[发明专利]测量分析物浓度的医疗设备

说明书

技术领域

本发明涉及适用于测量分析物浓度的医疗设备。

背景技术

定期或连续地测量分析物浓度是控制或治疗多种疾病(如糖尿病)所必须的。例如，糖尿病患者可能需要一日数次测量他们的血糖水平以便于相应地改变胰岛素管理。血糖水平测量的频率越高越有利于更有效地制定调节糖尿病患者血糖水平的药物给药方案，即，血糖水平的波动可以被控制在生理范围内。因此，获得准确、及时和持续的有关血糖水平的信息是成功治疗糖尿病患者的关键所在。

现在已经有许多不同的医疗设备被用于监测血糖水平。最常用的血糖仪需要使用试纸条，采用的是电化学原理，患者每次测量都要通过不舒服的指尖针刺方法采一滴血。为了避免指尖针刺导致的疼痛以及更频繁地或更持续地控制糖血症，人们开发出了各种各样的可植入传感器，其中包括经皮传感器或皮下传感器，用于持续地检测和/或量化血糖值。用于频繁地或持续地基于电化学、亲和性或光学传感器进行葡萄糖监测的葡萄糖传感器已进行了广泛的研究。

一种类型的亲和性传感器利用了亲和性粘度测量法，使用的是一种敏感的聚合物溶液，该溶液在分析物的浓度发生改变时也会改变其粘度(R，Ehwald R.葡聚糖和伴刀豆球蛋白A水性分散剂在不同种类的亲和性传感器中用于葡萄糖测量的适用性(Suitability of aqueous dispersions of dextran and concanavalin A for glucose sensing in different variants of the affinity sensor)，Biosens.Bioelectron.9，557-567，1994)。敏感溶液可包含由伴刀豆球蛋白A交联的高分子葡聚糖分子，这是一种四价亲和性受体，与葡聚糖分子的葡萄糖末端基团和分析物葡萄糖有亲和性。随着游离分析物的浓度升高，溶液的粘度剧烈下降(参见Ehwald R，R，DautzenbergH.粘度测量亲和性试验，《分析化学》(Viscometric affinity assay.Analytical Biochemistry)234，1-8，1996)。这样可以非常精确地测量分析物的浓度，因为与亲和性结合是高度分析物特异性的。另外，与电化学传感器一样，不消耗分析物。

现有技术已知的粘度测量亲和性传感器中，有两类是比较著名的：可植入传感器和侵入性或微侵入性传感器。

德国专利申请DE 195 01 159 A1描述了一种可植入分析物传感器的实施例，该传感器利用了亲和性粘度测量法来测量分析物的浓度。其中所公开的是一种可植入传感器，包括一个透析室，其中填充有葡萄糖敏感聚合物溶液和另一种流体(如硅油)，两种流体彼此相邻形成一个稳定界面层。可植入传感器还包括一个用于振动硅油的金属膜、由同轴传输线连接到通信单元的电极、以及电线圈。在装置体外面设置有显示和评估单元，也配备有用于与可植入传感器通信的电线圈。

US 2001 045 122 A1公开了一种可植入传感器，包括电子元件、葡萄糖敏感聚合物溶液和透析室。粘度的测量是通过在透析室内使柔性部件相对于刚性部件运动并测量柔性部件返回到其初始位置的回归行为而完成的。另外，信号评估电路位于装置体外面，与可植入传感器的电子元件保持通信。

PCT申请WO 2004 037 079 A1公开了另一个利用亲和性粘度测量法测量葡萄糖浓度的可植入葡萄糖传感器的例子。这种可植入传感器用于长期植入到患者体内，该传感器包括一个填充有葡萄糖敏感聚合物溶液的透析室和一个位于溶液内的旋转或振动测量元件。被激励的测量元件的衰减行为被用于确定葡萄糖敏感聚合物溶液的粘度。位于装置体外面的用户设备控制和评估该测量行为。

WO 2008/102001公开了一种粘度测量亲和性传感器，包括装有葡萄糖透性膜且含有葡萄糖敏感液体的透析室，传感器的室内还包括限制性通道，室的一端被一个膜封闭。室内可产生压力的致动器可使敏感液体流过限制性通道，其流动与敏感液体的粘度有关，因此与葡萄糖的浓度有关，影响外部膜的位移。因而测量外部膜的位移提供了敏感液体的粘度的测量，进而测量葡萄糖的浓度。

现有技术所公开的某些可植入粘度测量亲和性传感器有一个缺点，那就是它们测量液体粘度绝对值的变化，这种变化严重依赖于温度和其他因素。为了精确地测量葡萄糖的绝对值，确立一个参考值来补偿由于干扰因素导致的粘度的变化看来是十分重要的。