序，使模具和药液吐出喷嘴相对移动，以便在第1方向的俯视时使针状凹部的位置与药液吐出喷嘴的位置一致；吐出工序，从药液吐出喷嘴向针状凹部吐出药液；及抽吸工序，抽吸模具的背面。
根据该方式，能够使所吐出的药液着落于针状凹部，并填充于针状凹部的尖端。另外，关于使针状凹部的位置与药液吐出喷嘴的位置一致，只要与从药液吐出喷嘴向针状凹部吐出的药液着落于针状凹部的程度一致即可，不需要两者的位置严格地一致。
优选针状凹部的开口直径为600μm以上，与模具的平坦部所成角度为30.0度以上，吐出到一个针状凹部中的药液的吐出量为30nL以上。通过将开口直径设为600μm以上，使所吐出的药液容易着落于针状凹部，通过将与模具的平坦部所成角度设为30.0度以上，能够使所着落的药液容易聚集并流入到针状凹部的中心，通过将药液的吐出量设为30nL以上，能够容易封闭针状凹部。由此，能够使所吐出的药液着落于针状凹部，并填充于针状凹部的尖端。
优选针状凹部的开口直径为1200μm以下。由此，能够使所吐出的药液着落于针状凹部。
优选针状凹部的角度为90.0度以下。由此，能够使所着落的药液容易聚集并流入到针状凹部的中心。
优选吐出量为150nL以下。由此，能够使针状凹部通过所吐出的药液而封闭。
优选针状凹部的开口部的第1边缘部被倒角，第1边缘部的倒角的第1曲率半径为30μm以上。由此，防止着落于针状凹部的药液被固定于第1边缘部，能够使药液容易聚集并流入到针状凹部的中心，并能够填充于针状凹部的尖端。
优选第1曲率半径为300μm以下。由此，防止着落于针状凹部的药液被固定于第1边缘部，能够使药液容易聚集并流入到针状凹部的中心，并能够填充于针状凹部的尖端。
优选针状凹部具备：杯部，设置于模具的表面；及尖端凹部，与杯部连接，并在模具的深度方向上具有锥形形状，杯部与尖端凹部的第2边缘部被倒角，第2边缘部的倒角的第2曲率半径为30μm以上。由此，防止着落于针状凹部的药液被固定于第2边缘部，能够使药液容易聚集并流入到针状凹部的中心，并能够填充于针状凹部的尖端。
优选第2曲率半径为300μm以下。由此，防止吐出到针状凹部的药液被固定于第2边缘部，能够使药液容易聚集并流入到针状凹部的中心，并能够填充于针状凹部的尖端。
优选从药液吐出喷嘴吐出的药液的飞行速度为0.2m/s以上。由此，能够使所吐出的药液容易聚集并流入到针状凹部的中心。
由此从药液吐出喷嘴吐出的药液的飞行速度为1.0m/s以下。由此，能够使所吐出的药液容易聚集并流入到针状凹部的中心。
优选具备拍摄工序，该拍摄工序拍摄模具的多个位置，定位调整工序根据所拍摄到的多个位置来计算针状凹部的位置，相对移动工序根据所计算出的结果使针状凹部的位置与从药液吐出喷嘴吐出的药液的着落位置一致。由此，能够使所吐出的药液适当地着落于针状凹部。
优选模具具有多个针状凹部，抽吸工序在药液被吐出到多个针状凹部的所有针状凹部之后，抽吸模具的背面。由此，能够可靠地填充着落于针状凹部的药液。
优选模具具有透气性。由此，由于能够适当地进行抽吸，因此能够将药液可靠地填充于针状凹部。
优选具备干燥工序，该干燥工序使填充于针状凹部中的药液干燥。由此，能够制造含有药液的微针阵列。
优选药液包含药剂原液、糖类、添加剂中的至少一种。由此，能够制造与用途对应的微针阵列。
发明效果
根据本发明，能够将药液可靠地填充于针状凹部的尖端。
附图说明
图1是表示经皮吸收片的一例的立体图。
图2是表示模具的一例的立体图。
图3是图2的3-3剖面的局部放大图。
图4是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图5是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图6是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图7是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图8是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图9是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图10是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图11是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图12是表示基于注射成型的模具的制作方法的工序图。
图13是搭载有模具的输送夹具的立体图。
图14是表示经皮吸收片的制造方法的各工序的流程图。
图15是在药液填充工序中使用的药液填充装置的概略结构图。
图16是表示药液填充装置的电结构的框图。
图17是表示药液填充工序中所包括的各工序的流程图。
图18是用于对实施例所涉及的针状凹部的形状进行说明的剖面图。
图19是表示各级别和其评价结果的图表。
具体实施方式
以下，按照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。由以下优选实施方式来说明本发明。在不脱离本发明的范围的情况下，能够通过多种方法进行变更，并能够利用除了本实施方式以外的其他实施方式。从而，本发明的范围内的所有变更包括在专利申请范围内。
在此，图中用同一符号来表示的部分是具有相同功能的相同的要件。并且，本说明书中使用“～”来表示数值范围的情况下，用“～”表示的上限、下限的数值也包括在数值范围内。
＜经皮吸收片的结构＞
首先，对通过本实施方式的微针阵列的制造方法而制造的微针阵列(经皮吸收片材)的一例进行说明。
图1是表示经皮吸收片100的一例的立体图。经皮吸收片100具有表面100A及背面100B，并由片状的片材102及凸状图案110构成。
片材状是指相对于面积广的两个对置的表面100A及背面100B厚度薄且整体平坦的形状，表面100A及背面100B不需要完全平坦。并且，图1所示的片材部102在俯视下为圆形，但是也可以是矩形、多边形、椭圆形等。
凸状图案110具有多个针状凸部112。针状凸部112设置于表面100A。针状凸部112由针部114和连接针部114与片材102的锥台部116构成。
在经皮吸收片100的表面100A上形成多个锥台部116。锥台部116具有两个底面，具有由锥体表面包围的立体构造。在锥台部116的两个底面中，面积广的底面(下底面)与片材部102连接。在锥台部116的两个底面中，面积窄的底面(上底面)与针部114连接。即，在锥台部116的两个底面中，位于远离片材部102的方向上的底面的面积变小。
针部114具有由面积广的底面和远离底面的尖端面积最窄的形状。针部114的面积广的底面与锥台部116的上底面连接，因此针部114在远离锥台部116的方向上成为锥形形状。从而，由针部114和锥台部116构成的针状凸部112整体上从片材102朝向尖端具有锥形形状。在片材102上设置有多个4～2500个针状凸部112。但并不限定于该根数。
在图1中，锥台部116具有圆锥台形状，针部114具有圆锥形状。根据针部114对皮肤的插入程度，能够将针部114的尖端的形状适当地变更为0.01μm以上且50μm以下的曲率半径的曲面或平坦面等。
＜模具的结构＞
图2是表示用于制造经皮吸收片100的模具120(经皮吸收片制造用模具)的一例的立体图。并且，图3是图2的3-3剖面的局部放大图。模具120具有表面120A及背面120B，并由平坦部122及凹状图案130构成。
平坦部122具有与经皮吸收片100的片材102对应的平坦的形状。凹状图案130由多个针状凹部132构成。针状凹部132具有与经皮吸收片100的针状凸部112对应的形状，并由与针部114对应的尖端凹部134、与锥台部116对应的杯部136构成。
尖端凹部134在模具120的深度方向上具有锥形形状。尖端凹部134能够将直径设为150μm～500μm，将高度设为150μm～2000μm。并且，杯部136在模具120的表面120A上设置有开口，在模具120的深度方向上具有变窄的形状，在最窄的部分与尖端凹部134连接。杯部136能够将直径设为500μm～1000μm，将高度设为100μm～500μm。
另外，针状凹部132的形状并不限定于该例。另外，也可以是在尖端凹部134与杯部136之间设置有圆柱、四棱柱、多棱柱等在深度方向上宽度恒定的中间凹部的火箭型。并且，在锥形形状的尖端，可以形成到达背面120B并贯穿模具120的贯穿孔。针状凹部132的排列、间距、数量等只要根据经皮吸收片100所需针状凸部112的排列、间距、数量等来确定即可。
＜模具的制作方法＞
参考图4至图12的工序图，对基于注射成型的模具的制作方法进行说明。
如图4所示，准备包括第1模72和第2模74的模70。通过将第1模72和第2模74进行合模，在模70的内部形成型腔76。型腔76是指填充树脂的空间。
并且，如图5所示，准备电铸模具50。在电铸模具50的第1面52上形成有要制作的模具的倒置形状的凸状图案54。凸状图案54是指多个针状凸部56排列成阵列状的状态。针状凸部56根据要制作的模具的形状而制作。
电铸模具50固定于第1模72，因此固定电铸模具50的一侧由平坦面78构成。第1模72作为固定电铸模具50的装置，在平坦面78上具备吸附板80。第1模72在其内部具备与吸附板80气体连通的抽吸管82。抽吸管82与未图示的真空泵连接。通过驱动真空泵，能够从吸附板80的表面抽吸空气。吸附板80例如由多孔质部件构成。作为多孔质部件，例如能够举出金属烧结体、树脂及陶瓷等。
第2模74的型腔76的一侧形成有凹坑84。在本实施方式中，由第1模72的平坦面78和后述第2模74的凹坑84(参考图8)形成型腔76。通过将第1模72和第2模74设成上述结构，如同后述，模具的脱模变得容易。
在第2模74中形成有与型腔76连通的浇口86。浇口86成为对模70的型腔76注入树脂的注入口。浇口86与将树脂供给到模70的注射成型机88连通。
如图5所示，第1模72和第2模74被开模，具有凸状图案54的电铸模具50载置于第1模72上。通过由真空泵经由抽吸管82来抽吸空气，电铸模具50的第2面58真空吸附于吸附板80上。
本实施方式中例示出通过真空吸附将电铸模具50固定于第1模72的情况，但并不限定于此。例如也能够将磁石设置于第1模72来代替吸附板80，由此利用磁力将电铸模具50固定于第1模72。从而，优选通过真空吸附及磁力中的至少一种将电铸模具50固定于第1模72。
如图6所示，第1模72和第2模74进行合模以形成型腔76。当合模时，由第1模72和第2模74夹压电铸模具50。
如图7所示，树脂R从注射成型机88经由浇口86而供给到型腔76。树脂R一边通过电铸模具50的凸状图案54之间，一边填充到型腔76内。作为树脂R，优选使用热固性树脂或硅酮树脂，尤其优选使用硅酮树脂。若树脂R填充到模70的型腔76，接着，树脂R被加热，且树脂R被固化。
如图8所示，为了使被固化的树脂R从电铸模具50脱模，已合模的第1模72和第2模74被开模。当开模时，第1模72和第2模74以相对分开的方式移动。如图8所示，第2模74具有用于形成型腔76的凹坑84。已固化的树脂R是形成有脱模前的多个凹状图案130的模具124。
如图9所示，第1模72与第2模74分离，并向用于使模具124从电铸模具50脱模的工作台移动。在本实施方式中，具有凹坑84的第2模74从模具124分离，因此除了与固定于第1模72的电铸模具50接触的面以外模具124露出。从而，当使模具124从电铸模具50进行脱模时，能够利用模具124的露出面容易进行脱模。
如图10所示，使模具124的周缘部首先从电铸模具50分开。模具124的周缘部至少包括俯视模具124时对置的两边即可，并且，也可以包括所有四边。周缘部是指从模具124的外周至凹状图案130为止的区域。
如图11所示，使模具124的周缘部逐渐从电铸模具50分开。在由硅酮树脂制作模具124的情况下，由于模具124具有弹力，因此若使模具124的周缘部逐渐分开，则成为模具124被拉伸的状态(弹性变形)。若使模具124的周缘部进而从电铸模具50分开，则弹性变形的模具124要恢复原来的形状，因此模具124收缩。通过利用模具124收缩的力，模具124从电铸模具50脱模。通过将模具124要收缩的力作为脱模力而利用，在模具124与电铸模具50的凸状图案54之间不会被施加强制性的力，因此能够抑制脱模不良。
如图12所示，最终模具124与电铸模具50的凸状图案54完全脱模，制作出具有凹状图案130的模具124。模具124处于连接有多个图2所示的模具120的状态。
在从电铸模具50重复制作模具124的情况下，凸状图案54逐渐受损，因此若使用1000次至10000次左右，则需要更换成新的电铸模具50。在本实施方式中，停止驱动未图示的真空泵，减小吸附板80的吸附力，由此能够在短时间内更换电铸模具50。
作为使模具124的周缘部从电铸模具50分开的方法，能够举出如下方法：用抽吸机构来抽吸与形成凹状图案130的面相反的露出面即模具124的周缘部，一边抽吸周缘部，一边使抽吸机构从电铸模具50分开。
期望如此制成的模具124(模具120)的透气性优异。
＜经皮吸收片的制造方法＞
图13是搭载有模具120的输送夹具150的立体图。在经皮吸收片的制造中，模具120搭载于输送夹具150上被处理。输送夹具150由聚丙烯等塑料构成。输送夹具150以使模具120的表面120A朝向铅垂方向即Z方向的上方，并使模具120的片材102与水平面即XY平面平行的状态支撑模具120。
图14是表示经皮吸收片100的制造方法的各工序的流程图。经皮吸收片100的制造方法包括：药液填充工序(步骤S1)，将药液填充于模具120的针状凹部132；药液干燥工序(步骤S2)，干燥所填充的药液；底液填充工序(步骤S3)，将底液填充于针状凹部132；底液干燥工序(步骤S4)，干燥所填充的底液；及脱模工序(步骤S5)，将所形成的经皮吸收片100从模具120进行脱模。
〔药液填充工序(步骤S1)〕
在药液填充工序中，从药液喷头34的喷嘴36(参考图15)，将药液的液滴朝向模具120的针状凹部132吐出，并通过抽吸泵22(参考图15)而抽吸模具120。关于药液填充工序的详细内容，后面进行描述。
〔药液干燥工序(步骤S2)〕
在药液干燥工序中，例如通过对填充于针状凹部132中的药液吹风而使其干燥。可以对模具120的周围环境进行减压。
〔底液填充工序(步骤S3)〕
在底液填充工序中，将底液填充于针状凹部132。底液是不含药剂的聚合物溶液，作为形成聚合物溶液的水溶性高分子物质，优选使用硫酸软骨素、羟乙基淀粉、葡聚糖等水溶性聚合物物质。
作为将底液填充于针状凹部132的方法，例如能够举出使用了旋涂机的涂布。
〔底液干燥工序(步骤S4)〕
在底液干燥工序中，与药液干燥工序同样地，通过对填充于针状凹部132中的底液吹风而使其干燥。
〔脱模工序(步骤S5)〕
在脱模工序中，将药液及底液干燥而形成的片材(经皮吸收片100)从模具120进行脱模。
＜药液填充装置＞
图15是在药液填充工序中使用的药液填充装置1(经皮吸收片的制造装置的一例)的概略结构图。药液填充装置1具备XYZ工作台10、吸附板20、抽吸泵22、相机30及药液喷头34等。
XYZ工作台10(定位部的一例)具有与XY平面平行的载置面10A。XYZ工作台10设置成通过未图示的马达而在与XY平面平行的两个方向且在与X方向及与X方向正交的Y方向上移动自如。并且，XYZ工作台10设置成在Z方向及以与Z方向平行的方向为旋转轴的旋转方向即RθZ方向上也能够移动。
在XYZ工作台10的载置面10A上固定有吸附板20。吸附板20具有与XY平面平行的载置面20A。并且，在载置面20A上设置有未图示的多个吸附孔。吸附板20可以由多孔质部材构成。
吸附板20经由抽吸管24而连接有抽吸泵22。通过驱动抽吸泵22而能够从吸附板20的载置面20A的未图示的多个吸附孔抽吸空气。
在吸附板20的载置面20A上载置输送夹具150。在输送夹具150中，模具120搭载于载置面150A上。由此，模具120随着XYZ工作台10的X方向、Y方向、Z方向及RθZ方向的移动而在各方向上移动。
并且，在输送夹具150的载置面150A上贯穿有多个吸附孔152。通过驱动抽吸泵22，经由吸附板20的载置面20A的未图示的多个吸附孔及输送夹具150的多个吸附孔152而抽吸模具120的背面120B。
相机30除了摄影透镜32以外，还具备未图示的成像元件、模拟数字转换部及图像处理电路。
摄影透镜32是具备变焦透镜及聚焦透镜等的透镜组，使来自被摄体的入射光入射于成像元件。
成像元件是在未图示的摄像面上二维地排列有多个受光元件的CCD(Char geCoupled Device：电荷耦合装置)型成像元件或CMOS(Complementary M etal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)型成像元件。成像元件配置于摄影透镜32的入射光的光路的后级。
摄影透镜32使入射光成像于成像元件的摄像面。成像元件输出与受光量对应的模拟摄影信号。该摄影信号在模拟数字转换部中转换成数字信号之后，通过图像处理电路而生成为图像信号。
相机30配置在XYZ工作台10的Z方向的上方，摄影透镜32朝向Z方向的下方。由此，相机30能够拍摄载置在XYZ工作台10上的模具120。
药液喷头34配置在XYZ工作台10的Z方向的上方且在从相机30分离由X方向的距离d1、Y方向的距离d2构成的XY平面上的距离d的位置。药液喷头34具备将药液的液滴向第1方向吐出的喷嘴36(药液吐出喷嘴的一例)。在此，喷嘴36朝向Z方向下方，第1方向是Z方向的下方向。图15所示的药液喷头34具备一个喷嘴36，但是也可以具备多个喷嘴36。
药液喷头34例如能够使用螺线管型喷墨头或压电型喷墨头等喷墨头。从喷嘴36吐出的一滴液滴量为1～150nL左右。
从喷嘴36吐出的药液向Z方向下方飞行，并着落于对象物(在此为模具120)上。从而，喷嘴36的XY平面的位置等同于药液着落的XY平面的位置。
药液包含药剂原液、糖类、添加剂等作为药剂。并且，药液含有水或乙醇等作为溶剂。
图16是表示药液填充装置1的电结构的框图。药液填充装置1具备摄影控制部40、移动控制部42、图像检测部44、吐出控制部46及抽吸控制部48等。
摄影控制部40使相机30拍摄图像。
移动控制部42控制载置在XYZ工作台10上的模具120与药液喷头34的相对移动。在此，通过驱动XYZ工作台10而移动模具120，但是可以移动药液喷头34，也可以移动模具120和药液喷头34两者。
图像检测部44根据由相机30拍摄到的模具120的图像来检测模具120的位置。在本实施方式中，从模具120的图像识别针状凹部132，并检测针状凹部132的位置。
吐出控制部46控制药液喷头34，并控制从喷嘴36吐出药液的时刻及所吐出的药液的液滴量。
抽吸控制部48对抽吸泵22有无抽吸进行控制。
＜药液填充工序＞
图17是表示药液填充工序中所包括的各工序的流程图。药液填充工序包括定位调整工序(步骤S11)、移动工序(步骤S12)、药液吐出工序(步骤S13)、吐出结束判定工序(步骤S14)、合格与否判定工序(步骤S15)及抽吸工序(步骤S16)。
〔定位调整工序(步骤S11)〕
在定位调整工序中进行调整定位，以使载置在XYZ工作台10上的模具120的针状凹部132的位置与药液喷头34的喷嘴36的位置一致。另外，关于针状凹部132的位置与喷嘴36的位置一致，只要与从喷嘴36朝向针状凹部132吐出的药液着落于针状凹部132的程度一致即可，两者的位置不必严格地一致。在此，通过从摄影图像检测出针状凹部132的位置而虚拟地定位针状凹部132和喷嘴36。
首先，在吸附板20的载置面20A上载置搭载有模具120的输送夹具150。
移动控制部42控制XYZ工作台10，使模具120移动到相机30的摄影图像的视场角内。摄影控制部40控制相机30，以拍摄模具120的图像(摄影工序的一例)。图像检测部44分析由相机30拍摄到的模具120的图像，并计算各针状凹部132的位置。
例如，由XYZ工作台10使模具120的针状凹部132移动到相机30的摄影图像的视场角内的中心，并检测此时的XYZ工作台10的XY平面坐标(X，Y)。通过对所有的针状凹部132进行该操作而能够检测所有针状凹部132的位置。
另外，在由相机30拍摄到的模具120的图像中，平坦部122的亮度相对明亮，针状凹部132的亮度相对暗。通过该对比，能够使针状凹部132移动到相机30的摄影图像的视场角内的中心。
不是使所有的针状凹部132移动到相机30的摄影图像的视场角内中心，而是仅检测3～5个针状凹部132的XY平面坐标(X，Y)，并根据该坐标来分析模具120的XY平面内的方向(旋转)及模具120的XY平面内的偏离或伸缩，由此可以检测其他针状凹部132的位置。
并且，可以在模具120中设置多个对准用标记，并读取对准用标记，由此检测针状凹部132的XY平面坐标(X，Y)。
如此，通过检测基于XYZ工作台10的XY平面坐标(X，Y)的针状凹部132的位置而虚拟地定位针状凹部132和喷嘴36。另外，可以由定位调整夹具等进行机械定位。
此外，也可以测量针状凹部132或对准用标记与相机30之间的距离，并调整模具120的Z方向的位置(高度)。调整喷嘴36与模具120的距离为0.5mm～5mm，优选调整为1mm～2mm。
〔相对移动工序(步骤S12)〕
移动控制部42根据图像检测部44的检测结果来控制XYZ工作台10以使模具120在X方向及Y方向上移动，以使药液喷头34的喷嘴36的XY平面位置与针状凹部132的XY平面位置一致。即，在从与喷嘴36的药液的吐出方向平行的方向(Z方向)俯视时，使喷嘴36的位置与针状凹部132的位置一致。
在步骤S11中所计算出的针状凹部132的坐标(X，Y)上加上相机30与药液喷头34的喷嘴36的X方向的距离d1及Y方向的距离d2的坐标(X+d1，Y+d2)是喷嘴36的坐标。移动控制部42使XYZ工作台10移动到该坐标。
〔药液吐出工序(步骤S13)〕
吐出控制部46控制药液喷头34，使药液从喷嘴36吐出。所吐出的药液着落于针状凹部132。在此，从喷嘴36对一个针状凹部132吐出1滴药液，并使其着落于针状凹部132。另外，也可以使多滴药液着落于一个针状凹部132。
另外，着落于针状凹部132内的药液需要封闭针状凹部132，即，接触到针状凹部132的壁部的整个圆周面。在所着落的药液未封闭针状凹部132的情况下，无法将在后述的抽吸工序中着落的药液填充于尖端凹部134的锥形形状的尖端。从而，在相对移动工序中，当使喷嘴36的位置与针状凹部132的位置一致时，需要精确的位置精度。因此，在定位调整工序中，需要精确地进行定位调整。
〔吐出结束判定工序(步骤S14)〕
吐出控制部46判定是否使药液吐出并着落于模具120的所有针状凹部132。在此，将在药液吐出工序中吐出了药液的吐出次数与在定位调整工序中检测到位置的针状凹部132的数量进行比较而判定。
在判断为存在未着落有药液的针状凹部132的情况下，返回到步骤S12，并进行相同的处理。即，使未吐出有药液的针状凹部132的XY平面位置与喷嘴36的XY平面位置一致(步骤S12)，从喷嘴36吐出药液并使其着落于针状凹部132(步骤S13)。关于向针状凹部132吐出药液的顺序并不受特别的限定，但是从缩短XYZ工作台10的总移动距离的观点考虑，优选从配置在模具120的端部的针状凹部132起依次向相邻的针状凹部132进行吐出。
在判断为使药液着落于所有针状凹部132的情况下，转移到步骤S15。
〔合格与否判定工序(步骤S15)〕
在合格与否判定工序中，摄影控制部40及相机30拍摄模具120的所有针状凹部132，并确认开口被药液封闭的针状凹部132的数量是否为预先确定的基准数量以上。该基准数量根据在一个经皮吸收片100中所需要的针状凸部112的最低限度的数量而定。
在被封闭的针状凹部132的数量小于基准数量的情况下，设为不合格品并结束本流程图的处理。在被封闭的针状凹部132的数量为基准数量以上的情况下，设为合格品并转移到步骤S16。
〔抽吸工序(步骤S16)〕
抽吸控制部48驱动抽吸泵22，并抽吸模具120的背面120B。通过该抽吸，着落于针状凹部132中的药液填充至尖端凹部134的锥形形状的尖端。
根据以上内容，药液填充工序结束。另外，药液吐出工序和抽吸工序可以同时进行。即，可以一边由抽吸泵22进行抽吸，一边从喷嘴36吐出药液。
在此，将距离d1、距离d2设为已知值进行处理，但是在未知的情况下能够如下求出。
将未设置有针状凹部132的虚拟模具搭载于输送夹具150上，并载置于吸附板20的载置面20A。从喷嘴36对该虚拟模具吐出药液，并使其着落于虚拟模具上。
接着，使XYZ工作台10在X方向及Y方向上移动，以使所着落的药液到相机30的摄影图像的视场角的中心。此处的XYZ工作台10的X方向移动量成为距离d1，Y方向移动量成为距离d2。
＜实施例＞
图18是用于对实施例所涉及的针状凹部132的形状进行说明的剖面图，是进一步放大了图3的图。如图18所示，尖端凹部134的直径为300μm，高度(深度)为720μm。将杯部136的开口直径(针状凹部132的开口直径)设为D，将模具120的表面120A的平坦部122与杯部136的内侧所成角度且模具120内部的角度设为θ。另外，杯部136的高度(深度)是根据开口直径D和角度θ而定的值。
并且，表面120A的平坦部122与杯部136的连接部(针状凹部的开口部的第1边缘部的一例)被倒角，将倒角圆弧的曲率半径(第1曲率半径)设为R。由于如此被倒角，因此角度θ设为第1面120A的平坦部122的延长线与杯部136的延长线所成角度。
此外，杯部136与尖端凹部134的连接部(第2边缘部的一例)被倒角，倒角圆弧的曲率半径(第2曲率半径)为与第1曲率半径相同的R。
针对以开口直径D、角度θ、曲率半径R、从喷嘴36吐出的药液的吐出量A及从喷嘴36吐出的药液的飞行速度即吐出速度V为参数的各级别，对药液对针状凹部132的吐出(着落)进行了评价。图19是表示各级别的参数及其评价结果的图表。如图19所示，对级别1～级别32进行了评价。
作为评价项目，对药液有无着落于开口内和由药液有无封闭开口进行了评价。药液有无着落于开口内的评价基准为，当所吐出的药液的着落位置是针状凹部132的开口内侧时判断为成功。并且，有无由药液封闭开口的评价基准为，当着落于针状凹部132内的药液接触到针状凹部132的壁部的整个圆周时判断为成功。
判定基准为，将成功率为100％时设为“优秀”，将成功率为98％以上且小于100％时设为“良好”，将成功率为95％以上且小于98％时设为“可以”，将成功率小于95％时设为“不可以”。
级别1～级别4是将开口直径D设为500μm，将角度θ设为45.0度或56.3度，将吐出量A设为25nL或35nL，将曲率半径R设为30μm，将吐出速度V设为0.2m/s的级别。在级别1～级别4中，开口内着落为“不可以”，伴随于此，开口封闭也为“不可以”。
级别5～级别8是将开口直径D设为600μm，将角度θ设为33.7度或45.0度，将吐出量A设为25nL或35nL，将曲率半径R设为30μm，将吐出速度V设为0.2m/s的级别。
在级别2和级别8中，只有开口直径D值不同。在级别2中，开口内着落为“不可以”，开口封闭为“不可以”，相对于此，在级别8中，开口内着落为“优秀”，开口封闭为“可以”。由此可知，开口直径D需要大于500μm。可以认为，这是因为在开口直径D小的情况下，根据相对移动工序中的喷嘴36与针状凹部132的位置精度，难以使所吐出的药液着落于针状凹部。
并且，在级别5及级别7中，吐出量A均为25nL的级别。在级别5和级别6，级别7和级别8中，只有吐出量A值不同。级别5及级别7的开口封闭为“不可以”，相对于此，级别6及级别8的开口封闭为“可以”。由此可知，吐出量需要多于25nL。可以认为，这是因为在吐出量A少的情况下，药液附着于针状凹部132的壁部的一部分，难以接触到壁部的整个圆周。
级别9～级别11是将开口直径D设为600μm，将吐出量A设为35nL，将曲率半径R设为30μm，将吐出速度V设为0.2m/s，将角度θ分别设为63.4度、71.6度、90.0度的级别。另外，在级别11中，由于将角度θ设为90度，因此当从开口部至恒定深度为止设为开口直径D的圆筒部，并设为在圆筒部的前端具有杯部136及尖端凹部134的形状。杯部136的角度设为45度。在级别9～级别11中，开口内着落为“优秀”，开口封闭为“可以”。由此可知，即使角度θ至少增加至90.0度，也没有问题。另外，可以认为，即使使角度θ增加，开口封闭的评价也不会上升，是因为由于将曲率半径R设为30μm，因此附着于针状凹部132的壁部的一部分上的药液不会流入到针状凹部132的中心，而难以接触到壁部的整个圆周。
级别12～级别14是将开口直径D设为600μm，将角度θ设为45.0度，将曲率半径R设为30μm，将吐出速度V设为0.2m/s，将吐出量A分别设为50n L、75nL、150nL的级别。在级别12～级别14中，开口内着落为“优异”，开口封闭为“可以”。由此，即使吐出量A增加至少增加至150nL，也没有问题。另外，可以认为，即使使吐出量A增加，开口封闭的评价也不会上升的理由是，因为由于将曲率半径R设为30μm，因此附着于针状凹部132的壁部的一部分上的药液不会流入到针状凹部132的中心，难以接触到壁部的整个圆周。
级别15～级别18是将开口直径D设为800μm，将曲率半径R设为30μm，将吐出速度V设为0.2m/s的级别。级别15及级别16是将角度θ设为21.8度的级别，开口封闭为“不可以”。在角度θ小的情况下，当着落位置偏离了开口的中心时，附着于针状凹部132的壁部的一部分上的药液不会流入到针状凹部132的中心，难以接触到壁部的整个圆周。
级别15及级别17是将吐出量A设为25nL的级别，开口封闭为“不可以”。可以认为，这是因为在吐出量A少的情况下，药液附着于针状凹部132的壁部的一部分，难以接触到壁部的整个圆周。
相对于此，在将角度θ设为31.0度且将吐出量A设为35nL的级别18中，开口封闭为“可以”。由此可知，在开口直径D为800μm的情况下，角度θ需要大于21.8度，并且吐出量A需要多于25nL。
级别19～级别22是将开口直径D设为1000μm，将曲率半径R设为30μm，将吐出速度V设为0.2m/s的级别。级别19及级别20是将角度θ设为29.7度的级别，开口封闭为“不可以”。级别19及级别21是将吐出量A设为25nL的级别，开口封闭为“不可以”。相对于此，在将角度θ设为35.5度且将吐出量A设为35nL的级别22中，开口封闭为“可以”。由此可知，在开口直径D为1000μm的情况下，角度θ需要大于29.7度，并且吐出量A需要多于25nL。
级别23～级别26是将开口直径D设为1200μm，将曲率半径R设为30μm，将吐出速度V设为0.2m/s的级别。级别23及级别24是将角度θ设为29.1度的级别，开口封闭为“不可以”。级别23及级别25是将吐出量A设为25nL的级别，开口封闭为“不可以”。相对于此，在将角度θ设为33.7度且将吐出量A设为35nL的级别26中，开口封闭为“可以”。由此可知，在开口直径D为1200μm的情况下，角度θ需要大于29.1度，并且吐出量A需要多于25nL。
级别27～级别29是将开口直径D设为600μm，将角度θ设为45.0度，将吐出量A设为35nL，将吐出速度V设为0.2m/s的级别，并且是将曲率半径R分别设为50μm、100μmL、300μm的级别。在级别27～级别29中，开口内着落为“优秀”，开口封闭为“良好”。可以认为，若曲率半径R大且平滑，则即使着落到针状凹部132内部的药液的着落位置相对于开口的中心偏离，也容易在针状凹部132的内壁上滑动，药液容易接触到针状凹部132的整个圆周。从级别27～级别29的结果可知，曲率半径R值在50μm～300μm的范围是良好的。另外，从级别6等结果可知，即使曲率半径R值为30μm，也没有问题。
级别30～级别32是将开口直径D设为600μm，将角度θ设为45.0度，将吐出量A设为35nL，将曲率半径R设为100μm的级别，并且是将吐出速度V分别设为0.3m/s、0.5m/s、1.0m/s的级别。在级别30～级别32中，开口内着落为“优秀”，开口封闭为“优秀”。可以认为，若吐出速度V快，则能够使所吐出的药液容易聚集或流入到针状凹部132的中心。从级别30～级别32的结果可知，吐出速度V值在0.3m/s～1.0m/s的范围内是良好的。另外，从级别6等结果可知，即使吐出速度V值为0.2m/s，也没有问题。
根据以上内容，开口直径D能够设为600μm以上，角度θ能够设为30.0度以上，吐出量A能够设为30nL以上的范围。通过将开口直径设为600μm以上，能够容易使所吐出的药液着落于针状凹部。并且，通过将与模具的平坦部所成角度设为30.0度以上，能够使所着落的药液容易聚集或流入到针状凹部的中心。此外，通过将药液的吐出量设为30nL以上，能够容易封闭针状凹部。优选开口直径D为1200μm以下，角度θ为90.0度以下，吐出量A在150nL以下的范围内。
并且，曲率半径R能够设为30μm以上，吐出速度V能够设为0.2m/s以上的范围。通过将曲率半径R设为30μm以上而防止吐出到针状凹部的药液被固定于第1边缘部及第2边缘部，能够使药液容易聚集并流入到针状凹部的中心，并且能够填充到针状凹部的尖端。并且，通过将吐出速度V设为0.2m/s以上，能够使所吐出的药液容易聚集并流入到针状凹部的中心。优选曲率半径R为300μm以下，吐出速度V在1.0m/s的范围内。
＜其他＞
本发明的技术范围并不限定于上述实施方式中所记载的范围。各实施方式中的结构等在不脱离本发明的主旨的范围内，在各实施方式之间能够适当地进行组合。
符号说明
1 药液填充装置
10 XYZ工作台
10A 载置面
20 吸附板
20A 载置面
21 级别
22 抽吸泵
24 抽吸管
30 相机
32 摄影透镜
34 药液喷头
36 喷嘴
40 摄影控制部
42 移动控制部
44 图像检测部
46 吐出控制部
48 抽吸控制部
50 电铸模具
52 第2面
54 凸状图案
56 针状凸部
58 第2面
70 模
72 第1模
74 第2模
76 型腔
78 平坦面
80 吸附板
82 抽吸管
84 凹坑
86 浇口
88 注射成型机
100 经皮吸收片
100A 表面
100B 背面
102 片材部
110 凸状图案
112 针状凸部
114 针部
116 锥台部
120 模具
120A 表面
120B 背面
122 平坦部
124 模具
130 凹状图案
132 针状凹部
134 尖端凹部
136 杯部
150 输送夹具
150A 载置面
152 吸附孔
S1～S5 经皮吸收片的制造方法的各工序
S11～S16 药液填充工序中所包括的各工序

Claims (16)

1.一种微针阵列的制造方法，其具备：
定位调整工序，对表面上具有针状凹部的模具和在第1方向上吐出药液的药液吐出喷嘴进行定位调整；
相对移动工序，使所述模具和所述药液吐出喷嘴相对移动，以便在所述第1方向上俯视时使所述针状凹部的位置与所述药液吐出喷嘴的位置一致；
吐出工序，从所述药液吐出喷嘴向所述针状凹部吐出药液，其中，从所述药液吐出喷嘴吐出的药液向铅垂方向下方飞行；及
抽吸工序，抽吸所述模具的背面；
其中，所述相对移动工序和吐出工序中，所述药液吐出喷嘴与所述模具的表面不接触，
所述吐出工序中，使所吐出的药液着落于所述针状凹部，所着落的药液接触到所述针状凹部的壁部的整个圆周面，将所述针状凹部封闭，
所述抽吸工序中，将封闭了所述针状凹部的所述药液填充至所述针状凹部的尖端。
2.根据权利要求1所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述针状凹部的开口直径为600μm以上，与所述模具的平坦部所成角度为30.0度以上，
吐出到一个所述针状凹部中的药液的吐出量为30nL以上。
3.根据权利要求2所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述针状凹部的所述开口直径为1200μm以下。
4.根据权利要求2或3所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述针状凹部的所述角度为90.0度以下。
5.根据权利要求2或3所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述吐出量为150nL以下。
6.根据权利要求2或3所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述针状凹部的开口部的第1边缘部被倒角，所述第1边缘部的倒角的第1曲率半径为30μm以上。
7.根据权利要求6所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述第1曲率半径为300μm以下。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述针状凹部具备：
杯部，设置于所述模具的表面；及
前端凹部，与所述杯部连接，在所述模具的深度方向上具有锥形形状，
所述杯部与所述尖端凹部的第2边缘部被倒角，所述第2边缘部的倒角的第2曲率半径为30μm以上。
9.根据权利要求8所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述第2曲率半径为300μm以下。
10.根据权利要求2或3所述的微针阵列的制造方法，其中，
从所述药液吐出喷嘴吐出的所述药液的飞行速度为0.2m/s以上。
11.根据权利要求10所述的微针阵列的制造方法，其中，
从所述药液吐出喷嘴吐出的所述药液的飞行速度为1.0m/s以下。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的微针阵列的制造方法，其具备拍摄工序，该拍摄工序拍摄所述模具的多个位置，
所述定位调整工序根据所述拍摄到的多个位置来计算所述针状凹部的位置，
所述相对移动工序根据计算出的结果使所述针状凹部的位置与从所述药液吐出喷嘴吐出的药液的着落位置一致。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述模具具有多个所述针状凹部，
所述抽吸工序在所述药液吐出到所述多个针状凹部的所有针状凹部之后，抽吸所述模具的背面。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述模具具有透气性。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的微针阵列的制造方法，其具备干燥工序，该干燥工序使填充于所述针状凹部中的药液干燥。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的微针阵列的制造方法，其中，
所述药液包含药剂原液、糖类、添加剂中的至少一种。
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