一种微针及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种性能卓越的微针及其制造方法。本发明专利技术提供一种微针矩阵，其中，所述微针矩阵以聚乙醇酸为材料，其晶度为21％以上，前端部的轴向收缩率为99％以上；以及，本发明专利技术还提供一种制造微针矩阵的方法，其中，所述微针矩阵是通过在炉缸温度230至280℃、模具温度60至130℃、注塑压力1000至1500KPa下将聚乙醇酸注塑成形从而使聚乙醇酸的晶度在21％以上、前端部的轴向收缩率为99％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种微针及其制造方法本申请是申请人提交的申请号为201580078126.3、专利技术名称为“一种微针及其制造方法”的申请的分案申请。母案申请日为2015年12月10日，最早优先权日为2015年03月23日。
本专利技术与微针及其制造方法相关，所述微针采用注塑成形法并使用聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)以及它们的共聚物。
技术介绍
在经皮给药法中，皮肤角质层阻碍药物透过，因此简单地将药物涂敷于皮肤表面则无法使药物充分透过。与涂敷法相比，用微小的针头、亦即微针在角质层穿孔的方法能显著提高药物的透过效率。微针矩阵是在基板上集成众多此类微针而成的。此外还有一种便于使用的微针贴，其是在微针矩阵上设置粘接带或覆盖膜等制成，其中前者用来使微针矩阵粘附于皮肤，后者则用来在使用前保持无菌状态。在这里，带是指在薄膜或布又或者纸上涂敷粘着剂而成者。根据所用的材料是金属还是树脂，微针的制造方法有很大的区别，迄今为止业内公布了针对多种制造方法的尝试。用树脂制成的微针容易加工且可以制作多种形状的微针，所以目前正在进行众多相关的探讨。例如已公布的报告有，用加热针融化树脂平板后牵拉成形的方法(专利文献1、2)；在铸模中注入水溶性聚合物的水溶液后，将其干燥固化来制作的方法(专利文献3、4)；将融化状态的聚乙醇酸微针型挤压后在低温下固化来制造的方法(专利文献5)；通过注塑成形聚乙醇酸来制造的方法(专利文献6)等。“注塑成形法”是一种公知的方法，其在高温下熔化热可塑性树脂等，将其高压注入低温模具中固化。用于注塑成形的树脂可举：聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酰胺树脂等通用树脂；聚碳酸脂树脂、改性聚苯醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂等工程塑料。用于微针的热可塑性树脂以能够在生物体内分解从而保障安全性的树脂为佳，如聚乙醇酸树脂、聚乳酸以及它们的共聚物等；另一方面，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂因万一残留生物体内时不能在其中分解，故不是理想的材料。调节注塑成形条件从而提高晶度，便可以提高聚乙醇酸的强度(专利文献7)。据了解，要想获取晶度为5％以上的聚乙醇酸，在树脂温度230至270℃、模具温度80至130℃等较高温条件下注塑成形为较佳(专利文献8)。这些聚乙醇酸成形品是用于生活工业用途的产品，并不暗示用于微针时其物理性质与结晶性之间的关系，更无法预料成形时是否会因晶化导致微针物理性质完全被改变。另外，关于利用注塑成形法制造微针，迄今尚未发现根据“要想穿透皮肤，每根针的压缩强度必须在0.056N以上”这一经验法则(非专利文献1)揭示成形条件(尤其是模具温度)与微针物理性质之间的关联的文献。更不存在关于利用聚乙醇酸、聚乳酸以及它们的共聚物作为材料，利用注塑成形方法制造具有锐利前端部微针的条件进行了详细研究的报告。参考文献[专利文献][专利文献1]WO2008/093679号公报(再表、medrx)[专利文献2]WO2010/016218号公报(再表、香川大学)[专利文献3]特开2008-142183号公报(富士薄膜)[专利文献4]特开2010-082401号公报(CosMED)[专利文献5]WO2012-057345号公报(帝人)[专利文献6]特开2014-079557号公报(CosMED、台阶部)[专利文献7]特开2008-260902号公报(kureha)[专利文献8]特开2010-056400号公报(东京大学)[非专利文献][非专利文献1]S.P.Davis及其他，JournalofBiomechanics，Elsevier，2004年，37卷，1155-1163页
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术要解决的课题是，为了利用注塑成形法制造具有锐利前端部的微针，探讨微针的晶度、与材料物理性质和制造方法之间的关联，从而提供一种性能卓越的微针的制造方法。解决课题的手段本专利技术是为了解决上述课题而实施的，与本专利技术相关的利用注塑成形法的微针制造方法的特征在于，其以聚乙醇酸、聚乳酸或两者的共聚物、又或它们的混合物为材料，通过利用注塑成形法，使所述材料的晶度达到21％以上、前端部的轴向收缩率达到99％以上。在注塑成形机上安装用于注塑成形微针的模具后，向该注塑成形机提供由以聚乙醇酸为主原料的热可塑性树脂材料组成的颗粒，在炉缸温度230至280℃、模具温度60至130℃、注塑压力1000至1500KPa下注塑成形，便可以实现20％以上的晶度。本专利技术的特征在于注塑压力在1000至1500KPa，模具温度设在60至130℃之间，通过在上述条件下注塑成形来进行晶化，获得不会发生时变的物理性质卓越的微针。热可塑性树脂材料可以单独使用聚乙醇酸、聚乳酸或这些物质的共聚物，也可以使用它们的混合物。另外，在不阻碍本专利技术目的的范围内，可以添加无机填充物、其他热可塑性树脂等的组合物。具体来说，可以使用对于100重量份的聚乙醇酸配合0至20重量份的无机填充物、0至30重量份的其他热可塑性树脂等的组合物(compound)。如果无机填充物或其他热可塑性树脂超过20重量份，则所得到的注塑成形物的耐冲击强度、强韧性不足，并可能降低融化加工性。无机填充物可举：二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、硅酸钙等。这些物质分别可以单独使用或两种以上组合使用。其他热可塑性树脂可举ε-己内酯的单独聚合体及共聚物、TPX等。这些热可塑性树脂分别可以单独使用或两种以上组合使用。对于100重量份的聚乙醇酸，通常使用0至30重量份的其他热可塑性树脂。采用本专利技术规定的恰当的注塑成形条件使聚乙醇酸的晶度达到21％以上，可以使微针恰好充满型腔从而获得足够长且压缩应力强的微针。压缩该微针将会显示出明显的屈服点。相反，如果晶化不足则不会显示出明显的屈服点而是平滑地弯曲，且杨氏模量也小。每根微针在屈服点下的压缩强度在0.070N左右。采用纯树脂且具有如此高压缩强度的微针注塑成形物在以往的注塑成形微针中是未曾有过的。如实施例和比较例中所示，如果注塑成形条件不利于晶化，即使同样是以聚乙醇酸为原料也会导致注塑成形物的针形参差不齐、密度小且压缩强度也小。通过将聚乙醇酸的注塑成形条件最优化，提高了晶度，进而获得了以往产品不具有的细长针且刚度极高以及具有粘性的微针。通过提高晶化以提高压缩强度，这对于微针的性质极其重要。高晶度的聚乙醇酸微针的每根针的压缩强度为约0.07N，超过了0.056N(非专利文献1)的值，因此可确保刺入皮肤。相反，如果晶度低，则在多数情况下没有明显的屈服点。即使观测到屈服点，每根针的压缩强度只有0.03至0.05N，而这一强度不足以确保刺入皮肤。提高晶度的聚乙醇酸微针的重要特征是形状的时变极小。如果晶度低，在室温下保存时也会逐渐进行晶化，同时针高降低并且基础部也会收缩变形。相反，如果在成形时就晶化则完全不会发生这种变形，针也不会在保存过程中发生变形。这是与本专利技术相关的微针的重大特征。在公知的报告(专利文本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微针矩阵，其以聚乙醇酸为材料，所述聚乙醇酸的晶度为21％以上、前端部的轴向收缩率为99％以上。/n

【技术特征摘要】
20150323 JP 2015-0803881.一种微针矩阵，其以聚乙醇酸为材料，所述聚乙醇酸的晶度为21％以上、前端部的轴向收缩率为99％以上。


2.如权利要求1所述的微针矩阵，其特征在于，所述微针矩阵在测量压缩强度时具有屈服点。


3.如权利要求1或2所述的微针矩阵，其特征在于，所述微针的形状为圆锥形或圆台形或成层火山状，微针为1段结构或2段结构，所述微针的针高在0.1mm至1.5mm之间，所述微针间的间隙在0.2mm至1.5mm之间。


4.如权利要求1至3中的任意一项所述的微针矩阵，其特征在于，基板的上部具有基板台部、以及/或者基板的下部呈凹凸状。
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【专利技术属性】
技术研发人员：权英淑，李英哲，斋藤美生，北冈翔太，神山文男，
申请(专利权)人：考司美德制药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP