[发明专利]使用微小侵入性装置自动监控被分析物浓度的方法

说明书

发明领域

本发明属于分析物测定领域。

背景技术

在生理液体如血液、血液衍生的产物、间质液等中检测被分析物从来没有象当今社会这样日益重要。检测被分析物的测试发现可用于多个用途，包括临床检测实验、家庭测试等，这种检测的结果在多种疾病环境诊断和控制中扮演了重要的角色。感兴趣的被分析物，包括控制糖尿病的葡萄糖、胆固醇等等。为了适应这种日益增长的重要性而言，已经研制了各种用于临床和家庭使用检测被分析物的方案和仪器。

在历史上，血糖和其他身体被分析物的测量是侵入性的。这样的测量通常是通过抽血样，在血样或血浆中测量想测量的被分析物来实现的。血样典型的是通过将针插入一个主要的动脉或者更通常的讲是血管中而抽得的。这样早期方法采用的直接从血管中抽取血样有一些缺点，包括疼痛、血肿、其他并发症和感染。此外，由于针刺而导致的血管损伤，样品不能在常规成方式上重复。最后，病人对自己进行血管直接刺入是非常困难的。

最近发展起来的能克服上述方案关联的一些缺点的技术是通过划伤或刺破皮肤和皮下组织，包括小的、下面的血管，制造身体表面局部流血来采集血样。刺血针、小刀或其他可以划伤的设备是需要的。从身体表面采取的血样被收集在小管或其他容器中。在这种方法中指尖是最常使用的采集血样的部位，因为有大量的微血管位于这里。美国专利NO.4637403给出了这种方法。这种采样方法也要忍受几个主要的缺点，包括痛苦、潜在的感染可能和在有限区域重复采样而关联的其他问题。因为指尖有大量的神经末端，所以痛苦是主要的缺点。而且，对于高频率的采样和测量来讲皮肤表面是有限的。

由于上面描述的侵入性在先技术是痛苦的，病人经常避免做血糖测量。对糖尿病而言，在规定的基础上测量血糖失败是非常危险的。此外，划伤血管的侵入性技术给疾病传播创造了更大的机会。

已经作出了尝试来研制用于分析葡萄糖和其他被分析物的植入人体的传感器。这种植入性传感器的优点包括能提供“连续”的，慢性监控的能力，不用每次测量都要进行采血。尽管植入性传感器有很多潜在的优点，永久性的植入或长期植入、慢性植入传感器的研制还没有成功。发展短期植入性传感器(适合2-3天)的尝试也只取得了有限的成功。许多植入性传感器的基础是测量传感器上或内的试剂和想测量成分进行化学反应后生成的各种产物。植入性葡萄糖传感器典型的使用了葡萄糖氧化酶反应来测量葡萄糖的量，正如美国专利NO.5108819中描述的一样。这种植入性葡萄糖传感器要通过表皮、真皮插入到皮下组织。另有位于先前描述慢性传感器植入在腹腔。植入性的传感器典型的要求直接或遥测的连接于通常位于体外的测量装置。

所有的植入性传感器面临着几个主要问题。第一，所有的外来材料，包括掺入葡萄糖传感器的物质，会引起不希望的身体反应。这些反应包括了传感器附近的纤维变性组织的形成，纤维变性组织的形成改变了传感器和正常体液和可被分析物如葡萄糖的连接。身体的自然防御机制也可能对基于化学的传感器运作通过传感器化学反应干涉而产生直接的“有毒”的影响。对于一些植入人体的，植入的传感器也可以引起其他的身体反应，包括炎症、痛苦、组织坏死、感染和其他不希望的反应。

植入的传感器要求一定的化学物质和化学反应，通过化学反应确定在周围介质中要测量被分析物的水平。这化学反应是一些植入性传感器面对的一些主要问题的源头。基于化学的传感器要求一些产品被耗尽而另一些被生产作为传感器的正常作用。因此，传感器中用于维持所期望化学反应的化学试剂可能很快的耗尽。然后，副产品作为化学反应的结果被发出。这些副产品常常对传感器是有“毒”的，或引起其他不希望的组织反应。因为这些缺点，植入性传感器还没有应用。最后，这种植入性传感器的植入是痛苦的并成为感染的源头。

照此，提供好于传统的被分析物测量设备和方案，如对想分析物进行持续的、自动监控的测量目前可植入的被分析物浓度测量设备由于一些原因是不满意的。

相应的，人们对发展新的测量被分析物浓度的方案和设备是一直感兴趣的。特别是发展不用忍受上面评述的植入性传感器的缺点的、能持续测量被分析物浓度的系统。

相关著作

美国专利：4680628；4721677；5002054；5108819；5161532；5390671；5582184；5682233；5746217；5820520；5879310；6056738；6086545；6091975；6155992。

发明简述