ES2218815T3 - Dispositivo de deteccion minimamente invasivo. - Google Patents
Dispositivo de deteccion minimamente invasivo.Info
- Publication number
- ES2218815T3 ES2218815T3 ES98915326T ES98915326T ES2218815T3 ES 2218815 T3 ES2218815 T3 ES 2218815T3 ES 98915326 T ES98915326 T ES 98915326T ES 98915326 T ES98915326 T ES 98915326T ES 2218815 T3 ES2218815 T3 ES 2218815T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- electrode
- sensor
- microsalients
- patient
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1486—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase
- A61B5/14865—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase invasive, e.g. introduced into the body by a catheter or needle or using implanted sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
- A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
- A61B5/685—Microneedles
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Un dispositivo para detectar un agente debajo de la capa más exterior (24) de la epidermis de un paciente, que comprende: al menos un sensor (22) electroquímico; y una placa (6) que tiene una pluralidad de microsalientes (4) de perforación de la piel que se extienden desde ella, teniendo al menos uno de los microsalientes (4) un electrodo (14, 16 o 18) del sensor (22) electroquímico sobre él.
Description
Dispositivo de detección mínimamente
invasivo.
La presente invención se refiere a dispositivos
de detección percutáneos. Más particularmente, esta invención se
refiere a detección percutánea de agentes, tales como electrolitos
corporales, glucosa, alcohol, productos farmacéuticos y drogas
ilícitas, usando sensores transcutáneos.
Ha crecido, a lo largo de los años, el interés en
la detección percutánea de analitos corporales (es decir,
electrolitos fluidos), compuestos orgánicos (por ejemplo, glucosa),
productos farmacéuticos y drogas ilícitas. En los últimos años, se
han desarrollado varios sensores electroquímicos para detectar cada
uno de estos analitos en la sangre o fluido intersticial de un
paciente. Por ejemplo, se han desarrollado sensores de glucosa para
obtener una indicación de los niveles de glucosa en sangre en
pacientes diabéticos. Los sensores electroquímicos existentes
requieren o recogida de una muestra del paciente o alguna forma de
inserción invasiva de una sonda sensora en el mismo.
Se han desarrollado sensores electroquímicos de
película delgada para colocación subcutánea de sondas sensoras en
contacto directo con la sangre u otro fluido extracelular del
paciente. Uno de tales ejemplos de un sensor electroquímico de
película delgada, descrito en la patente de EE.UU. número 5.391.250
expedida a Cheney, II et al., se fabrica usando técnicas de
enmascaramiento con película delgada. Con técnicas de
enmascaramiento con película delgada, tres elementos conductores de
película delgada se extienden en relación paralela próxima sobre un
sustrato y se encierran entre capas aislantes flexibles de material
de poliimida. Los elementos conductores se dejan expuestos en el
extremo distal del sensor electroquímico para colocación en contacto
directo con la sangre del paciente. Se aplican químicas de
electrodo apropiadas a los elementos conductores expuestos para su
uso como un sensor de glucosa en sangre. Uno de los elementos
conductores expuestos tiene un revestimiento que contiene glucosa
oxidasa para definir un electrodo de trabajo. Los otros dos
elementos conductores expuestos se revisten con otros materiales
adecuados o se dejan sin revestir para definir un electrodo de
referencia y un contraelectrodo para el sensor electroquímico. Los
elementos conductores se dejan expuestos en el extremo proximal
externamente situado para su conexión a un monitor adecuado.
Los elementos conductores expuestos en el extremo
distal del sensor electroquímico se colocan de manera transcutánea
usando un conjunto de inserción de sensores, tal como el descrito
en la patente de EE.UU. número 5.390.671 expedida a Lord et
al. El conjunto de inserción de sensores comprende una aguja
ranurada de inserción separada que se extiende a través de una base
de montaje que se fija sobre la piel del paciente. El sensor de
película delgada tiene un extremo proximal portado por la base de
montaje y un segmento distal con los electrodos de sensor expuestos
en él que sobresalen de la base de montaje. El extremo proximal del
sensor está linealmente desplazado respecto al segmento distal, de
manera que éste se puede ajustar dentro de la aguja ranurada de
inserción al tiempo que el extremo proximal es portado por la base
de montaje. El segmento distal se coloca de manera transcutánea
mientras la aguja de inserción perfora la piel del paciente una vez
que la base de montaje se aprieta sobre la piel del paciente. La
aguja de inserción se retira entonces en el electrodo del paciente
dejando el segmento distal en el lugar seleccionado y la base de
montaje sobre la piel del paciente.
La inserción de la aguja es relativamente
invasiva, dolorosa y aterradora para muchos pacientes. Por lo
tanto, existe una necesidad de una colocación indolora y
mínimamente invasiva de sensores electroquímicos en la piel del
paciente. Además, es deseable en algunas circunstancias aplicar los
sensores electroquímicos a elementos individuales de perforación de
la piel en lugar de hacerlo en relación paralela próxima sobre una
sonda sensora para capacidad de fabricación mejorada.
Un sistema de supervisión de glucosa en sangre se
describe en la patente de Estados Unidos número 4.953.552, por
DeMarzo. Ésta incluye un parche y montado en él un electrodo a
tierra y un electrodo de detección. El electrodo de detección
contiene un único elemento de perforación. El elemento de
perforación está revestido con materiales apropiados de manera que
se genera una corriente a nivel de nanoamperios cuando el electrodo
está expuesto a la glucosa. El parche se aplica, típicamente, al
antebrazo y los dos electrodos están eléctricamente conectados a un
medidor que lee la corriente de bajo nivel y presenta una lectura
equivalente de glucosa en sangre en un pantalla que lleva puesta
alrededor de la muñeca.
Según la presente invención, se ha previsto un
dispositivo para detectar un agente debajo de la capa más exterior
de la epidermis de un paciente, que comprende:
al menos un sensor electroquímico y una placa que
tiene una pluralidad de microsalientes de perforación de la piel que
se extienden desde ella, teniendo al menos uno de los
microsalientes un electrodo del sensor electroquímico en él.
La presente invención proporciona, así, un
dispositivo de detección que se puede usar para colocar un sensor
electroquímico en contacto con un fluido intersticial del paciente
con microsalientes de perforación de la piel de manera mínimamente
invasiva. El dispositivo de la presente invención puede perforar el
estrato córneo de una superficie corporal para situar el sensor
electroquímico justo debajo de la capa más exterior de la epidermis
pero encima de las terminaciones nerviosas y los vasos sanguíneos
del paciente para eliminar dolor y sangrado. La presente invención
proporciona un dispositivo para conseguir detección in situ
con una aplicación indolora.
En una realización, la invención comprende una
pluralidad de microsalientes para perforar la piel, en la que cada
microsaliente forma un electrodo individual de un sensor
electroquímico, en vez de todos los electrodos sobre una sonda, para
maximizar el área del electrodo al tiempo que se mantiene el
pequeño tamaño del saliente necesario para un funcionamiento
mínimamente invasivo. En otra realización, los electrodos están
revestidos en cada lado de los microsalientes para aumentar el área
activa del electrodo.
En otra realización de la invención, el
dispositivo utiliza un miembro que tiene una abertura a su través
en comunicación con un miembro de atracción de fluido, una
pluralidad de microsalientes que se extienden hacia abajo desde un
primer lado del miembro y un electrodo de película delgada en los
microsalientes que forman un sensor electroquímico. Con los
electrodos de película delgada insertados en la piel del paciente,
se puede mantener un flujo constante de fluido intersticial hasta
más allá de los electrodos extrayendo el fluido a través de la
abertura con el miembro de atracción de fluido (por ejemplo, una
capa de sal osmótica).
Se describirán ahora realizaciones preferidas de
la invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los
dibujos.
La figura 1 es una vista en planta desde arriba
de una porción de un miembro con microsalientes que tiene
electrodos de sensor en él;
la figura 2 es una vista en perspectiva desde
abajo del miembro de la figura 1 después de que los microsalientes
se hayan curvado a su posición;
la figura 3 es una vista agrandada en corte
transversal parcial de un dispositivo de detección de acuerdo con
la presente invención;
la figura 4 es una vista agrandada en perspectiva
del lado inferior de un miembro de acuerdo con otra realización de
la presente invención; y
la figura 5 es una vista diagramática en corte
transversal de un dispositivo de detección osmótica de acuerdo con
la presente invención.
Pasando a considerar ahora los dibujos con
detalle, una realización del miembro 2 de perforación de la piel de
la presente invención se muestra, generalmente, en las figuras 1 y
2. El miembro 2 se usa para la detección percutánea de un agente. El
término "detección" se usa, en sentido amplio, en esta memoria
para incluir la detección o la percepción de la presencia o la
cantidad de un agente, así como la supervisión de la presencia o la
cantidad de un agente. Los términos "sustancia", "agente"
y "medicamento" se usan de modo intercambiable en esta memoria
e incluyen, en sentido amplio, sustancias tales como glucosa,
electrolitos corporales, alcohol, drogas ilícitas, productos
farmacéuticos, etc., que se pueden muestrear a través de la piel.
Las principales propiedades barrera de la piel, tales como la
resistencia a la detección de agentes, residen en la capa más
exterior (es decir, estrato córneo). La división interior de la
epidermis comprende, generalmente, tres capas comúnmente
identificadas como estrato granuloso, estrato de Malpighi y estrato
germinativo. Hay esencialmente poca o ninguna resistencia al
movimiento de un agente a través del estrato granuloso, del estrato
de Malpighi y del estrato germinativo. El dispositivo de la
presente invención se usa para perforar el estrato córneo 24 para
detectar, in situ, un agente con un sensor situado debajo de
la capa más exterior de la piel del paciente (figura 3).
El miembro 2 comprende una pluralidad de
microsalientes 4 que están dimensionados y conformados para perforar
la capa del estrato córneo más exterior de la piel (por ejemplo,
humana o de otro animal). La figura 1 muestra los microsalientes 4
después de que se han formado (por un procedimiento de
fotolitografía seguido por un procedimiento de grabado químico
descritos con más detalle en lo sucesivo) y después de revestir
(por ejemplo, por impresión) los electrodos 14, 16, 18 y las pistas
20 eléctricas en ellos. La figura 2 muestra los microsalientes 4
después de que han sido curvados para extenderlos hacia abajo (por
ejemplo, perpendicularmente) desde el plano de la placa 6. La
figura 4 muestra el miembro 2 en una posición invertida para plasmar
mejor los microsalientes 4. Sólo se muestra una porción de la placa
6 en las figuras 1, 2 y 4. El miembro 2 proporciona la colocación
transcutánea de un sensor 22 flexible que tiene uno o más
electrodos en un lugar seleccionado dentro del cuerpo de un
paciente. Particularmente, el miembro 2 facilita la colocación de un
sensor electroquímico de película delgada flexible del tipo usado
para detectar parámetros específicos representativos de las
condiciones de un paciente. La colocación del sensor dentro de la
piel del paciente permite que se obtengan lecturas, in situ,
en vez de basarse en recoger fluido intersticial en un miembro
absorbente. La detección in situ minimiza el tiempo de
retardo en las lecturas comparada con métodos de diagnóstico que se
basan en extraer el fluido intersticial antes de que tenga lugar la
medición. En una realización preferida, el sensor está diseñado
para supervisar los niveles de glucosa en pacientes diabéticos.
En la realización ilustrada en las figuras 1 y 2,
el miembro 2 comprende un sensor electroquímico de tres electrodos
mostrado, generalmente, con 22 que tiene un electrodo de muestreo
14, un electrodo común 16 y un electrodo de referencia 18. Se
encaminan pistas 20 eléctricas desde cada electrodo a lo largo de la
superficie superior del dispositivo 2 para hacer de interfase con
una unidad de control o detector 10 electrónico (mostrado
esquemáticamente en la figura 3). Los tres electrodos 14, 16 y 18 en
los microsalientes 4 adyacentes son movidos a la orientación
mostrada en la figura 2 colocando la placa 6 de la figura 1 sobre
una matriz (no mostrada) y usando un punzón (no mostrado) que se
empuja a través de la abertura 8. Los microsalientes 4 del sensor 22
electroquímico están dimensionados apropiadamente, de manera que se
extienden a través del estrato córneo 24 pero no contactan las
terminaciones nerviosas 26 del paciente (figura 3). Por ejemplo,
los electrodos 14, 16 y 18 en forma de lágrima mostrados en las
figuras 1 y 2 en la punta de cada microsaliente 4 son de
aproximadamente 100 micrómetros de diámetro y los microsalientes 4
tienen una longitud total de aproximadamente 150 micrómetros. Con
esta configuración, el sensor 22 electroquímico es sensible a
cambios en la presencia o la cantidad de un agente en el fluido
intersticial del paciente sin causar una sensación dolorosa o
sangrado. Antes de la punción, el sensor 22 se puede construir
usando técnicas de enmascaramiento con película delgada que
utilizan conductores 20 de película delgada embebidos o encerrados
entre capas de material aislado seleccionado, tal como película de
poliimida. Los electrodos 14, 16 y 18 en la punta distal de cada
microsaliente se insertan en la piel del paciente, a fin de
contactar el fluido intersticial del paciente cuando el sensor se
coloca de manera transcutánea.
Como se conoce en la técnica y se ilustra
diagramáticamente en la figura 3, los electrodos 14, 16 y 18 en
rombo están en comunicación eléctrica, a través de pistas 20
conductoras, con una unidad de control 10 adecuada para detectar la
condición del paciente (por ejemplo, la concentración de glucosa en
sangre) en respuesta a señales obtenidas de los electrodos
sensores. Se puede usar en la presente invención cualquier técnica
adecuada de enmascaramiento con película delgada incluyendo, como
referencia, a las descritas en las patentes de EE.UU. números
5.391.250 expedida el 21 de febrero de 1995 a Cheney, II et
al. y 5.108.819 expedida el 28 de abril de 1992 a Heller et
al. El sensor se puede usar durante un periodo prolongado de
tiempo para detectar periódica o continuamente un electrolito
corporal, tal como glucosa en un paciente diabético. Tales lecturas
son útiles al supervisar la concentración de glucosa en sangre del
paciente (es decir, por software apropiado que pone la
concentración de glucosa en el fluido intersticial en correlación
con la concentración de glucosa en la sangre) y que se puede usar
además para ajustar un régimen de tratamiento que incluya,
típicamente, la administración de insulina al paciente y/o la
modificación apropiada de una dieta y/o ejercicio.
En la construcción ilustrativa de sensores
mostrada en las figuras 1 y 2 diseñada para uso como un sensor de
glucosa en sangre sucutáneo, se muestra cada sensor 22 que incluye
tres conductores o pistas 20 paralelos correspondientes con tres
electrodos 14, 16 y 18 separados. Se pueden aplicar las químicas de
electrodo apropiadas que correspondan definiendo las superficies de
electrodo en forma de lágrima en los extremos distales de los
microsalientes 4. En esta realización ilustrativa de sensores, para
uso como un sensor de glucosa, el electrodo 14 incluye glucosa
oxidasa para definir un electrodo de trabajo o muestreo. Los otros
dos electrodos, el contraelectrodo 16 y el electrodo de referencia
18 pueden contener otras químicas adecuadas, para definir un
contraelectrodo y un electrodo de referencia para el sensor 22
electroquímico. Como es conocido para los expertos en la técnica de
muestreo de analitos (por ejemplo, glucosa) electroquímicos, al
menos el electrodo de trabajo 14 debería estar revestido con una
membrana excluyente a fin de limitar la interferencia eléctrica
debido a la oxidación o reducción de especies extrañas en el fluido
intersticial. La membrana excluyente puede estar constituida por dos
capas, incluyendo una primera capa para impedir que tejido
cicatrizado o macrófagos revistan el electrodo y reduzcan el área
activa del mismo, y una segundo capa para excluir especies
oxidizables o reducibles de pequeño peso molecular. En detección de
glucosa, la segunda capa está formada, típicamente, por acetato de
celulosa y es permeable al peróxido de hidrógeno pero
sustancialmente menos permeable a otras especies
oxidizables/reducibles endógenas.
El electrodo de referencia está formado,
típicamente, por plata/cloruro de plata y contiene,
preferiblemente, un electrolito que tiene una composición controlada
como es conocida a los expertos en las técnicas de detección
electroquímica.
Colocando cada uno de los electrodos 14, 16 y 18
en un microsaliente 4 separado, en vez de situar todos los
electrodos 14, 16 y 18 en un microsaliente 4 único, se maximiza el
área del electrodo al tiempo que se mantiene un tamaño de saliente
relativamente pequeño necesario para un dispositivo mínimamente
invasivo.
En una realización alternativa, los electrodos
están revestidos en cada lado de los microsalientes duplicando el
área activa del electrodo. La separación de los electrodos en
microsalientes individuales elimina los problemas que están
asociados con depositar los electrodos de referencia, de muestreo y
común juntos en una pequeña configuración. El espacio grabado entre
los electrodos garantiza separación segura de los materiales de
revestimiento de los electrodos, de manera que hay pocas
posibilidades de sangrado de un revestimiento a otro electrodo
durante la fabricación.
Aunque se ha descrito un sensor de glucosa, se
puede utilizar cualquier sistema de detección con el dispositivo 2.
Está dentro del alcance de la invención que el sistema particular
de detección puede tener sólo uno o dos electrodos, o puede tener
más de tres electrodos. Si se necesitan electrodos adicionales para
el sistema de detección, se pueden usar y disponer más
microsalientes para una mejor configuración. La configuración
ilustrada en la figura 4 utiliza múltiples microsalientes 4
alrededor de la pluralidad de aberturas 8 de modo redundante, de
manera que todos los seis microsalientes están revestidos con
electrodos. De este modo, si alguno de los electrodos se daña
durante la fabricación, está defectuoso o no penetra en la piel, la
unidad de control 10 puede ensayar en el inicio para ver qué
electrodos están trabajando y sólo utilizar los electrodos de
trabajo para detectar el agente. Igualmente, se pueden situar más de
un conjunto de microsalientes y aberturas en un miembro 2, como se
muestra. Además, como se plasma en la figura 4, dos conjuntos de
sensores de tres electrodos se muestran alrededor de cada abertura
8 por redundancia y precisión.
Los extremos distales de los microsalientes 4
pueden tener cualquiera de una variedad de formas y configuraciones
para perforar la superficie corporal o de la piel, incluyendo
extremos en forma de flecha o en forma de rombo, como se muestra en
las figuras 1 y 2, extremos en forma triangular, como se muestra en
la figura 4, y pasadores (no mostrados). Los microsalientes 4
penetran el estrato córneo de la epidermis cuando se aplica presión
al dispositivo para facilitar la detección de un agente a través de
una superficie corporal. La expresión "superficie corporal",
como se usa en esta memoria, hace referencia, generalmente, a la
capa más exterior de la piel, a las membranas mucosas y a las uñas
de un animal o un humano, y a la superficie exterior de una
planta.
En la realización ilustrada, la placa 6 está
formada con una abertura 8 entre los microsalientes 4. La abertura
8 se corresponde con la porción de la placa 6 ocupada por cada uno
de los microsalientes 4 antes de que éstos sean curvados a una
posición que es sustancialmente perpendicular al plano de la placa
6. El número de aberturas 8 por dispositivo y el número de
microsalientes 4 por dispositivo son independientes. El dispositivo
puede tener sólo una gran abertura 8 con una pluralidad de
microsalientes 4 alrededor de la misma. Como se describirá en lo que
sigue, la abertura 8 puede estar cubierta con un miembro de
atracción de fluido para mejorar el movimiento de un agente que se
está muestreando hasta más allá de los electrodos y a un depósito de
atracción de fluido. En otra realización, el dispositivo no tiene
una abertura 8 a través de la placa 6. En esta última realización,
los microsalientes 4 se hacen por moldeo o colado y se revisten
entonces con los electrodos.
Los microsalientes 4 están formados,
generalmente, de una única pieza de material (aunque no tienen
porqué) y son suficientemente afilados y largos como para pinchar
al menos el estrato córneo de la superficie corporal. En una
realización, los microsalientes 4 y la placa 6 son esencialmente
impermeables o son impermeables al paso de un agente. La anchura de
cada microsaliente puede ser cualquiera de un intervalo de anchuras.
Usualmente, la anchura del microsaliente está en el intervalo de
aproximadamente 25 micrómetros a 500 micrómetros. La longitud de
los microsalientes está sometida a la variación de la superficie
corporal que se está penetrando y se corresponde con el grosor
natural del estrato córneo para una de las propiedades de la
invención en la que el electrodo sensor detecta el agente debajo de
la capa más exterior de la epidermis. Usualmente, los
microsalientes tendrán una longitud de aproximadamente 20
micrómetros a aproximadamente 400 micrómetros. Los microsalientes 4
pueden tener bordes delanteros 64 (figura 4) inclinados (es decir,
en ángulo) para reducir además la fuerza de inserción requerida
para presionar los microsalientes hacia dentro de la superficie
corporal. Los bordes delanteros de cada microsaliente pueden tener
todos el mismo ángulo o pueden estar a ángulos diferentes adecuados
para perforar la superficie corporal. Alternativamente, el borde
delantero de cada microsaliente puede tener forma arqueada (es
decir, curvada) con, por ejemplo, una forma convexa o cóncava.
El miembro 2 puede mejorar, también, la fijación
del dispositivo a la superficie corporal, de manera que se protege
la detección continua de agente a través de la superficie corporal
durante el movimiento de la misma. En la realización mostrada en la
figura 4, prominencias en forma de púas 50 en al menos uno de los
microsalientes 4 ayudan a anclar el miembro 2 y cualquier
dispositivo o estructura correspondiente usada en combinación con
él a la superficie corporal. Las púas 50 pueden estar en cualquier
número de los microsalientes, desde uno a todos. Las púas 50 son
opcionales, como otros medios que se pueden usar para mantener el
miembro en contacto con la superficie corporal. La presente
invención se puede usar en unión con una amplia variedad de
configuraciones de microsaliente, por ejemplo, se puede hacer
referencia a la solicitud provisional de EE.UU. número 60/019.990
presentada el 18 de junio de 1996 y publicada posteriormente como
solicitud del PCT número WO97/48440, cualquiera de cuyas
configuraciones descritas se puede usar con la presente
invención.
El patrón para cualquiera de los miembros 2 de la
agrupación de microsalientes de la presente invención se puede
fabricar mediante un procedimiento de fotograbado. Por ejemplo, se
puede hacer referencia a la solicitud provisional de EE.UU. número
60/019.990 presentada el 18 de junio de 1996, cualquiera de cuyos
métodos descritos se puede usar para producir el miembro 2 de la
presente invención. Una placa 6 delgada de metal, tal como acero
inoxidable o titanio, se graba de manera fotolitográfica con
patrones que contienen estructuras de perforación de la piel. En
general, una capa protectora en seco o una capa protectora en
húmedo de estratificado delgado se aplica sobre la placa 6 que
tiene, típicamente, un grosor de aproximadamente 7 micrómetros a
aproximadamente 100 micrómetros, con preferencia, de aproximadamente
25 micrómetros a aproximadamente 50 micrómetros. La capa protectora
está expuesta a contacto usando un enmascarador que tiene el patrón
deseado y que se desarrolla posteriormente. Estas operaciones se
efectúan en su mayoría del mismo modo que lo hacen las de la
fabricación de una placa de circuito impreso. La placa 6 se graba
entonces usando soluciones ácidas. Después de que se ha grabado el
patrón a través de la placa, ésta se coloca sobre una matriz que
tiene una pluralidad de aberturas correspondientes a las aberturas 8
en la placa. Un punzón que tiene una pluralidad de salientes
correspondientes a las aberturas 8 en la placa 6 y aberturas en la
matriz están situados inicialmente encima de la placa y la matriz.
En la etapa inicial, los microsalientes 4 están en el mismo plano
que el resto de la placa 6. Las matrices del punzón se presionan
entonces hacia dentro de las aberturas 8, curvando así los
microsalientes hacia abajo para ser sustancialmente perpendiculares
al plano de la placa 6. La estructura acabada proporciona
microsalientes 4 con una abertura 8 adyacente. En una realización,
la abertura 8 permite el paso a su través de fluido intersticial
cuando se aplica el miembro 2 a la superficie corporal. Se muestran
aberturas 8 rectangulares en las figuras, pero la invención abarca
el uso de aberturas de forma cualquiera que incluye, pero no está
limitada a, cuadrada, triangular, circular y elíptica.
Generalmente, los microsalientes 4 están a un
ángulo de aproximadamente 90 grados con la superficie 48 (figura 3)
de la placa 6 después de ser punzada, pero se pueden disponer con
cualquier ángulo hacia delante o hacia atrás desde la posición
perpendicular que facilite la penetración de y la fijación a la
superficie corporal. Además, se pueden usar otros elementos de
anclaje, tales como púas, aberturas, etc., con los microsalientes
en ángulo para mejorar más el anclaje del dispositivo.
Las placas 6 y los microsalientes 4 se pueden
hacer de materiales que tienen suficiente resistencia y capacidad
de fabricación como para producir microsalientes, tales como
vidrio, cerámica, polímeros rígidos, metales y aleaciones de metal.
Ejemplos de metales y aleaciones de metal incluyen, pero no están
limitados a, acero inoxidable, hierro, acero, estaño, cinc, cobre,
plata, platino, aluminio, germanio, níquel, zirconio, titanio y
aleaciones de titanio que tienen níquel, molibdeno o cromo. Cada
placa y cada microsaliente puede tener una capa delgada de plata,
oro, platino, iridio, titanio, chapado de rodio o metales
biocompatibles evaporados o depositados catódicamente para
proporcionar inactividad, biocompatibilidad y protección de lo
afilado de los bordes durante el almacenamiento. Un ejemplo de
vidrio incluye un vidrio desvitrificado tal como "PHOTOCERAM"
disponible por Corning, en Corning, NY, en Estados Unidos. Ejemplos
de polímeros incluyen, pero no están limitados a, poliestireno,
poli(metacrilato de metilo), polipropileno,
"BAQUELITA", acetato de celulosa, etilocelulosa, copolímeros de
estireno/acrilonitrilo, copolímeros de estireno/butadieno,
copolímeros de acrilonitrilo/butadieno/estireno (ABS),
poli(cloruro de vinilo) y polímeros ácidos acrílicos que
incluyen poliacrilatos y polimetacrilatos.
El número de microsalientes 4 y electrodos de
cualquiera de las realizaciones del miembro 2 es variable con
respecto a la redundancia deseada en el sistema, al agente que se
está detectando, al tipo de sensor que se está usando y a otros
factores, como es evidente para el experto ordinario en la
técnica.
El miembro 2 puede estar hecho, opcionalmente,
para adherirse a la superficie corporal del paciente por diversos
medios, incluyendo un adhesivo aplicado al cuerpo que contacta con
el lado de la placa 6 o con otros elementos de anclaje sobre el
miembro 2 de cualquiera de las realizaciones descritas en esta
memoria. Además, se puede usar una banda de vigilancia o un vendaje
elástico para mantener el dispositivo en contacto con la piel. El
adhesivo debería tener suficiente pegajosidad para asegurar que el
miembro 2 se mantiene en su sitio sobre la superficie corporal
durante la actividad normal del usuario, y que sin embargo permita
la retirada razonable después del periodo predeterminado (por
ejemplo, 24 horas) que se lleva puesto. Un guarnecido de liberación
adecuado (no mostrado) está previsto, preferiblemente, para
mantener la integridad del adhesivo antes del uso. En uso, el
guarnecido de liberación se separa del adhesivo antes de que el
dispositivo se aplique a la piel.
Como se ha mencionado, el miembro 2 de la
presente invención se puede usar, también, con régimenes de
atracción de fluido que incluyen, pero no están limitados a,
electrotransporte inverso (es decir, iontoforesis y/o
electroósmosis), ósmosis y difusión pasiva. La figura 5 ilustra un
dispositivo 104 osmótico en combinación con cualquiera de las
realizaciones descritas previamente para el miembro 2. Se pueden
usar dispositivos osmóticos para extraer fluido del cuerpo (es
decir, fluido intersticial o sudor) que porta el agente a detectar,
por ejemplo, se puede hacer referencia a la patente de EE.UU.
número 4.756.314 cuyas configuraciones osmóticas descritas se pueden
usar con la presente invención. El dispositivo 104 osmótico está
fijado a una superficie corporal por medio de un revestimiento
adhesivo 100 flexible. El dispositivo 104 está constituido por una
capa salina 106 separada por una membrana 95 semipermeable de la
unidad de control o detector 10 y del miembro 2. La capa salina 106
extrae fluido del cuerpo del paciente por ósmosis. El fluido
extraído del cuerpo contiene el agente que se está detectando. De
este modo, con los electrodos situados en los extremos distales de
los microsalientes, se puede mantener un flujo constante de fluido
intersticial hasta más allá de los electrodos y a través de las
aberturas 8. Preferiblemente, la capa salina 106 está libre para
expandirse o está encapsulada en una membrana 95 semipermeable, de
manera que retiene el fluido en ella. Con esta configuración, el
agente es detectado, in situ, debajo de la superficie
corporal mientras el fluido intersticial circula hasta más allá de
los electrodos. Alternativamente, la capa salina 106 y la membrana
95 semipermeable se pueden combinar en una capa de hidrogel
absorbente que almacena el fluido absorbido así como el agente.
Las realizaciones actualmente descritas se
consideran, por lo tanto, en todos los aspectos que son
ilustrativas y no restrictivas. El alcance de la invención se
indica por las reivindicaciones adjuntas en lugar de por la
descripción anterior, y todos los cambios que caigan dentro del
significado e intervalo de sus equivalentes están destinados a ser
abarcados por ellas.
Claims (13)
1. Un dispositivo para detectar un agente debajo
de la capa más exterior (24) de la epidermis de un paciente, que
comprende:
al menos un sensor (22) electroquímico; y
una placa (6) que tiene una pluralidad de
microsalientes (4) de perforación de la piel que se extienden desde
ella, teniendo al menos uno de los microsalientes (4) un electrodo
(14, 16 ó 18) del sensor (22) electroquímico sobre él.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que al menos uno de los microsalientes (4) de perforación de la
piel sitúa el sensor (22) justo debajo de la capa más exterior (24)
de la epidermis encima de las terminaciones nerviosas (26) y los
vasos sanguíneos del paciente.
3. El dispositivo de la reivindicación 1 ó 2, en
el que una pluralidad de microsalientes (4) tienen un electrodo del
sensor (22) electroquímico en ellos, y en el que al menos uno de
los microsalientes (4) tiene un electrodo de muestreo, al menos uno
de los microsalientes (4) tiene un electrodo común y al menos uno de
los microsalientes (4) tiene un electrodo de referencia.
4. El dispositivo de la reivindicación 3, que
comprende además pistas eléctricas (20) que se extienden desde cada
uno de los electrodos (14, 16 y 18) para interconectar con un
detector (10).
5. El dispositivo de cualquier reivindicación
precedente, en el que el al menos un microsaliente (4) tiene una
superficie de electrodo agrandada en su extremo distal.
6. El dispositivo de cualquier reivindicación
precedente, en el dicho al menos un microsaliente (4) tiene una
superficie de electrodo en forma de rombo en su extremo distal.
7. El dispositivo de cualquier reivindicación
precedente, que tiene una abertura (8) a su través en comunicación
con un miembro (106) de atracción de fluido.
8. El dispositivo de la reivindicación 7, en el
que el miembro (106) de atracción de fluido es una capa de sal
osmótica.
9. El dispositivo de cualquier reivindicación
precedente, en el que el al menos un microsaliente (4) tiene un
electrodo (14, 16 ó 18) situado en cada uno de los dos lados del
microsaliente.
10. El dispositivo de cualquier reivindicación
precedente, en el que el sensor (22) electroquímico es un sensor de
glucosa.
11. El dispositivo de cualquier reivindicación
precedente, que comprende además:
un detector (10), y en el que el sensor (22) es
un sensor electroquímico que tiene un segmento proximal fijado al
detector (10) y
un segmento distal que tiene al menos un
electrodo (14, 16 ó 18) en él.
12. El dispositivo de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que el sensor (22) es un sensor de
película delgada.
13. El dispositivo de cualquier reivindicación
precedente, en el que dicha pluralidad de microsalientes (4)
comprenden además medios (50) para anclar el dispositivo (2) en la
superficie corporal.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US4385197P | 1997-04-11 | 1997-04-11 | |
US43851P | 2008-04-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2218815T3 true ES2218815T3 (es) | 2004-11-16 |
Family
ID=21929201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES98915326T Expired - Lifetime ES2218815T3 (es) | 1997-04-11 | 1998-04-03 | Dispositivo de deteccion minimamente invasivo. |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1006868B1 (es) |
JP (1) | JP3963485B2 (es) |
KR (1) | KR100528306B1 (es) |
AT (1) | ATE269027T1 (es) |
AU (1) | AU6953698A (es) |
CA (1) | CA2285959A1 (es) |
DE (1) | DE69824600T2 (es) |
DK (1) | DK1006868T3 (es) |
ES (1) | ES2218815T3 (es) |
PT (1) | PT1006868E (es) |
WO (1) | WO1998046124A1 (es) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU6076200A (en) | 1999-07-08 | 2001-01-30 | Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. | Exothermic bandage |
US6890553B1 (en) | 1999-07-08 | 2005-05-10 | Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. | Exothermic topical delivery device |
US7133717B2 (en) | 1999-08-25 | 2006-11-07 | Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. | Tissue electroperforation for enhanced drug delivery and diagnostic sampling |
US7113821B1 (en) | 1999-08-25 | 2006-09-26 | Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. | Tissue electroperforation for enhanced drug delivery |
US7404815B2 (en) | 2000-05-01 | 2008-07-29 | Lifescan, Inc. | Tissue ablation by shear force for sampling biological fluids and delivering active agents |
JP2005218855A (ja) * | 2004-01-09 | 2005-08-18 | Sysmex Corp | 経皮的分析物抽出キット、経皮的分析物抽出装置、血糖値測定装置、経皮的分析物抽出方法及び血糖値測定方法 |
CN100367906C (zh) * | 2004-12-08 | 2008-02-13 | 圣美迪诺医疗科技(湖州)有限公司 | 皮下植入式生物传感器 |
JP5025159B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2012-09-12 | シスメックス株式会社 | 生体成分測定装置 |
US20070282246A1 (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-06 | Mit, Llp | Iontosonic-microneedle biosensor apparatus and methods |
EP2142096B1 (en) * | 2007-04-04 | 2013-01-09 | Isense Corporation | Analyte sensing device having a plurality of sensing electrodes |
JP5088148B2 (ja) * | 2008-01-16 | 2012-12-05 | Tdk株式会社 | 代謝物濃度を測定する方法及びこれに用いられる電気化学センサ |
US20100025238A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Medtronic Minimed, Inc. | Analyte sensor apparatuses having improved electrode configurations and methods for making and using them |
US8700114B2 (en) | 2008-07-31 | 2014-04-15 | Medtronic Minmed, Inc. | Analyte sensor apparatuses comprising multiple implantable sensor elements and methods for making and using them |
JP5735773B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2015-06-17 | シスメックス株式会社 | 生体成分分析方法及び生体成分分析装置 |
US9138191B1 (en) * | 2014-07-09 | 2015-09-22 | Qualcomm Incorporated | Integrated circuit module with lead frame micro-needles |
KR101700886B1 (ko) | 2015-07-24 | 2017-02-01 | 한국과학기술연구원 | 신경 손상을 최소화한 고성능 신경 탐침 구조체 |
US11045142B1 (en) | 2017-04-29 | 2021-06-29 | Biolinq, Inc. | Heterogeneous integration of silicon-fabricated solid microneedle sensors and CMOS circuitry |
WO2019017052A1 (ja) * | 2017-07-19 | 2019-01-24 | テルモ株式会社 | センサ、測定装置及びセンサの製造方法 |
WO2020069567A1 (en) | 2018-10-02 | 2020-04-09 | WearOptimo Pty Ltd | Electrode arrangement |
US12048558B2 (en) * | 2018-10-02 | 2024-07-30 | WearOptimo Pty Ltd | System for determining fluid level in a biological subject |
KR102380773B1 (ko) * | 2019-08-12 | 2022-04-04 | 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 | 말초신경 신호 획득용 전극 |
ES2974786T3 (es) | 2020-07-29 | 2024-07-01 | Biolinq Incorporated | Sistema de monitorización continua de analitos con matriz de microagujas |
WO2022076681A1 (en) * | 2020-10-07 | 2022-04-14 | True Mobile Health Llc | Illicit substance use compliance system and method |
US11857344B2 (en) | 2021-05-08 | 2024-01-02 | Biolinq Incorporated | Fault detection for microneedle array based continuous analyte monitoring device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1999996A (en) | 1933-12-20 | 1935-04-30 | Du Pont | Preparation of benzanthronyl selenoethers |
US4756314A (en) | 1985-10-28 | 1988-07-12 | Alza Corporation | Sweat collection patch |
NL8702370A (nl) * | 1987-10-05 | 1989-05-01 | Groningen Science Park | Werkwijze en stelsel voor glucosebepaling en daarvoor bruikbaar meetcelsamenstel. |
EP0353328A1 (en) * | 1988-08-03 | 1990-02-07 | Dräger Nederland B.V. | A polarographic-amperometric three-electrode sensor |
US4953552A (en) * | 1989-04-21 | 1990-09-04 | Demarzo Arthur P | Blood glucose monitoring system |
US5108819A (en) | 1990-02-14 | 1992-04-28 | Eli Lilly And Company | Thin film electrical component |
US5390671A (en) | 1994-03-15 | 1995-02-21 | Minimed Inc. | Transcutaneous sensor insertion set |
US5391250A (en) | 1994-03-15 | 1995-02-21 | Minimed Inc. | Method of fabricating thin film sensors |
-
1998
- 1998-04-03 DK DK98915326T patent/DK1006868T3/da active
- 1998-04-03 AT AT98915326T patent/ATE269027T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-04-03 WO PCT/US1998/006851 patent/WO1998046124A1/en active IP Right Grant
- 1998-04-03 ES ES98915326T patent/ES2218815T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-03 AU AU69536/98A patent/AU6953698A/en not_active Abandoned
- 1998-04-03 KR KR10-1999-7009226A patent/KR100528306B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-04-03 DE DE69824600T patent/DE69824600T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-04-03 EP EP98915326A patent/EP1006868B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-03 PT PT98915326T patent/PT1006868E/pt unknown
- 1998-04-03 JP JP54398798A patent/JP3963485B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-04-03 CA CA002285959A patent/CA2285959A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69824600T2 (de) | 2005-08-18 |
EP1006868B1 (en) | 2004-06-16 |
PT1006868E (pt) | 2004-10-29 |
KR20010006147A (ko) | 2001-01-26 |
KR100528306B1 (ko) | 2005-11-15 |
JP3963485B2 (ja) | 2007-08-22 |
JP2001523993A (ja) | 2001-11-27 |
WO1998046124A1 (en) | 1998-10-22 |
ATE269027T1 (de) | 2004-07-15 |
AU6953698A (en) | 1998-11-11 |
EP1006868A1 (en) | 2000-06-14 |
CA2285959A1 (en) | 1998-10-22 |
DK1006868T3 (da) | 2004-10-04 |
DE69824600D1 (de) | 2004-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2218815T3 (es) | Dispositivo de deteccion minimamente invasivo. | |
US6091975A (en) | Minimally invasive detecting device | |
ES2230614T3 (es) | Dispositivo de mejora de toma de muestras transdermicas. | |
CN105848564B (zh) | 用于集成的、重复的、长时间、和/或可靠汗液刺激及生物感测的装置 | |
ES2314995T3 (es) | Dispositivo para mejorar el flujo de agentes tansdermicos. | |
US9101778B2 (en) | Device and method for reducing patient transthoracic impedance for the purpose of delivering a therapeutic current | |
US8781576B2 (en) | Device and method for reducing patient transthoracic impedance for the purpose of delivering a therapeutic current | |
US7315758B2 (en) | Transdermal delivery of therapeutic agent | |
EP1792565B1 (en) | Selectively exposable miniature probes with integrated sensor arrays for continuous in vivo diagnostics | |
US20240164667A1 (en) | Irritation-limiting sensor for body monitoring device | |
KR100500204B1 (ko) | 경피샘플링을향상시키는장치및방법 | |
KR100500202B1 (ko) | 경피제제투여또는샘플링을향상시키기위한장치 | |
JP2004033374A (ja) | 体内情報検出ユニット | |
Kwiatkowski et al. | Transdermal delivery of therapeutic agent |