ES2942457T3 - Sensor electroquímico y procedimiento para producir el mismo - Google Patents

Abstract

Se divulga un sensor electroquímico (110), específicamente para detectar un analito en un fluido corporal, más específicamente un sensor electroquímico para la inserción de un tejido corporal del usuario. El sensor electroquímico (110) comprende un sustrato (112) que tiene una parte proximal (114) y una parte distal alargada (118). En la parte distal (118) se forman al menos un electrodo de trabajo (124), al menos un electrodo de referencia (128) y al menos un contraelectrodo (134). El electrodo de trabajo (124) comprende una pista conductora (174, 198) a lo largo de la cual se disponen múltiples almohadillas de electrodos (142) que están conectadas a través de la pista conductora (174, 198). Las almohadillas de electrodos (142) incluyen una capa conductora corrosiva (144) cubierta por una capa conductora no corrosiva (146). Se dispone una capa aislante (138) sobre el sustrato (112) dejando aberturas (164) en la zona de los electrodos (142). El sensor electroquímico (110) comprende al menos una medida de protección para la capa conductora corrosiva (144) seleccionada del grupo que consiste en: a.la capa aislante (138) se superpone al menos parcialmente en al menos un borde de la almohadilla del electrodo (170) de al menos una de las almohadillas de electrodos (142); b. al menos una de las almohadillas de electrodos (142) tiene una forma alargada a lo largo de la dimensión menor de la parte distal alargada (118). la capa aislante (138) se superpone al menos parcialmente sobre al menos un borde de la almohadilla de electrodo (170) de al menos una de las almohadillas de electrodo (142); b. al menos una de las almohadillas de electrodos (142) tiene una forma alargada a lo largo de la dimensión menor de la parte distal alargada (118). la capa aislante (138) se superpone al menos parcialmente sobre al menos un borde de la almohadilla de electrodo (170) de al menos una de las almohadillas de electrodo (142); b. al menos una de las almohadillas de electrodos (142) tiene una forma alargada a lo largo de la dimensión menor de la parte distal alargada (118). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sensor electroquímico y procedimiento para producir el mismo

Campo técnico

La invención divulga un sensor electroquímico y un procedimiento para producir el sensor electroquímico. El sensor electroquímico se puede adaptar específicamente para detectar al menos un analito en un líquido corporal. Más específicamente, el sensor electroquímico puede ser o puede comprender un sensor electroquímico configurado para su inserción en un tejido corporal del usuario, específicamente un sensor electroquímico insertable o implantable para el seguimiento prolongado del al menos un analito en el tejido corporal y/o en un líquido corporal dentro del tejido corporal. El sensor electroquímico se puede aplicar tanto en el ámbito de la asistencia domiciliaria como en el ámbito de la asistencia profesional, tal como en hospitales. Son factibles otras aplicaciones.

Técnica anterior

El seguimiento de determinadas funciones corporales, más en particular el seguimiento de una o más concentraciones de al menos una concentración de metabolito en un líquido corporal, desempeña un papel importante en la prevención y tratamiento de diversas enfermedades. Dichos metabolitos pueden incluir a modo de ejemplo, pero no exclusivamente, glucemia, lactato, colesterol u otros tipos de analitos y metabolitos. Sin restringir otras posibles aplicaciones, la invención se describirá en el siguiente texto con referencia al seguimiento de glucemia. Sin embargo, adicionalmente o de forma alternativa, la invención también se puede aplicar a otros tipos de analitos, tales como los analitos mencionados anteriormente.

En el ámbito del seguimiento continuo o prolongado, la configuración y la fabricación de los sensores plantea una dificultad técnica. Típicamente, se usan sensores electroquímicos que se insertan de forma transcutánea en el tejido corporal del usuario. Los sensores típicamente comprenden un sustrato flexible alargado sobre el que se aplican una pluralidad de electrodos, incluyendo uno o más electrodos de trabajo y uno o más de otros electrodos tales como uno o más contraelectrodos y/o uno o más electrodos de referencia.

El documento US 2010/0200538 A1 divulga procedimientos para fabricar componentes de sensor de analitos, usando técnicas de fabricación basadas en IC o MEM y sensores preparados a partir de las mismas. La fabricación del componente de sensor de analito comprende proporcionar un sustrato inorgánico que tiene depositada sobre el mismo una capa de liberación, una primera capa dieléctrica flexible y una segunda capa dieléctrica flexible que aísla allí entre electrodos, almohadillas de contacto y pistas que conectan los electrodos y las almohadillas de contacto de una pluralidad de sensores. Se proporcionan aberturas en una de las capas dieléctricas sobre uno o más de los electrodos para recibir una membrana sensible a analito para la detección de un analito de interés y para la conexión eléctrica con la electrónica externa. La pluralidad de componentes de sensor fabricados se despegan del sustrato inorgánico.

El documento EP 2348964 B1 divulga un sistema de electrodos para medir la concentración de un analito en condiciones in vivo. El sistema de electrodos comprende un contraelectrodo que tiene un conductor eléctrico, un electrodo de trabajo que tiene un conductor eléctrico en el que se dispone una capa enzimática que contiene moléculas de enzima inmovilizadas para la conversión catalítica del analito, y una barrera de difusión que ralentiza la difusión del analito desde el líquido corporal que rodea el sistema de electrodos a las moléculas de enzima. La invención proporciona la capa enzimática en forma de múltiples campos que se disponen en el conductor del electrodo de trabajo a una distancia entre sí.

El documento WO 2014/001382 A1 describe un elemento sensor para determinar la concentración de al menos un analito en un líquido corporal. El elemento sensor es al menos parcialmente implantable en un tejido corporal. El elemento sensor tiene un sustrato y al menos dos electrodos, comprendiendo los electrodos al menos un electrodo de trabajo y al menos un contraelectrodo. El electrodo de trabajo comprende al menos una almohadilla conductora aplicada al sustrato, en el que al menos un material sensor eléctricamente conductor se aplica a la almohadilla conductora. El material sensor eléctricamente conductor comprende al menos una sustancia detectora adaptada para realizar una reacción de detección electroquímica detectable eléctricamente con el analito. El contraelectrodo comprende al menos una almohadilla conductora de contraelectrodo aplicada al sustrato. El elemento sensor comprende además al menos un material eléctricamente aislante. El material eléctricamente aislante rodea al contraelectrodo por todos lados. Una altura del material eléctricamente aislante es al menos igual a la altura de la almohadilla conductora de contraelectrodo.

A pesar de las ventajas de estos sensores conocidos para la inserción transcutánea, persisten una gran cantidad de dificultades técnicas. Por tanto, específicamente, una dificultad técnica surge del hecho de que muchos sensores electroquímicos configurados para el seguimiento prolongado de uno o más analitos en un tejido corporal típicamente están sujetos a tensión mecánica. Una vez insertados en el tejido corporal, los sensores electroquímicos típicamente se someten a tensión de flexión, tracción y empuje. Otras influencias se basan en efectos químicos, tales como la oxidación. Debido a esta tensión mecánica y química, una dificultad técnica reside específicamente en evitar una delaminación de los electrodos metálicos del sustrato del sensor.

Problema que se va a resolver

Por lo tanto, es deseable proporcionar un sensor electroquímico, específicamente para su inserción y/o implantación en un tejido corporal, más específicamente, un sensor electroquímico para el seguimiento prolongado de al menos un analito en un líquido corporal, que al menos aborda parcialmente las dificultades técnicas mencionadas anteriormente. Específicamente, se desea un sensor electroquímico que proporcione una estabilidad prolongada mejorada, más específicamente en condiciones reales tales como tensión mecánica y química como se aplican típicamente en un estado insertado.

Sumario

Este problema se aborda por un sensor electroquímico y un procedimiento para producir un sensor electroquímico, con los rasgos característicos de las reivindicaciones independientes. Los modos de realización ventajosos que se podrían lograr de forma aislada o en cualquier combinación arbitraria se enumeran en las reivindicaciones dependientes.

Como se usa en lo que sigue, los términos "tener", "comprender" o "incluir" o cualquier variación gramatical arbitraria de los mismos se usan de modo no excluyente. Por tanto, estos términos se pueden referir tanto a una situación en la que, además del rasgo característico introducido por estos términos, no están presentes otros rasgos característicos en la entidad descrita en este contexto como a una situación en la que están presentes uno o más de otros rasgos característicos. Como ejemplo, las expresiones "A tiene B", "A comprende B" y "A incluye B" se pueden referir tanto a una situación en la que, además de B, no está presente ningún otro elemento en A (es decir, una situación en la que A consiste única y exclusivamente en B) como a una situación en la que, además de B, uno o más de otros elementos están presentes en la entidad A, tales como elemento C, elementos C y D o incluso otros elementos.

Además, cabe destacar que los términos "al menos uno", "uno o más" o expresiones similares que indican que un rasgo característico o elemento puede estar presente una vez o más de una vez, típicamente se usarán solo una vez cuando se introduce el rasgo característico o elemento respectivo. En lo que sigue, en la mayoría de los casos, cuando se hace referencia al rasgo característico o elemento respectivo, las expresiones "al menos uno" o "uno o más" no se repetirán, a pesar de que el rasgo característico o elemento respectivo pueda estar presente una vez o más de una vez.

Además, como se usa en lo que sigue, los términos "preferentemente", "más preferentemente", "en particular", "más en particular", "específicamente", "más específicamente" o términos similares se usan junto con rasgos característicos opcionales, sin restringir posibilidades alternativas. Por tanto, los rasgos característicos introducidos por estos términos son rasgos característicos opcionales y no pretenden restringir el alcance de las reivindicaciones manera alguna. La invención, como reconocerá el experto en la técnica, se puede realizar usando rasgos característicos alternativos. De forma similar, los rasgos característicos introducidos por "en un modo de realización de la invención" o expresiones similares pretenden ser rasgos característicos opcionales, sin ninguna restricción con respecto a modos de realización alternativos de la invención, sin ninguna restricción con respecto al alcance de la invención y sin ninguna restricción con respecto a la posibilidad de combinar los rasgos característicos introducidos de dicha manera con otros rasgos característicos opcionales o no opcionales de la invención.

En un primer aspecto, se divulga un sensor electroquímico, específicamente para detectar un analito en un líquido corporal, más específicamente un sensor electroquímico para su inserción en un tejido corporal del usuario. El sensor electroquímico comprende un sustrato que tiene una parte proximal y una parte distal alargada. En la parte distal están formados al menos un electrodo de trabajo, al menos un electrodo de referencia y al menos un contraelectrodo. El electrodo de trabajo comprende una pista conductora a lo largo de la que se disponen múltiples almohadillas de electrodo que están conectadas por medio de la pista conductora. Las almohadillas de electrodo incluyen una capa conductora corrosiva cubierta por una capa conductora no corrosiva, en las que la capa conductora corrosiva comprende al menos un metal que es menos noble o tan noble como Ag, en las que la capa conductora no corrosiva comprende al menos un metal que es más noble que Ag. Se dispone una capa aislante sobre el sustrato dejando aberturas en el área de las almohadillas de electrodo.

Para abordar las dificultades técnicas mencionadas anteriormente, el sensor electroquímico comprende al menos una medida de protección para la capa conductora corrosiva seleccionada del grupo que consiste en:

a. la capa aislante se superpone al menos parcialmente sobre al menos un borde de almohadilla de electrodo de al menos una de las almohadillas de electrodo;

b. al menos una de las almohadillas de electrodo tiene una conformación alargada a lo largo de la dimensión más pequeña de la parte distal alargada.

El término "sensor" como se usa en el presente documento es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para una persona experta en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un elemento o dispositivo arbitrario configurado para detectar al menos una condición o para medir al menos una variable de medición. El sensor puede ser o puede comprender específicamente un sensor de analito para una implantación al menos parcial en un tejido corporal de un usuario, más específicamente un sensor de analito para el seguimiento continuo del analito. El sensor puede ser específicamente un elemento de sensor monolítico.

En consecuencia, el término "sensor electroquímico" se puede referir específicamente a un sensor como se define anteriormente que se basa en principios de medición electroquímicos, tales como usando uno o más de un principio de medición amperométrico o potenciométrico. Específicamente, como se explicará con mayor detalle a continuación, el sensor electroquímico puede comprender al menos una enzima configurada para realizar al menos una reacción de oxidorreducción en presencia del analito que se va a detectar, en el que la reacción de oxidorreducción se puede detectar por medios eléctricos.

Además, el término "analito", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para una persona experta en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un elemento, componente o compuesto arbitrario que puede estar presente en un líquido corporal y con una concentración que puede ser de interés para un usuario. Específicamente, el analito puede ser o puede comprender una sustancia química o compuesto químico arbitrario que puede participar en el metabolismo del usuario, tal como al menos un metabolito. Como ejemplo, el al menos un analito se puede seleccionar del grupo que consiste en glucosa, colesterol, triglicéridos, lactato. Adicionalmente o de forma alternativa, sin embargo, se pueden usar otros tipos de analitos y/o se puede determinar cualquier combinación de analitos.

El término "usuario", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para una persona experta en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un ser humano o un animal, independientemente del hecho de que el ser humano o animal, respectivamente, pueda estar en un estado saludable o pueda padecer una o más enfermedades. Como ejemplo, el usuario puede ser un ser humano o un animal que padece diabetes. Sin embargo, adicionalmente o de forma alternativa, la invención se puede aplicar a otros tipos de usuarios.

En general, se puede usar un tipo arbitrario de líquido corporal. Preferentemente, el líquido corporal es un líquido corporal que está presente en un tejido corporal del usuario, tal como en el tejido intersticial. Por tanto, como ejemplo, el líquido corporal se puede seleccionar del grupo que consiste en sangre y líquido intersticial. Sin embargo, adicionalmente o de forma alternativa, se puede usar uno o más de otros tipos de líquidos corporales. El líquido corporal en general puede estar contenido en un tejido corporal. Por tanto, en general, la detección del al menos un analito en el líquido corporal se puede determinar preferentemente in vivo.

El sensor se puede implantar total o parcialmente en el tejido corporal, específicamente de forma transcutánea. Específicamente, el sensor puede tener una longitud de no más de 50 mm, por ejemplo, una longitud de 2 mm a 30 mm. El sensor puede tener además una anchura de no más de 5 mm, por ejemplo, una anchura de 0,5 mm a 2 mm. El sensor puede ser específicamente un sensor flexible que se deforma bajo las fuerzas típicas que se producen en un estado implantado. El sensor puede tener un grosor de no más de 2 mm, preferentemente un grosor de 0,2 a 1,0 mm. El sensor puede ser específicamente en forma de tira, teniendo la conformación de una tira alargada delgada. El sensor puede ser específicamente biocompatible, por ejemplo, teniendo un revestimiento biocompatible.

El término "sustrato" como se usa en el presente documento es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un elemento que lleva uno o más de otros elementos de un dispositivo. El sustrato, específicamente, puede ser un sustrato plano, tal como un sustrato que comprende una o más filas o capas. El sustrato puede ser específicamente flexible y/o deformable. Por tanto, como ejemplo, el sustrato puede ser un sustrato delgado y flexible, tal como un sustrato hecho de poliimida. Como ejemplo, el sustrato puede tener un grosor de 50 |jm a 1 mm, específicamente un grosor de 100 |jm a 500 |jm, tal como de 200 a 400 jim.

El término "proximal" como se usa en el presente documento es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una dirección o lado que está más cerca de un usuario cuando sostiene, o se pone en contacto con, un elemento. En consecuencia, el término "distal" como se usa en el presente documento se puede referir específicamente a un sentido o lado opuesto, que está más lejos del usuario cuando sostiene, o se pone en contacto con, el elemento. En el contexto del sensor electroquímico, la parte proximal puede formar específicamente la parte que está en contacto con una unidad electrónica, tal como un transmisor, mientras que la parte distal se puede implantar o insertar total o parcialmente en el tejido corporal. De forma similar, como se usará con mayor detalle a continuación, el término "extremo distal" se puede referir específicamente al extremo del sustrato y/o a un extremo del sensor electroquímico que penetra más profundamente en el tejido corporal.

El término "alargado" como se usa en el presente documento es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para un experto en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un elemento que tiene una longitud y una anchura, en el que la longitud excede la anchura, por ejemplo, en al menos un factor de 1,5, al menos un factor de 2,0, al menos un factor de 5,0, al menos un factor de 10 o incluso un factor de 15 o más. En el contexto de la parte distal del sustrato, la conformación alargada se puede referir específicamente al hecho de que la parte distal se extiende a lo largo de un eje longitudinal, por ejemplo, que tiene la conformación de una tira con una longitud 1 paralela al eje longitudinal y una anchura w perpendicular al eje longitudinal.

Los términos "electrodo de trabajo", "electrodo de referencia" y "contraelectrodo" como se usan en el presente documento son términos amplios y se les ha de dar su significado común y habitual para una persona experta en la técnica y no se han de limitar a un significado especial o personalizado. El término "electrodo de trabajo" se puede referir específicamente, sin limitación, a un electrodo del sensor electroquímico que está configurado para medir una señal, tal como un voltaje o un potencial eléctrico, dependiendo del grado de una reacción de detección electroquímica que tenga lugar en el electrodo de trabajo, para el propósito de detectar el al menos un analito. Como se explicará con mayor detalle a continuación, el electrodo de trabajo puede comprender específicamente al menos una enzima. El término "electrodo de referencia" se puede referir específicamente, sin limitación, a un electrodo del sensor electroquímico que está configurado para proporcionar un potencial de referencia electroquímico que, al menos ampliamente, es independiente de la presencia o ausencia o concentración del analito. El electrodo de referencia puede comprender específicamente Ag/AgCl. El término "contraelectrodo" específicamente, sin limitación, se puede referir a un electrodo del sensor electroquímico que está configurado para equilibrar una corriente eléctrica a través del electrodo de trabajo, por ejemplo, para evitar grandes corrientes eléctricas a través del electrodo de referencia. El contraelectrodo puede comprender específicamente Ag/AgCl. Para modos de realización ejemplares, como ejemplo, también se puede hacer referencia a la técnica anterior mencionada anteriormente, por ejemplo, al documento EP 2348964 B1.

El término "pista conductora" como se usa en el presente documento es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para una persona experta en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una tira, capa, alambre u otro tipo de conductor eléctrico alargado eléctricamente conductor que se extiende al menos parcialmente a lo largo de la parte distal alargada y que puede estar configurado para conectar eléctricamente el electrodo de trabajo con al menos una almohadilla de contacto del electrodo de trabajo. Por tanto, la pista conductora se puede configurar para interconectar eléctricamente las múltiples almohadillas de electrodo y, además, para conectar las múltiples almohadillas de electrodo del electrodo de trabajo con al menos una almohadilla de contacto del electrodo de trabajo, que, como ejemplo, puede estar localizada dentro de la parte proximal del sustrato.

El término "almohadilla de electrodo" como se usa en el presente documento es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para una persona experta en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un elemento eléctricamente conductor plano dispuesto sobre un sustrato. Como ejemplo y como se explicará con más detalle a continuación, las almohadillas de electrodo pueden comprender dos o más capas eléctricamente conductoras dispuestas directa o indirectamente sobre el sustrato, teniendo las capas eléctricamente conductoras una extensión lateral limitada, formando de este modo un área eléctricamente conductora en el sustrato. Como ejemplo, el área eléctricamente conductora puede tener la conformación de un rectángulo, un polígono, un círculo, un óvalo o una tira.

El término "capa conductora corrosiva" como se usa en el presente documento es un término amplio. El término se puede referir a una capa conductora que se corroe. La capa conductora que se corroe se puede descomponer por un agente corrosivo. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una capa eléctricamente conductora que comprende al menos un material corrosivo que es propenso a la descomposición o reacción, tal como por oxidación o por reacción con un agente corrosivo, tal como agua y/u oxígeno. El material corrosivo, específicamente, puede comprender al menos un material que, específicamente en las condiciones electroquímicas usadas en el sensor electroquímico, se oxida. Como ejemplo, el material corrosivo puede ser un material que, cuando se aplica un voltaje de 350 mV entre un electrodo hecho del material corrosivo y un electrodo hecho de Ag/AgCl, se oxida.

De forma similar, el término "capa conductora no corrosiva" se puede referir, sin limitación, a una capa eléctricamente conductora que comprende al menos un material no corrosivo, es decir, un material que no es corrosivo en el sentido mencionado anteriormente. Por tanto, el término "capa conductora no corrosiva" se puede referir a una capa conductora que no se corroe. La capa conductora que no se corroe puede ser resistente a la descomposición o a una reacción, tal como a la oxidación o a una reacción con un agente corrosivo, tal como agua y/u oxígeno, al menos en gran medida. Se darán modos de realización ejemplares con más detalle a continuación. Como ejemplo, la capa conductora corrosiva y la capa conductora no corrosiva pueden tener cada una un grosor de 100 nm a 2 |jm.

Específicamente, la capa conductora corrosiva puede estar en contacto directo con el sustrato. La capa conductora no corrosiva puede estar en contacto directo con la capa conductora corrosiva. Por tanto, la capa conductora corrosiva puede funcionar como una capa adhesiva que ayuda a mejorar la adherencia de la capa conductora no corrosiva al sustrato o al sensor electroquímico. La capa conductora corrosiva se puede unir al sustrato por una conexión de adherencia de material y, de forma similar, la capa conductora no corrosiva se puede unir a la capa conductora corrosiva por una conexión de unión de material.

La capa conductora no corrosiva, específicamente, puede cubrir completamente las capas conductoras corrosivas de modo que ninguna parte de una región de la capa conductora corrosiva esté, al menos cuando no se ejerce carga mecánica sobre el sensor electroquímico, expuesta al aire ambiente. Específicamente, la capa conductora no corrosiva se puede superponer a la capa conductora corrosiva en los bordes, de modo que una almohadilla parcial formada por la capa conductora no corrosiva sea ligeramente más grande que una almohadilla parcial debajo formada por la capa conductora corrosiva. De forma alternativa, sin embargo, la capa conductora no corrosiva y la capa conductora corrosiva también pueden tener dimensiones idénticas con respecto a sus extensiones laterales.

El término "capa aislante", como se usa en el presente documento, es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para una persona experta en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a una capa hecha de al menos un material eléctricamente aislante. Específicamente, el al menos un material eléctricamente aislante puede comprender al menos un material orgánico eléctricamente aislante, tal como al menos una resina o una máscara, por ejemplo, una máscara de soldadura. El grosor del material aislante puede exceder específicamente el grosor de las almohadillas de electrodo y, además, también puede exceder el grosor global del electrodo de trabajo, incluyendo opcionalmente el al menos un producto químico de prueba.

Las aberturas pueden estar total o parcialmente rodeadas por la al menos una capa aislante. Por tanto, como se explicará con mayor detalle a continuación, las aberturas pueden formar específicamente ventanas a través de las que el electrodo de trabajo es accesible al menos parcialmente para detectar el al menos un analito. El reborde de las aberturas se puede estar total o parcialmente formado por la al menos una capa aislante.

El término "medida de protección" como se usa en el presente documento es un término amplio y se le ha de dar su significado común y habitual para una persona experta en la técnica y no se ha de limitar a un significado especial o personalizado. El término se puede referir específicamente, sin limitación, a un dispositivo o configuración arbitraria que es adecuada para proteger la al menos una capa conductora corrosiva, por ejemplo, mecánica y/o electroquímicamente. Por tanto, específicamente, la medida de protección puede comprender al menos un dispositivo o configuración de capa que es adecuada para reducir la tensión mecánica sobre la al menos una capa conductora corrosiva, en comparación con una situación en la que no está presente la medida de protección. Adicionalmente o de forma alternativa, la medida de protección puede comprender al menos un dispositivo o configuración de capa que es adecuada para evitar que entren sustancias agresivas alcanzando la capa conductora corrosiva. La idea general, específicamente, puede residir en el descubrimiento de que las dificultades técnicas mencionadas anteriormente de proporcionar una estabilidad mejorada contra la delaminación y la tensión se pueden abordar proporcionando medidas de protección que protejan la capa conductora corrosiva, por ejemplo, de influencias externas tales como la oxidación electroquímica y/o de la tensión mecánica.

La primera opción para la al menos una medida de protección, como se explica anteriormente, incluye superponer el al menos un borde con la al menos una capa eléctricamente aislante. Por tanto, cuando se mira el sustrato desde la parte superior, el borde puede estar cubierto, al menos parcialmente, por la capa aislante y, por tanto, puede, al menos parcialmente, no ser visible desde la parte superior. De este modo, el borde se puede proteger tanto mecánica como químicamente. Por tanto, como ejemplo, por la superposición de la capa aislante, el borde se puede proteger contra el despegue mecánico y/o se puede proteger contra la entrada de líquidos oxidantes. La capa aislante se puede superponer al borde, como ejemplo, en al menos 5 |jm, tal como en de 5 |jm a 200 |jm, por ejemplo, de 20 jim a 100 jim. La capa aislante se puede superponer al al menos un borde de almohadilla de electrodo circunferencialmente en el borde completo de la almohadilla de electrodo. Por tanto, como ejemplo, el borde circunferencial completo de la almohadilla de electrodo se puede superponer con la capa aislante, sin dejar partes del borde sin superponer.

La segunda opción para la al menos una medida de protección, que se puede implementar adicionalmente o de forma alternativa a la primera opción, puede incluir proporcionar al menos una de las almohadillas de electrodo, preferentemente todas las almohadillas de electrodo, teniendo una conformación alargada en una dirección paralela a una dimensión más pequeña de la parte distal elevada. Por tanto, como ejemplo, la parte distal elevada se puede extender a lo largo de un eje longitudinal, y la al menos una almohadilla de electrodo se puede alargar con un eje más largo perpendicular al eje longitudinal. Como se mostrará en detalle a continuación, las mediciones y simulaciones de tensión mecánica durante el uso del sensor electroquímico muestran que el sustrato alargado, en uso, típicamente se flexiona alrededor de un eje de flexión perpendicular al eje longitudinal, mientras que la flexión alrededor de un eje paralelo al eje longitudinal tiene lugar en menor grado. Sin embargo, la flexión alrededor del eje perpendicular al eje longitudinal induce una tensión mecánica sobre las almohadillas de electrodo específicamente en el caso en el que las almohadillas de electrodo se extienden una gran distancia en la dirección longitudinal. En consecuencia, la extensión de las almohadillas de electrodo en la dirección longitudinal se puede reducir en comparación con la extensión en una dirección perpendicular a la dirección longitudinal, creando de este modo la conformación alargada a lo largo de la dimensión más pequeña de la parte distal alargada.

El electroquímico se puede ejemplificar además de diversas maneras. Por tanto, los modos de realización específicos se pueden referir a la capa conductora corrosiva y la capa conductora no corrosiva. Como se explica anteriormente, la al menos una capa conductora corrosiva se puede interponer específicamente entre la capa conductora no corrosiva y el sustrato. De acuerdo con la invención, la capa conductora no corrosiva comprende al menos un metal más noble que Ag. La al menos una capa conductora no corrosiva puede comprender específicamente al menos un material que tenga un potencial normal de más de 0,8 V. De acuerdo con la invención, la capa conductora corrosiva comprende al menos un metal que es menos noble o, como máximo, tan noble como Ag. La capa conductora corrosiva puede comprender específicamente al menos un material que tenga un potencial normal de no más de 0,8 V.

La capa conductora no corrosiva puede comprender específicamente al menos un material seleccionado del grupo que consiste en: paladio (Pd); oro (Au); platino (Pt); carbono; grafito; un conductor orgánico, específicamente un polímero conductor; un semiconductor orgánico, específicamente un polímero semiconductor, tal como poli-3,4-etilendioxitiofeno (PEDOT) o PEDOT:PSS. Para los ejemplos dados con mayor detalle a continuación, se usará Au, sin restringir otros modos de realización. Esto se debe principalmente al hecho de que Au se puede aplicar fácilmente, por ejemplo, usando procedimientos químicos húmedos tales como metalización química o depósito galvánico y, además, puesto que Au proporciona excelentes cualidades de superficie para las almohadillas de electrodo. Cabe destacar, sin embargo, que son posibles otras técnicas de depósito y/u otros metales, materiales conductores o combinaciones de materiales conductores para la capa conductora no corrosiva.

La capa conductora corrosiva puede comprender específicamente al menos un material seleccionado del grupo que consiste en: cobre (Cu); titanio (Ti); aluminio (Al); plata (Ag). Para los ejemplos dados con mayor detalle a continuación, se usará Cu, sin restringir otros modos de realización. Esto se debe principalmente al hecho de que Cu proporciona excelentes propiedades adhesivas a muchos sustratos, tales como los sustratos de poliimida y, además, proporciona una excelente superficie para la colocación de otros metales u otros materiales conductores, por ejemplo, usando procedimientos químicos húmedos tales como metalización química o depósito galvánico. El propio Cu se puede aplicar, por ejemplo, en forma química húmeda al sustrato, por ejemplo, a partir de una solución en un baño de depósito. Cabe destacar, sin embargo, que son posibles otras técnicas de depósito y/u otros metales, materiales conductores o combinaciones de materiales conductores para la capa conductora corrosiva.

Específicamente, la almohadilla de electrodo, una de las almohadillas de electrodo, más almohadillas de electrodo o incluso todas las almohadillas de electrodo del al menos un electrodo de trabajo pueden comprender al menos un par de capa conductora corrosiva - capa conductora no corrosiva seleccionado del grupo que consiste en: Cu-Au; Cu-Pd; Cu-Pt. Como se explica anteriormente, en lo que sigue, sin restringir otros modos de realización, se usará la combinación Cu-Au.

Como se explica anteriormente, el al menos un electrodo de trabajo puede comprender al menos un producto químico de prueba. Por tanto, como ejemplo, las almohadillas de electrodo del electrodo de trabajo se pueden cubrir total o parcialmente con al menos un producto químico de prueba, específicamente al menos un producto químico de prueba que comprende al menos una enzima para detectar el al menos un analito. Los ejemplos de enzimas que se pueden usar también en el contexto de la presente invención se pueden derivar de los documentos de la técnica anterior enumerados anteriormente. Como ejemplo, se pueden usar glucosa oxidasa (GOx) y/o glucosa deshidrogenasa (GOD). El producto químico de prueba, además, puede comprender materiales adicionales, tales como materiales aglutinantes, partículas de electrodo, mediadores o similares. Por tanto, como ejemplo, el producto químico de prueba puede comprender al menos una enzima, partículas de carbono, un aglutinante polimérico y partículas de MnO². Además, el al menos un producto químico de prueba puede estar comprendido en una única capa, o el producto químico de prueba puede comprender una pluralidad de capas, tales como una capa que tiene la al menos una enzima y una o más capas adicionales que tienen una o más funciones adicionales, tales como una o más barreras de difusión y/o una o más capas de biocompatibilidad.

Como ejemplo, la capa aislante puede formar aberturas en las almohadillas de electrodo, tales como ventanas. Las aberturas se pueden llenar total o parcialmente con el al menos un producto químico de prueba. Como se explica anteriormente, las aberturas se pueden dimensionar de modo que el borde de la almohadilla de electrodo esté total o parcialmente superpuesto con la capa aislante. En consecuencia, las aberturas se pueden dimensionar más pequeñas que las almohadillas de electrodo que se encuentran debajo, de modo que, cuando se mira a través de las aberturas hacia las almohadillas de electrodo que se encuentran debajo, los bordes de las almohadillas de electrodo preferentemente no son visibles. A continuación, estas aberturas se pueden llenar total o parcialmente con el al menos un producto químico de prueba, por ejemplo, con una capa inferior que comprende la enzima, la capa inferior en contacto con la capa conductora no corrosiva y, opcionalmente, con una o más capas encima de la capa inferior, tal como una o más barreras de difusión y/o una o más capas de biocompatibilidad, también denominadas revestimiento biocompatible.

Como se explica anteriormente, en la segunda opción de la medida de protección, las almohadillas de electrodo pueden tener una conformación alargada en una dirección perpendicular a un eje longitudinal de extensión del sustrato. Las almohadillas de electrodo pueden tener una conformación alargada que tiene una anchura máxima w en una dimensión perpendicular al eje longitudinal de la parte distal alargada y una longitud máxima l en una dimensión paralela al eje longitudinal. En las mismas, específicamente, la proporción b/l o su valor inverso puede definir el alargamiento de la conformación de las almohadillas de electrodo. Específicamente, se pueden elegir los siguientes valores: 1,5 < b/l < 4,0, específicamente 1,8 < b/l < 3,0, más específicamente 2,0 < b/l < 2,5, más específicamente b/l = 2,21. Para proporcionar la conformación alargada, específicamente, las almohadillas de electrodo pueden tener una conformación seleccionada del grupo que consiste en: una conformación rectangular; una conformación ovalada; una conformación rectangular con bordes redondeados.

Los electrodos del sensor electroquímico mencionados anteriormente, que comprenden el electrodo de trabajo, el electrodo de referencia y el contraelectrodo, se pueden disponer en un lado o superficie del sustrato o se pueden disponer en dos lados o superficies del sustrato. Específicamente, las almohadillas de electrodo del electrodo de trabajo y el electrodo de referencia se pueden disponer en un primer lado del sustrato. El contraelectrodo se puede disponer en el mismo primer lado o, más específicamente, se puede disponer en un segundo lado del sustrato, el segundo lado opuesto al primer lado. La parte proximal puede comprender al menos una almohadilla de contacto de electrodo de trabajo, al menos una almohadilla de contacto de electrodo de referencia y al menos una almohadilla de contacto de contraelectrodo. En caso de que el contraelectrodo esté localizado en un segundo lado del sustrato, la almohadilla de contacto de contraelectrodo se puede conectar eléctricamente al contraelectrodo por al menos una vía eléctrica que se extiende a través del sustrato.

Las medidas de protección para las almohadillas de electrodo se pueden respaldar además disponiendo las almohadillas de electrodo del electrodo de trabajo de una manera específica. Por tanto, durante el uso del estado implantado del sensor electroquímico, la parte distal se puede flexionar principalmente alrededor de un eje perpendicular a la extensión longitudinal, en la que un radio de flexión puede ser específicamente pequeño aproximadamente en una porción media de la parte distal. Para evitar la delaminación y/o la tensión mecánica ejercida sobre las almohadillas de electrodo por flexión, se puede elegir una disposición específica de las almohadillas de electrodo. Por tanto, la parte distal alargada puede tener una longitud L. Las almohadillas de electrodo del electrodo de trabajo se pueden disponer dentro de una región de electrodos de la parte distal que se extiende sobre una distancia L/3 desde un extremo distal del sustrato hacia la parte proximal. En consecuencia, las almohadillas de electrodo se pueden disponer específicamente más cerca de la punta delantera de la parte longitudinal, específicamente para reducir la tensión mecánica.

El sensor electroquímico y el procedimiento como se propone en el presente documento proporcionan una gran cantidad de ventajas sobre los sensores electroquímicos conocidos y los procedimientos para producir los mismos. Por tanto, se pueden conseguir varias maneras de reducir la tensión mecánica y química de acuerdo con la presente invención. Específicamente, se pueden conseguir electrodos basados en cobre para los que una capa aislante se superpone al menos parcialmente sobre un borde de almohadilla de electrodo. Adicionalmente o de forma alternativa, específicamente, los electrodos basados en cobre se pueden conseguir usando, por ejemplo, conformaciones rectangulares u otras conformaciones alargadas para los campos de electrodo. Debido a que la capa aislante se superpone a las almohadillas de electrodo o al diseño de almohadilla de electrodo alargada, se puede reducir la tensión mecánica y el riesgo de delaminación se hace menor, específicamente en un sensor electroquímico que tiene campos de electrodo a lo largo de la región distal del sustrato. De este modo, se puede conseguir un sensor electroquímico, con un electrodo de trabajo que tiene múltiples campos enzimáticos, en el que los campos enzimáticos se pueden disponer, por ejemplo, en almohadillas de electrodo basado en cobre y oro que están conectadas, por ejemplo, por medio de una o una única pista conductora. Una capa aislante se puede superponer al menos parcialmente sobre el borde de almohadilla de electrodo. Adicionalmente o de forma alternativa, las almohadillas de electrodo pueden tener una conformación alargada a lo largo de la dimensión más pequeña del sustrato.

Como se explica anteriormente, la capa conductora corrosiva puede estar hecha específicamente total o parcialmente de cobre. La estabilidad mecánica de la adherencia de la capa de cobre se puede potenciar por la medida de protección mencionada anteriormente. Específicamente, la al menos una capa no corrosiva puede estar hecha total o parcialmente de oro. Como se explica además anteriormente, el sustrato puede ser específicamente un sustrato flexible, tal como un sustrato flexible hecho, por ejemplo, de poliimida. La conformación de las almohadillas, específicamente la conformación de las aberturas en la capa aislante y/o la conformación de las almohadillas de electrodo, puede ser específicamente rectangular, ovalada o rectangular con bordes redondeados. El al menos un contraelectrodo se puede disponer específicamente en un lado posterior, también denominado segundo lado, opuesto al primer lado con el al menos un electrodo de trabajo. El contraelectrodo, específicamente el contraelectrodo de lado posterior, puede estar hecho específicamente de Ag/AgCl. Se puede usar una pasta enzimática, específicamente una pasta enzimática que comprende GOD, para rellenar las aberturas en la capa aislante sobre las almohadillas de electrodo.

Breve descripción de las figuras

Otros rasgos característicos y modos de realización opcionales se divulgarán con más detalle en la posterior descripción de modos de realización, preferentemente junto con las reivindicaciones dependientes. En las mismas, los respectivos rasgos característicos opcionales se pueden conseguir de forma aislada, así como en cualquier combinación factible arbitraria, como entenderá el experto en la técnica. El alcance de la invención no está restringido por los modos de realización preferentes. Los modos de realización se representan esquemáticamente en las figuras. En las mismas, los números de referencia idénticos en estas figuras se refieren a elementos idénticos o funcionalmente comparables.

En las figuras:

la figura 1 muestra una vista en sección transversal de un sensor electroquímico insertable de forma transcutánea para detectar un analito en un líquido corporal;

la figura 2 muestra una vista en sección transversal a través de un campo de electrodo del electrodo de trabajo del sensor electroquímico de la figura 1;

la figura 3 muestra una vista en sección transversal como en la figura 2, con una capa aislante no superpuesta;

la figura 4 muestra la configuración de la figura 3 y el problema de la delaminación bajo tensión mecánica;

la figura 5 muestra la configuración de la figura 3 con una capa aislante superpuesta;

la figura 6 muestra una vista en planta de campos de electrodo de trabajo que tienen una conformación alargada, con una capa aislante superpuesta;

la figura 7 muestra la configuración de la figura 6 con una capa aislante no superpuesta;

las figuras 8A a 8B muestran diversas configuraciones de prueba de un campo de electrodo;

la figura 9 muestra las corrientes de oxidación para diversas configuraciones de prueba bajo tensión mecánica; y

la figura 10 muestra una vista en planta de una configuración de sensor electroquímico que tiene campos de electrodo de trabajo localizados en el extremo distal delantero del sustrato de sensor.

Descripción detallada de los modos de realización

En la figura 1, se muestra una vista en sección transversal a lo largo de un eje longitudinal de un sensor electroquímico 110 para detectar un analito en un líquido corporal. El sensor electroquímico 110 puede ser específicamente adecuado para su inserción en un tejido corporal de un usuario. En el sensor electroquímico 110 de acuerdo con la figura 1, se pueden implementar medidas de protección como las propuestas actualmente y como se expone con más detalle a continuación.

El sensor electroquímico 110 comprende un sustrato 112, teniendo el sustrato una parte proximal 114 con una porción de contacto 116 y una parte distal 118 que, como se explicará con más detalle a continuación, tiene una conformación alargada.

El sensor electroquímico 110 tiene una pluralidad de campos de electrodo 120. Por tanto, en un primer lado 122 del sustrato 112, que también se puede denominar lado superior o lado frontal, se dispone un electrodo de trabajo 124, que tiene una pluralidad de campos de electrodo de trabajo 126 interconectados, así como un electrodo de referencia 128 que tiene un campo de electrodo de referencia 130. En un segundo lado 132, que también se puede denominar lado posterior o lado inferior, se dispone un contraelectrodo 134, que tiene un campo de contraelectrodo 136. Tanto el contraelectrodo 134 como el electrodo de referencia 128 pueden comprender Ag/AgCl. Los campos de electrodo 120 pueden estar separados por al menos una capa aislante 138, tal como una máscara de soldadura, que cubre parcialmente el sustrato 112. El propio sustrato 112 puede ser un sustrato flexible, tal como un sustrato de poliimida.

El sensor electroquímico 110 puede comprender además almohadillas de contacto eléctrico 140 para ponerse en contacto eléctricamente con los campos de electrodo 120, por ejemplo, por medio de pistas conductoras, que se expondrán con más detalle a continuación, por ejemplo, con respecto a las figuras 6 y 7 a continuación, y que no son visibles en la figura 1.

En la figura 2, se muestra una vista en sección transversal a través de una configuración de capas de un campo de electrodo de trabajo 126 del electrodo de trabajo 124. En este modo de realización ejemplar, el sustrato de poliimida 112, como ejemplo, lleva una almohadilla de electrodo 142. La propia almohadilla de electrodo 142 comprende una capa conductora corrosiva 144 que, como ejemplo, puede estar hecha de cobre (Cu). Encima de la capa conductora corrosiva, se dispone al menos una capa conductora no corrosiva 146, tal como una capa de oro.

Encima de la almohadilla de electrodo 142, se dispone al menos un producto químico de prueba 148. En el modo de realización ejemplar mostrado en la figura 2, como ejemplo, el al menos un producto químico de prueba 148 puede comprender al menos una capa enzimática 150. La al menos una capa enzimática 150, como ejemplo, puede comprender al menos una enzima 152, tal como glucosa deshidrogenasa (GOD). Además, la capa enzimática 150 puede comprender partículas de carbono 154, que son eléctricamente conductoras. La capa enzimática 150 puede comprender además partículas de MnO² 156 así como un aglutinante polimérico 158.

Encima de la capa enzimática 150, se puede disponer una barrera de difusión 160, que puede evitar la difusión de materiales desde la capa enzimática 150 hacia el tejido corporal y/o hacia un líquido corporal, mientras que un analito puede entrar en la capa enzimática 150 desde del tejido corporal y/o desde el líquido corporal. La barrera de difusión, como ejemplo, puede tener un grosor de 15 a 18 |jm y, como ejemplo, puede estar hecha de un polímero hidrófilo, tal como un poliuretano termoplástico. Encima de la barrera de difusión 160, se pueden disponer una o más capas de revestimiento de biocompatibilidad 162, tales como una o más capas de un hidrogel. Como ejemplo, el revestimiento de biocompatibilidad 162 puede tener un grosor de 4 a 6 jm .

En la figura 3, se muestra con más detalle y en un campo de visión más grande, no a escala, un campo de electrodo de trabajo 126 de un electrodo de trabajo 124. La configuración básicamente corresponde a la configuración de capas mostrada en la figura 2, con el sustrato 112 y la capa aislante 138 encima del sustrato 112, con aberturas 164 en la capa aislante 138, formando una ventana 166 para cada campo de electrodo de trabajo 126. Como se analiza anteriormente en el contexto de la figura 2, dentro de la ventana 166, se dispone la almohadilla de electrodo 142, con la capa conductora corrosiva 144 y la capa conductora no corrosiva 146 encima, tal como la capa de cobre con la capa de oro encima. Encima de la almohadilla de electrodo 142, se dispone el producto químico de prueba 148.

Para fabricar la configuración de la figura 3, como ejemplo, el sustrato de poliimida 112 se puede revestir, en un revestimiento de área grande tal como un procedimiento de laminación, con cobre. Durante la fabricación, la capa de cobre, a continuación, se puede estampar. Sobre la capa de cobre estampada, se puede depositar la capa de oro, tal como usando un revestimiento galvánico. Entre el cobre y la poliimida puede existir una conexión de adherencia de material, como es el caso entre la capa de oro y la capa de cobre a través del depósito galvánico. Entre la capa de oro y la poliimida, típicamente, no se establece ninguna conexión.

En la figura 4, se muestra una dificultad técnica que surge de la tensión mecánica cuando se flexiona el sustrato 112 en la configuración de la figura 3. El producto químico de prueba 148 no se muestra en esta vista esquemática.

Como se puede observar en la figura 4, cuando el sensor electroquímico 110 se flexiona, se inducen típicamente diferentes tipos de tensión mecánica en las capas. Por tanto, se puede ejercer tensión por tracción y/o tensión por presión, pudiendo dar lugar ambas a una delaminación del oro de la poliimida. Como se indica por el número de referencia 168 en la figura 4, se pueden producir regiones con una capa conductora corrosiva expuesta 144 debido a este esfuerzo de tensión. En estas regiones, el material conductor corrosivo, tal como cobre, está electroquímicamente expuesto y, localmente, ya no está protegido por el material conductor no corrosivo tal como oro. Cuando se hace funcionar el sensor electroquímico, de este modo, el material conductor corrosivo se oxida y da lugar a una corriente de error. Por tanto, el sensor electroquímico 110, cuando se ejerce una tensión mecánica tal como al flexionarse el sustrato 112, se puede destruir mecánicamente así como que puede proporcionar mediciones erróneas, que son falseadas por las corrientes de oxidación.

En la figura 5, como primera opción para proporcionar una medida de protección contra los efectos mostrados en la figura 4, se muestra la configuración de la figura 3, con la modificación de la capa aislante 138 que se superpone a un borde de almohadilla del electrodo 170 de la almohadilla de electrodo de trabajo 142. Por tanto, en una región de superposición 172, preferentemente en todos los lados de la almohadilla de electrodo 142, la capa aislante 138 se superpone con la almohadilla de electrodo 142 y, por tanto, protege el borde de almohadilla de electrodo 170 de la delaminación y/o exposición a reacciones electroquímicas, incluso bajo tensión. Por tanto, se puede tirar de la máscara de soldadura sobre el borde 170 de la almohadilla de electrodo de trabajo 142.

Para mantener el tamaño del electrodo de trabajo impreso 124 y, específicamente, de los campos de electrodo de trabajo individuales 126, el tamaño de la abertura 164 se puede mantener en comparación con la configuración convencional en la figura 3 y, en consecuencia, el tamaño de la almohadilla de electrodo 142 se puede incrementar, de modo que el borde 170 esté cubierto por la capa aislante 138. Incluso si, cuando se flexiona el sustrato 112, se produjeran regiones con capa conductora corrosiva 168 expuesta, estas regiones 168 todavía estarán cubiertas por la capa aislante 138 y, por tanto, selladas contra reacciones electroquímicas.

En la figura 6, se muestra una vista en planta sobre una parte del primer lado 122 de la parte distal 118 del sensor electroquímico 110. En esta vista en planta, por primera vez, también es visible una pista conductora 174, que interconecta los campos de electrodo de trabajo 126 del electrodo de trabajo 124. La pista conductora 174, como ejemplo, puede tener una anchura w¹, perpendicular a un eje longitudinal de extensión 176 de la parte distal alargada 118 del sustrato 112, que, como ejemplo, puede ser de aproximadamente 0,05 mm. Las almohadillas de electrodo 142, como es visible en el presente documento, pueden, en sus bordes 170, estar cubiertas por la capa aislante 138, como en la figura 5.

La configuración de la figura 6 muestra además una segunda opción para proporcionar una medida de protección para la capa conductora corrosiva, que es la opción de proporcionar las almohadillas de electrodo 142 con una conformación alargada a lo largo de la dimensión más pequeña de la parte distal alargada 118. Por tanto, como se puede observar en la figura 5, las almohadillas de electrodo de trabajo 142 tienen una anchura w en una dimensión perpendicular al eje longitudinal 176 de la parte distal alargada 118 que excede una longitud l en una dirección paralela al eje longitudinal 176. Como ejemplo, la proporción w/l puede estar en el intervalo de 2,1 a 2,2, tal como proporcionando w en la configuración de la figura 6 como 0,31 mm y proporcionando la longitud l en el intervalo de 0,15 mm. Cabe destacar, sin embargo, que otras dimensiones son factibles, aunque los valores mostrados en el presente documento son en general muy adecuados. Para intervalos de w/l, se puede hacer referencia a la descripción dada anteriormente.

Como se muestra además en el presente documento, las esquinas 178 de las almohadillas de electrodo 142, así como las esquinas 180 de las ventanas 166 pueden ser redondeadas. Como ejemplo, las esquinas 178 pueden tener un radio de curvatura de 53 |jm para el oro y 50 |jm para el cobre. Otras extensiones son posibles. Las regiones de superposición 172, por ejemplo, pueden tener una anchura de 45 |jm. Otras dimensiones son factibles.

En la figura 7, se muestra un modo de realización alternativa, sin regiones superpuestas 172. La configuración, en primer lugar, corresponde ampliamente al modo de realización mostrado en la figura 6, por lo que se puede hacer referencia a la descripción de esta figura para muchos detalles. Nuevamente, se proporciona una pista conductora 174 para interconectar las almohadillas de electrodo 142 de los campos de electrodo de trabajo 126 del electrodo de trabajo 124. Además, nuevamente, se proporcionan aberturas 164 dentro de la capa aislante 138 que cubre parcialmente el sustrato 112, formando ventanas 166 con, opcionalmente, esquinas redondeadas 180. Además, nuevamente, se proporcionan almohadillas de contacto de electrodo de trabajo 142 que tienen una conformación alargada con un eje más largo perpendicular al eje longitudinal 176 de la parte distal alargada 118 del sustrato 112. Sin embargo, como se muestra en las mismas, los bordes 170 de las almohadillas de electrodo 142, en este modo de realización, no están cubiertos por la capa aislante 138, de modo que, dentro de las ventanas 166 y entre la capa aislante 138 y los bordes 170, el sustrato 112 está descubierto y visible. En este modo de realización, la almohadilla de electrodo de trabajo 142 se puede definir como la porción de las capas conductoras 144, 146 visible dentro de la ventana 166, mientras que una porción entre la ventana 166 y la pista conductora 174 se puede definir como una porción de interconexión 182. Como ejemplo, la almohadilla de electrodo 142 puede tener una anchura w3 y una longitud l3, con w3 = 200 jm y l3 = 50 jm . La ventana 166, por el contrario, puede tener una anchura w² de 310 jm y una longitud l² de 150 jm . Las almohadillas de electrodo 142, en un lado opuesto a la pista conductora 174, pueden tener una curvatura 184, con un radio de curvatura de, por ejemplo, 22 jm para cobre y 25 jm para oro.

Las diversas opciones para proporcionar una medida de protección para las almohadillas de electrodo 142 y, específicamente, para la capa conductora corrosiva 144 se evaluaron por simulaciones FEM. Para este propósito, se simularon tres configuraciones diferentes de electrodos de trabajo, que se muestran en las figuras 8A a 8^c . En las mismas, se muestra un extremo distal 186 de un sensor electroquímico 110 en cada caso, con tres configuraciones diferentes para un campo de electrodo de trabajo 126 de un electrodo de trabajo 124: en la figura 8A, se muestra una configuración convencional, con un campo de electrodo de trabajo redondo 126, formando la capa aislante 138 una abertura 164 y una ventana 166 que tiene una conformación redonda, siendo la almohadilla de electrodo 142 más pequeña que la ventana 166. En la figura 8B, se muestra la situación de la configuración de la figura 7, con una ventana alargada 166 y una almohadilla de electrodo alargada 142, en una dirección perpendicular al eje longitudinal 176. En la figura 8C, se muestra la situación de la figura 6, con una almohadilla de electrodo alargada 142 y una ventana 166 y superponiéndose la capa aislante 138 a los bordes 170 de la almohadilla de electrodo 142.

Se flexionaron sensores electroquímicos de los tipos mostrados en las figuras 8A a 8C alrededor de un eje perpendicular al eje longitudinal 176, con la parte proximal 114 fija y la parte distal 118 flexionada hacia arriba. La configuración de la figura 8A se consideró como el statu quo, teniendo una tensión de contacto entre la capa de oro y el sustrato de poliimida de 1. La configuración de la figura 8B resultó tener una tensión de contacto reducida entre Au y el sustrato de poliimida de -61 %, la configuración de la figura 8C resultó tener una tensión de contacto reducida de -58 %.

En la figura 9, se muestran diversas mediciones de las corrientes de oxidación I, dadas en nanoamperios, en función del ángulo de flexión a. En la misma, las curvas de corriente eléctrica 188 son curvas medidas para la configuración convencional de los electrodos como se muestra en la figura 8A, con un diseño de electrodo simétrico y con una capa aislante 138 no superpuesta. Las curvas 190 son corrientes de oxidación medidas para la configuración de la figura 8B, es decir, una configuración de electrodo con una conformación alargada en una dirección perpendicular al eje longitudinal 176, pero con una capa aislante 138 no superpuesta. Las curvas 192 muestran las corrientes medidas para la configuración de la figura 8C, con un diseño de electrodo que tiene una conformación alargada en una dirección perpendicular al eje longitudinal 176 y, además, con una capa aislante superpuesta 138. Finalmente, como comparación, las curvas 194 son curvas medidas para la configuración mostrada en la figura 5, con un diseño simétrico como en la figura 8A, pero con una capa eléctricamente aislante 138 superpuesta. Como es visible, por ejemplo, cuando se comparan las curvas 188 con una o más de las curvas 190, 192, 194, todas las medidas de protección, tanto adoptadas en aislamiento como adoptadas en combinación, dan lugar a una corriente de oxidación reducida cuando se flexiona el sustrato 112. Por tanto, las almohadillas de electrodo están protegidas tanto mecánica como electroquímicamente. En las curvas 190 y 192, cuando se flexiona el sustrato, la corriente de oxidación de la capa de cobre de los sensores electroquímicos aumenta significativamente más tarde en comparación con las curvas 188. Las curvas 192 y 194, ambas para variantes con una superposición entre la capa aislante y la almohadilla de electrodo, no difieren significativamente y, ambas, aumentan significativamente más tarde, es decir, con ángulos de flexión mayores, en comparación con las curvas 190, que representan una variante sin superposición.

Todas las curvas de la figura 9 se midieron con sensores electroquímicos que tienen ocho campos de electrodo de trabajo 126, teniendo cada campo de electrodo 126 una almohadilla de electrodo 142. Cuando se flexiona el sensor electroquímico 110 en 45°, las simulaciones FEM indican que los tres primeros de estos ocho electrodos, contados desde el electrodo de referencia 128, están sujetos a una tensión mecánica mayor en comparación con los campos de electrodo restantes 120. Por tanto, además de las medidas de protección mencionadas anteriormente, se pueden adoptar otras medidas de diseño para reducir la tensión mecánica y electroquímica sobre las almohadillas de electrodo 142 del electrodo de trabajo 124. Por tanto, en la figura 10, se muestra un modo de realización de un sustrato 112 para un sensor electroquímico 110, que se puede combinar con las medidas mencionadas anteriormente de diseño de campos de electrodo de trabajo 126 apropiados. En este modo de realización, nuevamente, el sustrato 112 comprende una parte proximal 114 y una parte distal alargada 118, para su inserción transcutánea en un tejido corporal de un usuario. Entre la parte distal 118 y la parte proximal 114, como se muestra en la figura 10, puede estar presente una parte intermedia estrechada 196. En la figura 10 se muestran además las almohadillas de contacto 140, conectada la almohadilla de contacto 140 derecha en esta figura a las almohadillas de electrodo de trabajo 142 por medio de una pista conductora de electrodo de trabajo 198. La central de las almohadillas de contacto 140 se puede conectar a una almohadilla de electrodo de electrodo de referencia 200 por medio de al menos una pista conductora de electrodo de referencia 202. La restante de las almohadillas de contacto 140 se puede conectar a una almohadilla de contacto de contraelectrodo correspondiente en el lado opuesto del sustrato 112 por medio de una vía eléctrica, que no se muestra en la figura 10.

Las almohadillas de electrodo 142, en esta figura simplificada, se pueden diseñar de acuerdo con uno cualquiera de los modos de realización mostrados anteriormente, por ejemplo, de acuerdo con la figura 6 o la figura 7. Por tanto, se puede proporcionar una conformación alargada. Además, la capa aislante 138 no se muestra en esta configuración. Por tanto, se puede proporcionar la superposición tal como se analiza anteriormente, como otra medida de protección.

Como se muestra en la figura 10, el número de almohadillas de electrodo de trabajo 142 se reduce de originalmente ocho a cinco. Además, puesto que la tensión mecánica típicamente es mayor en el centro de la parte distal alargada 118, las almohadillas de electrodo 142 están localizadas cerca de un extremo distal 186 de la parte distal alargada 118. Por tanto, como ejemplo, la parte distal alargada 118, en total, puede tener una longitud L, desde el extremo distal 186 hasta el comienzo de la parte intermedia estrechada 196. Las almohadillas de electrodo 142 del electrodo de trabajo 124 pueden estar todas dispuestas dentro de una distancia L/3 desde el extremo distal 186. De este modo, cuando se flexiona el sustrato 112, la tensión mecánica sobre las almohadillas de electrodo de trabajo 142 sensibles se puede reducir más.

Lista de números de referencia

110 sensor electroquímico

112 sustrato

114 parte proximal

116 porción de contacto

118 parte distal

120 campos de electrodo

122 primer lado

electrodo de trabajo

campo de electrodo de trabajo

electrodo de referencia

campo de electrodo de referencia

segundo lado

contraelectrodo

campo de contraelectrodo

capa aislante

almohadillas de contacto

almohadilla de electrodo

capa conductora corrosiva

capa conductora no corrosiva

producto químico de prueba

capa enzimática

enzima

partículas de carbono

partículas de MnO²

aglutinante polimérico

barrera de difusión

revestimiento de biocompatibilidad

abertura

ventana

regiones con capa conductora corrosiva expuesta

borde de almohadilla de electrodo

región de superposición

pista conductora

eje longitudinal

esquina

esquina

porción de interconexión

curvatura

extremo distal

curvas para la configuración de la fig. 8A curvas para la configuración de la fig. 8B

curvas para la configuración de la fig. 8C

curvas para la configuración de la fig. 5

parte intermedia

pista conductora de electrodo de trabajo

almohadilla de electrodo de electrodo de referencia

pista conductora de electrodo de referencia

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sensor electroquímico (110) que comprende un sustrato (112) que tiene una parte proximal (114) y una parte distal alargada (118), en el que están formados un electrodo de trabajo (124), un electrodo de referencia (128) y un contraelectrodo (134) en la parte distal (118), en el que el electrodo de trabajo (124) comprende una pista conductora (174, 198) a lo largo de la que se disponen múltiples almohadillas de electrodo (142) que están conectadas por medio de la pista conductora (174, 198), en el que las almohadillas de electrodo (142) incluyen una capa conductora corrosiva (144) cubierta por una capa conductora no corrosiva (146), en el que la capa conductora corrosiva (144) comprende al menos un metal que es menos noble o tan noble como Ag, en el que la capa conductora no corrosiva (146) comprende al menos un metal que es más noble que Ag, en el que se dispone una capa aislante (138) sobre el sustrato (112) dejando aberturas (164) en el área de las almohadillas de electrodo (142), en el que el sensor electroquímico (110) comprende al menos una medida de protección para la capa conductora corrosiva (144) seleccionada del grupo que consiste en:

a. la capa aislante (138) se superpone al menos parcialmente sobre al menos un borde de almohadilla de electrodo (170) de al menos una de las almohadillas de electrodo (142);

b. al menos una de las almohadillas de electrodo (142) tiene una conformación alargada a lo largo de la dimensión más pequeña de la parte distal alargada (118).

2. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que la capa conductora corrosiva (144) se interpone entre la capa conductora no corrosiva (146) y el sustrato (112).

3. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa conductora no corrosiva (146) comprende al menos un material seleccionado del grupo que consiste en: Pd; Au; Pt; carbono; grafito; un conductor orgánico; un semiconductor orgánico.

4. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa conductora corrosiva (144) comprende al menos un material seleccionado del grupo que consiste en: Cu; Ti; Al; Ag.

5. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la almohadilla de electrodo comprende al menos un par de capa conductora corrosiva (144) - capa conductora no corrosiva (146) seleccionado del grupo que consiste en: Cu-Au; Cu-Pd; Cu-Pt.

6. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa aislante (138) se superpone al al menos un borde de almohadilla de electrodo (170) circunferencialmente en el borde completo de la almohadilla de electrodo (142).

7. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sustrato (112) comprende una poliimida.

8. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las almohadillas de electrodo (142) del electrodo de trabajo (124) están cubiertas con al menos un producto químico de prueba (148).

9. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que el producto químico de prueba (148) comprende al menos una enzima (152) para detectar el al menos un analito.

10. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las dos reivindicaciones precedentes, en el que el producto químico de prueba (148) comprende al menos una enzima (152), partículas de carbono (154), un aglutinante polimérico (158) y partículas de MnO² (152).

11. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa aislante (138) comprende al menos una máscara de soldadura.

12. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las almohadillas de electrodo (142) tienen una conformación alargada que tiene una anchura máxima w en una dimensión perpendicular a un eje longitudinal (176) de la parte distal alargada (118) y una longitud máxima l en una dimensión paralela al eje longitudinal (176), en el que 1,5 < b/l < 4,0.

13. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las almohadillas de electrodo (142) tienen una conformación seleccionada del grupo que consiste en: una conformación rectangular; una conformación ovalada; una conformación rectangular con bordes redondeados.

14. El sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la parte distal alargada (118) tiene una longitud L, en el que las almohadillas de electrodo (142) del electrodo de trabajo (124) se disponen dentro de una región de electrodos de la parte distal (118) que se extiende sobre una distancia L/3 desde un extremo distal (186) del sustrato (112) hacia la parte proximal (114).

15. Un procedimiento para producir un sensor electroquímico (110) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el procedimiento:

a) proporcionar un sustrato (112) que tiene una parte proximal (114) y una parte distal alargada (118);

b) formar un electrodo de trabajo (124), un electrodo de referencia (128) y un contraelectrodo (134) en la parte distal (118), en el que el electrodo de trabajo (124) comprende una pista conductora (174, 198) a lo largo de la que se disponen múltiples almohadillas de electrodo (142) que están conectadas por medio de la pista conductora (174, 198), en el que las almohadillas de electrodo (142) incluyen una capa conductora corrosiva (144) cubierta por una capa conductora no corrosiva (146); y

c) disponer una capa aislante (138) sobre el sustrato (112) dejando aberturas (164) en el área de las almohadillas de electrodo (142);

en el que el procedimiento comprende además:

d) proporcionar al menos una medida de protección para la capa conductora corrosiva (144) seleccionada del grupo que consiste en:

d1. la capa aislante (138) se superpone al menos parcialmente sobre al menos un borde de almohadilla de electrodo (170) de al menos una de las almohadillas de electrodo (142);

d2. al menos una de las almohadillas de electrodo (142) tiene una conformación alargada a lo largo de la dimensión más pequeña de la parte distal alargada (118).