專利名稱：可植入傳感器裝置及相連的藥物遞送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可植入傳感器裝置，具體涉及用于對糖尿病病人(糖尿病患者)體內(nèi)的葡萄糖進(jìn)行體內(nèi)控制的可植入傳感器，并且涉及可與該傳感器裝置連接的藥物遞送裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)EP 0778 897 Bi,已知一種體內(nèi)酶生物傳感器，并且更具體地，已知用于根據(jù)對糖尿病患者體內(nèi)的葡萄糖進(jìn)行頻繁或連續(xù)體內(nèi)監(jiān)測的需要而對葡萄糖進(jìn)行皮下測量的小型葡萄糖傳感器，并且更具體地，某一可能范圍的體內(nèi)葡萄糖電極。所期望的這些電極的特性包括安全性、臨床準(zhǔn)確性和可靠性、體內(nèi)重新校準(zhǔn)的可行性、至少一個八小時的轉(zhuǎn)院中的穩(wěn)定性、小型化、插入和移除的易用性、和足夠快速的響應(yīng)以允許適時介入。此外，根據(jù)CA 2165810已知一種用于輸送藥物到患者的輸液泵傳感器組件，包括傳感器單元，包括可植入的葡萄糖傳感器裝置，以用于對患者的血糖參數(shù)進(jìn)行體內(nèi)監(jiān)測；可植入的連接器配件，用于在患者體內(nèi)支撐所述傳感器裝置而允許經(jīng)皮接觸到所述傳感器裝置以便于移除和更換，并避免從患者移除所述連接器配件；控制裝置，通過所述配件聯(lián)接到所述傳感器裝置，以用于產(chǎn)生所監(jiān)測的患者參數(shù)的信號；和泵裝置，用于將泵裝置中存儲的藥物給送到患者，所述泵裝置包括響應(yīng)于所述參數(shù)以根據(jù)所監(jiān)測的患者參數(shù)來給藥的裝置。所述傳感器單元包括導(dǎo)管，所述導(dǎo)管一端連接到所述連接器配件，并且適于在患者體內(nèi)從所述配件大體延伸到選定的體內(nèi)感測位置。所述傳感器裝置包括傳感器尖端和纜線裝置，所述纜線裝置具有與所述傳感器尖端連接的遠(yuǎn)端和用于可移除地安裝在所述連接器配件內(nèi)的近端，所述纜線裝置從所述配件延伸通過所述導(dǎo)管。US7236812B1公開了用于感測流體(例如，流體樣品)或基質(zhì)內(nèi)的分析物的濃度的系統(tǒng)、裝置和方法。所述分析物可以是葡萄糖或者有關(guān)的其它化學(xué)制品。流體或者基質(zhì)可以是例如動物(例如，人類)體內(nèi)的流體或者基質(zhì)，或者是期望獲悉其中的分析物的濃度的任意其它適當(dāng)?shù)牧黧w或者基質(zhì)。在一個實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)和/或裝置包括一個或多個層， 所述一個或多個層具有多個分析物等價物和可移動的或者固定的受體分子，所述受體分子具有用于所分析的分析物等價物和分析物(例如，葡萄糖)的特別結(jié)合部位。當(dāng)受體分子暴露于(駐留在例如動物體內(nèi)的液體中的)分析物或處于存在分析物的環(huán)境中時，所述受體分子與所述分析物結(jié)合(或反之)。這樣，在給定層中的受體分子的某些或全部可與分析物結(jié)合，這引起一個或多個所述層的光學(xué)特性的變化。這些層可經(jīng)由光學(xué)技術(shù)被檢驗(yàn)或查詢，由此所述層的光學(xué)響應(yīng)和/或具體地所述層內(nèi)的物質(zhì)可被測量、評估和/或分析。這樣的單個的體內(nèi)酶生物傳感器必須被頻繁地更換，因?yàn)閭鞲衅鞯拿舾行在呌诖笾律匣蚨嗷蛏俦豢焖俸谋M，傳感器的壽命是受限的。這樣的更換趨于是耗時的、費(fèi)用大的并且繁重的，因?yàn)槠渫ǔＰ枰颊咦稍儗？漆t(yī)生
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種減少這樣的傳感器的更換工件的方案。這些任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來解決。本發(fā)明的進(jìn)一步的示例在參考獨(dú)立權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求中描述。本發(fā)明提供了被皮下植入到人體內(nèi)的傳感器裝置。所述傳感器包括用于對(若干)生物物質(zhì)或者醫(yī)療健康有效的目標(biāo)物等進(jìn)行體內(nèi)測量的微型傳感器，所述目標(biāo)物比如是身體物質(zhì)、葡萄糖、維生素、毒素、代謝產(chǎn)物或身體的其它組分，如醫(yī)學(xué)或生物物質(zhì)，或能用以測量或監(jiān)測免疫響應(yīng)的組分。本發(fā)明中，生物物質(zhì)被限定為作為人體或動物體的組成部分、或鏈接到人體或動物體的粒子。這樣的生物物質(zhì)的示例可以是原子、小的組織分子 (例如，糖、膽固醇、脂肪酸、葡萄糖、藥物活性物質(zhì))、離子(例如，Ca2+;Na+;帶電蛋白質(zhì)； 緩沖成分)、復(fù)雜的生物組織分子(例如，維生素；輔因子；激素)、復(fù)雜的聚合物(例如，多核苷酸；蛋白質(zhì)；受體，蛋白質(zhì)激素，胰島素；胰高血糖素；抗體；復(fù)雜的碳水化合物)、液體 (例如，組織成分、血液成分)、侵入的生物粒子(病毒、細(xì)菌)、以及另外的毒素或代謝產(chǎn)物或身體的其它成分，通過這些生物物質(zhì)能夠限定和/或識別疾病(例如，癌癥；酒精中毒； 肝功能衰竭；心力衰竭；)或健康狀態(tài)或缺陷狀態(tài)等。對于這樣的生物物質(zhì)的測量或監(jiān)測能夠通過標(biāo)準(zhǔn)的分析技術(shù)或通過專門采用或開發(fā)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。生物物質(zhì)能是不同物質(zhì)的混合物。利用所述傳感器裝置，顯著減少了所述傳感器裝置的植入與由于全部微型傳感器的停止工作而移除所述傳感器裝置的時間間隔。通過本方案，能夠使用具有某一壽命的較簡單的傳感器，并且能夠減少從身體移除的頻率。根據(jù)本發(fā)明的待被皮下植入到人體內(nèi)的傳感器裝置包括傳感器并且具體地微型傳感器的布置或陣列，其中每個傳感器被單獨(dú)激活以用于監(jiān)測。在本方面，一個微型傳感器在另一個微型傳感器由于其壽命的終結(jié)而失效時被激活。該傳感器裝置被設(shè)計為使得微型傳感器以一個在另一個之后的次序被控制裝置激活。所述控制裝置可以是所述傳感器裝置的被設(shè)置用于植入在身體內(nèi)的部分，或者可以是通過無線電傳輸來控制微型傳感器的外部單元。依據(jù)相應(yīng)的應(yīng)用，該傳感器裝置能夠包括大量的微型傳感器，比如，例如數(shù)百個微型傳感器或者僅若干個傳感器。具體地，微型傳感器能被布置為傳感器陣列。根據(jù)本發(fā)明的示例，所述布置的微型傳感器被布置在殼體中，所述殼體包括具多個蓋部件的蓋，其中多個蓋部件中的每個覆蓋傳感器中一個的測量表面。因此，當(dāng)傳感器裝置被植入時，在每個傳感器的測量表面或測量部分與周緣或身體區(qū)域之間布置有蓋部件。 所述蓋部件中每一個設(shè)計為能夠被移除以用于激活與各個蓋部件相鄰定位的微型傳感器。根據(jù)本發(fā)明的示例，所述微型傳感器的每個蓋部件被設(shè)計為使得每個蓋部件通過與身體物質(zhì)接觸預(yù)定時間之后至少部分地溶解，從而各個蓋部件使微型傳感器的測量表面向身體物質(zhì)開放，其中不同的微型傳感器的蓋部件相繼在經(jīng)過與所述微型傳感器的使用壽命對應(yīng)的時間段之后溶解。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例，微型傳感器的每個蓋部件是通過控制裝置可電控的， 使得根據(jù)電信號所述各個蓋部件使微型傳感器的測量表面向身體物質(zhì)開放。根據(jù)本發(fā)明的示例，殼體包括蓋，所述蓋包括蓋部件并且延伸過所述殼體的至少一側(cè)，使得其覆蓋所述微型傳感器，其中蓋的至少蓋部件的材料是電敏材料，使得根據(jù)預(yù)定
5的信號各個蓋部件使微型傳感器的測量表面向身體物質(zhì)開放。根據(jù)本發(fā)明的示例，傳感器裝置設(shè)計為使得蓋部件響應(yīng)于發(fā)送到蓋部件的電信號而溶解或變成液體，由此使所述測量表面向身體物質(zhì)或體液打開。根據(jù)本發(fā)明的示例，微型傳感器的布置的蓋包括薄膜并且具體地為金屬薄膜或者由碳纖維制成的薄膜。另外，金屬薄膜能實(shí)現(xiàn)為其通過加電打開而將所述微型陣列中的每個特別激活的傳感器單獨(dú)地暴露出。傳感器裝置能被設(shè)計為使得蓋部件響應(yīng)于發(fā)送到蓋部件的電信號而溶解或變成蓋，該蓋部件從蓋脫離由此使測量表面向身體物質(zhì)或體液打開。根據(jù)本發(fā)明的示例，傳感器裝置包括發(fā)射器以用于將傳感器信號傳送到外部的接收器。根據(jù)本發(fā)明的示例，傳感器裝置包括電源模塊，所述殼體能被附接該電源模塊。從而，在全部的微型傳感器的壽命耗盡之后，僅殼體需要被更換，并且電源可保持在人體或生物體內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種測量系統(tǒng)，其包括根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置和外部監(jiān)測系統(tǒng)，其中外部監(jiān)測系統(tǒng)包括用于接收來自發(fā)射器的信號的、與顯示裝置連接的外部接收器，所述顯示裝置顯示的數(shù)據(jù)表示由特別激活的傳感器獲得的信號。在這方面，外部的接收器能夠連接到基于微處理器的比較判定單元，所述比較判定單元將所述特別激活的傳感器獲得的信號與預(yù)定的血糖濃度值比較，并且如果比較結(jié)果顯示超過一定的血糖濃度值則發(fā)出指令信號，用于經(jīng)由一糖尿病藥物遞送單元啟動給送糖尿病藥物，糖尿病藥物遞送單元，所述藥物遞送單元在接收到用于啟動給送糖尿病藥物的指令時，釋放預(yù)定劑量的糖尿病藥物。


非限制性，下面將僅以示例的方式參考附圖更為詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的傳感器陣列以及用于到外部接收器的信號傳輸?shù)陌l(fā)射器裝置的示例的橫截面圖。圖2是沿圖1中所示的線2-2截取的、傳感器陣列的示例的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例的可植入傳感器裝置1。傳感器裝置1包括能夠被密封的(多個)殼體或者型模3，在所述殼體或型模中整合有基板或基材5。在該基材中布置有或埋置有微型傳感器11、12、13、14的布置。為指定方向，在圖1和圖2中示出了具有坐標(biāo)軸X、Y、Z的坐標(biāo)系KS-A，其中傳感器11、12、13、14被定位在XY平面中。傳感器裝置1實(shí)現(xiàn)為小型傳感器裝置，使得其適于在人體內(nèi)的植入。密封的殼體 3由生物相容性材料制成，比如鈦或鈦合金或塑料。但是，可使用其它材料。所述布置或者微型傳感器11、12、13、14被布置在包括蓋的外殼3或殼體中，所述蓋具有多個蓋部件22、24(僅在圖2中示出)。蓋部件22、24中的每個蓋部件覆蓋傳感器 11、12、13、14中的一個傳感器的測量表面。蓋部件被設(shè)計為使得每個蓋部件能夠被移除，以用于激活與之相鄰定位的微型傳感器。蓋部件的去除能夠通過蓋部件的材料來提供，所述蓋部件的材料在例如由于各個蓋部件的厚度確定的預(yù)定時間之后溶解。替代地或另外地， 蓋部件能夠設(shè)計為能夠依據(jù)控制裝置發(fā)送到蓋部件的電信號而被移除。當(dāng)一個蓋部件被移除時，與該蓋部件相鄰的傳感器被激活。傳感器能被設(shè)計為使得一旦其與植入有所述傳感器裝置的生物體的物質(zhì)接觸就測量或提供傳感器信號。替代地或另外地，傳感器能被設(shè)計為使得各個傳感器能夠通過來自控制裝置的信號或電連接而被激活。由此，各個傳感器能夠通過從控制裝置向各個傳感器發(fā)送相應(yīng)的信號而被激活。根據(jù)本發(fā)明的示例，每個蓋部件能夠由于從控制裝置向各個蓋部件發(fā)送的電信號而被移除。如圖2中所示，傳感器被布置在傳感器裝置1的假想平面中并且以矩陣的形式布置。然而，其它形式的傳感器布置是可以的。傳感器的數(shù)目依據(jù)各自的應(yīng)用而不同。一般地，多個傳感器被整合在殼體3中。圖2示出了穿過單個微型傳感器的橫截面，所述微型傳感器比如包括在圖1中所示的傳感器陣列中。根據(jù)本發(fā)明的微陣列傳感器裝置1的結(jié)構(gòu)設(shè)置為使得其提供了多個體內(nèi)傳感器 11、12、13、14，所述多個體內(nèi)傳感器可個別地并且系統(tǒng)地激活并且用于對患者的葡萄糖水平進(jìn)行體內(nèi)監(jiān)測。由此，本發(fā)明提供了植入傳感器的延長的壽命，并且增大了患者到其醫(yī)生處就診以更換傳感器裝置1的時間間隔。傳感器裝置1包括電源裝置20，該電源裝置通過相應(yīng)的連接線21可聯(lián)接到傳感
ο傳感器11、12、13、14經(jīng)由連接線1 la、12a、13a、14a被連接到包括發(fā)射器裝置的控制裝置30，其中每個傳感器經(jīng)由所述連接線向控制裝置30發(fā)送與所測量的植入有傳感器裝置1的人體內(nèi)的液體狀態(tài)對應(yīng)的信號。控制裝置被連接到天線33，以將測量的信號傳輸?shù)酵獠康慕邮昭b置。另外，控制裝置30經(jīng)由連接線3 連接到開關(guān)35，開關(guān)35與電源20 聯(lián)接?？刂蒲b置20可指令開關(guān)35，使得電源20被激活連接到一個傳感器或傳感器陣列和 /或連接到覆蓋與各個蓋部件相鄰的傳感器的傳感器部件或傳感器表面的蓋部件以除去所述蓋部件。殼體3包括兩者均沿XY-平面延伸的下膜或壁3a以及上膜或壁北。另外，殼體 3包括均沿YZ-平面延伸的側(cè)膜或側(cè)壁3c、3d。所述殼體的膜的至少一部分被設(shè)計為使得其在傳感器被激活或被激活連接到電源20時允許與待測量的人體的液體接觸。例如，下部和/或上部膜3a，3b、傳感器和電源30能被設(shè)計為使得在一個傳感器被激活連接到電源的情況中，下部和/或上部膜3a、!3b的至少一部分溶化，從而各個傳感器與待被測量的液體接觸。該傳感器將與被測量的液體的狀態(tài)對應(yīng)的信號發(fā)送到控制裝置30，例如葡萄糖的濃度。具體地，傳感器裝置1能被設(shè)計為使得下部和/或上部膜3a、!3b布置成離各個傳感器最近的部分被溶化。另外，控制裝置30包括同時使激活連接到電源的各個傳感器停止工作的功能。控制裝置30構(gòu)造為使得各個傳感器被停止工作前經(jīng)過的時間對應(yīng)于傳感器陣列中使用的類型的傳感器的壽命，并且另一個傳感器被激活。傳感器在先前的傳感器被停止工作之后被激活的順序能夠以預(yù)定方式存儲在控制裝置30中。
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具體地，覆蓋傳感器的膜可以是金屬膜，所述金屬膜通過加電打開而將所述微型陣列中的每個特定的被激活的傳感器單獨(dú)露出。根據(jù)另外的示例，控制裝置30包括收發(fā)器，控制裝置通過該收發(fā)器能夠接收來自外部控制裝置(未示出)的信號，比如利用傳感器裝置1中布置的傳感器中的一個傳感器執(zhí)行測量的指令。外部的控制裝置能夠包括具有顯示器的無線傳輸裝置或者遙感單元，測量的人體中的液體的狀態(tài)通過顯示器被顯示出并且能夠被監(jiān)測。外部控制單元和傳感器裝置能夠構(gòu)造為使得使用者或者負(fù)責(zé)人能夠基于顯示器示出的值通過控制裝置啟動測量。另外，外部的控制單元能夠構(gòu)造為使其能夠連接到藥物遞送裝置，比如注射裝置、 輸液泵、移植輸送裝置等。一般地，外部的控制裝置能包括收發(fā)器功能或者單獨(dú)的接收器功能或接收器模塊。在兩個示例中，外部的控制單元包括基于微處理器的比較判定單元，所述比較判定單元將所述特別激活的傳感器獲得的信號與預(yù)定的血糖濃度值比較，并且如果比較結(jié)果顯示超過一定的血糖濃度值，則發(fā)出指令信號用于經(jīng)由糖尿病藥物遞送單元啟動給送糖尿病藥物，糖尿病藥物遞送單元，所述藥物遞送單元在接收到用于啟動給送糖尿病藥物的指令時，釋放預(yù)定劑量的糖尿病藥物。
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權(quán)利要求
1.一種傳感器裝置(1)，所述傳感器裝置被皮下植入在人體中以用于對體內(nèi)的生物物質(zhì)進(jìn)行體內(nèi)監(jiān)測，所述傳感器裝置(1)包括微型傳感器(11，12，13，14)的布置，其中每個微型傳感器(11，12，13，14)能被單獨(dú)激活以用于監(jiān)測，其中所述傳感器裝置包括控制裝置， 所述控制裝置包括被設(shè)計為激活傳感器布置中的微型傳感器的功能，并且所述控制功能在確定一個微型傳感器不能工作的時間點(diǎn)激活另一個傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置(1)，其中，所述布置中的微型傳感器(11，12，13， 14)被布置在殼體(3)中，所述殼體C3)包括具有多個蓋部件(22，24)的蓋，其中所述多個蓋部件中的每個覆蓋所述傳感器(11，12，13，14)中的一個測量表面，并且所述蓋部件中的每個被設(shè)計為能夠被移除以激活與相應(yīng)蓋部件鄰近定位的微型傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器裝置(1)，其中，所述微型傳感器(11，12，13，14)的每個蓋部件被設(shè)計為使得每個蓋部件通過與身體物質(zhì)接觸預(yù)定時間之后至少部分地溶解，從而使得各個蓋部件將微型傳感器(11，12，13，14)的測量表面向身體物質(zhì)開放，并且不同的微型傳感器(11，12，13，14)的蓋部件相繼地在經(jīng)過與所述微型傳感器(11，12，13，14)的使用壽命對應(yīng)的時間段之后溶解。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器裝置(1)，其中，所述微型傳感器(11，12，13，14)的每個蓋部件是可電控的，使得所述各個蓋部件根據(jù)電信號使微型傳感器的測量表面向身體物質(zhì)開放。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器裝置(1)，其中，所述殼體C3)包括薄金屬片，所述薄金屬片包括所述蓋部件并且延伸過所述殼體的至少一側(cè)以覆蓋所述微型傳感器(11，12， 13，14)，其中所述薄金屬片的至少所述蓋部件的材料是電敏材料，使得所述各個蓋部件根據(jù)預(yù)定的信號使微型傳感器(11，12，13，14)的測量表面向身體物質(zhì)開放。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器裝置(1)，其中，該蓋部件響應(yīng)于發(fā)送到蓋部件的電信號而溶解或變成液體，由此使所述測量表面向身體物質(zhì)開放。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器裝置(1)，其中，響應(yīng)于發(fā)送到蓋部件的電信號，該蓋部件從所述蓋脫離，由此使所述測量表面向身體物質(zhì)開放。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個所述的傳感器裝置(1)，其中，所述傳感器裝置(1)包括發(fā)射器，以用于將傳感器信號傳送到外部的接收器。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置(1)，其中，所述傳感器裝置包括電源模塊，所述殼體能被附接到該電源模塊。
10.包括根據(jù)前述權(quán)利要求中一個所述的傳感器裝置(1)和外部監(jiān)測系統(tǒng)的測量系統(tǒng)，其中，所述外部監(jiān)測系統(tǒng)包括用于接收來自所述發(fā)射器的信號的、與顯示裝置連接的外部接收器，所述顯示裝置顯示表示出由特別激活的傳感器(11，12，13，14)獲得的信號的數(shù)據(jù)。
11.一種與根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器裝置(1)連接的藥物遞送裝置，其中所述外部接收器連接到基于微處理器的比較判定單元，所述比較判定單元將所述特別激活的傳感器獲得的信號與預(yù)定的血糖濃度值比較，并且如果比較結(jié)果顯示超過了一定的血糖濃度值，則發(fā)出指令信號用于經(jīng)由糖尿病藥物遞送單元啟動給送糖尿病藥物，糖尿病藥物遞送單元，所述藥物遞送單元在接收到用于啟動給送糖尿病藥物的指令時，釋放預(yù)定劑量的糖尿病藥物。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于糖尿病患者葡萄糖體內(nèi)監(jiān)測的傳感器裝置(1)，其中傳感器裝置(1)包括具有被皮下植入到患者體內(nèi)的多個傳感器(11，12，13，14)的微陣列，其中每個傳感器可被單獨(dú)激活以用于監(jiān)測。優(yōu)選地，所述微陣列中的傳感器(11，12，13，14)被包括在由金屬膜(3a，3b)覆蓋的型模中，并且更為優(yōu)選地，所述膜被加電打開以單獨(dú)地露出微陣列中的每個被特別激活的傳感器，用于監(jiān)測。收發(fā)器可被設(shè)置用于將根據(jù)監(jiān)測每個特別激活的傳感器(11，12，13，14)所獲得的信號發(fā)射到外部的接收器，并且接收器可以被連接到顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示表示出由特別激活的傳感器(11，12，13，14)獲得的信號的數(shù)據(jù)。
文檔編號A61M5/172GK102469939SQ201080035122
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月8日
發(fā)明者U.布魯格曼 申請人:賽諾菲-安萬特德國有限公司