用于氧化穩(wěn)定性和光學穩(wěn)定性的分析物可滲透的膜片系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于氧化穩(wěn)定性和光學穩(wěn)定性的分析物可滲透的膜片系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求在2012年12月28日提交的美國臨時申請序列號N0.61/746，790和在2013年7月18日提交的美國臨時申請序列號N0.61/847，881的優(yōu)先權的權益，其全部內容通過引用結合于此。
技術領域
[0003]本發(fā)明總體涉及用于植入或插入動物活體內且測量在動物活體內的媒介中的分析物濃度的傳感器。具體地，本發(fā)明涉及一種傳感器，所述傳感器具有附著在傳感器本體的表面上的指示器元件上的膜片。
【背景技術】
[0004]傳感器可包括指示器元件，諸如，例如，嵌入或聚合在聚合物接枝物(即，層或基質)中或所述聚合物接枝物上的指示分子。例如，在可植入的基于熒光的葡萄糖傳感器中，熒光指示分子可逆地結合葡萄糖，并且當以激發(fā)光(例如，具有大約378nm的波長的光)照明熒光指示分子時，所述熒光指示分子依據(jù)葡萄糖是否結合到指示分子發(fā)射一定量的光(例如，范圍在400至500nm的光)。
[0005]如果傳感器被植入動物活體的身體中，則動物免疫系統(tǒng)開始攻擊傳感器。例如，如果傳感器被植入人中，則白血球細胞攻擊作為外來物的傳感器，并且在初始免疫系統(tǒng)攻擊中，嗜中性白細胞是攻擊傳感器的主要白血球細胞。噬細胞和巨細胞可進一步攻擊傳感器。嗜中性白細胞和其他白血球細胞的防御機構包括釋放已知為活性氧簇(ROS)的高氧化物質，諸如過氧化氫(H2O2)、羥基(0H_)、次氯酸鹽(0C1_)、過氧亞硝基(00N0_)、和過氧化物((V)。
[0006]諸如過氧化氫的ROS可使指示分子降解。例如，在具有硼酸基團(boronategroup)的指示分子中，過氧化氫可通過氧化硼酸基團使指示分子降解，因此使指示分子失去結合葡萄糖的能力。
[0007]此外，如果傳感器是光學傳感器，則來自傳感器的光(例如，激發(fā)光，由指示分子發(fā)射的熒光)可穿過指示器元件或傳感器的其他透明部分。如果傳感器已經被植入動物組織中，所述光可通過組織反射或可引起組織發(fā)出熒光且以不同波長使光返回。從組織反射且發(fā)出熒光的光可通過指示器元件或傳感器的其他透明部分返回，并且可由傳感器的一個或多個光檢測器(例如，光電二極管)接收。這導致由光檢測器接收的信號中的噪音。
[0008]而且，如果動物(例如，人類患者)在明亮照明的區(qū)域，則光可穿過患者皮膚且由傳感器的光檢測器接收。這也可能將噪音引入由光檢測器接收的信號。因此，錯誤傳感器讀數(shù)可能發(fā)生，因為被植入傳感器中的光檢測器可能接收與分析物濃度無關的附加信號。
[0009]當前，在本領域中需要改進光學傳感器隔絕性和減少指示器元件變質。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明通過提供提高光學隔絕性和/或減少指示器元件變質同時仍允許關注的分析物到達指示器元件的優(yōu)點等等，克服現(xiàn)有技術中的系統(tǒng)的缺點。
[0011]本發(fā)明的一個方面提供一種可用于體內檢測在動物活體內的媒介中的分析物的存在、量、和/或濃度的傳感器。傳感器可包括傳感器殼體、嵌入在傳感器殼體的至少一部分內和/或覆蓋傳感器殼體的至少一部分的指示器元件、和附著在指示器元件的至少一部分上的膜片。指示器元件可包含指示分子。
[0012]在一些實施方式中，膜片可具有孔隙，所述孔隙配置成大體防止白血球細胞穿過膜片但是允許分析物穿過膜片。膜片可以是不透明的。在一些實施方式中，膜片可催化諸如過氧化氫的ROS的降解，并且減少指示器元件的變質。膜片可包含親水或疏水膜片材料。
[0013]在一些實施方式中，膜片是覆蓋殼體和接枝物的至少一部分的多孔、不透明擴散膜片，并且膜片可配置成大體防止白血球細胞穿過膜片且允許關注的分析物穿過膜片到指示器元件，并且大體防止至少特定波長或波長范圍的光傳輸穿過膜片。擴散膜片可包含不透明的或吸光的著色劑。
[0014]以下本發(fā)明的詳細說明將描述包含在系統(tǒng)和方法內的其他變型。
【附圖說明】
[0015]在此結合且形成說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的各種非限定性實施方式。在附圖中，相同的附圖標記指代相同或功能類似的元件。
[0016]圖1是實施本發(fā)明的方面的包括可植入傳感器和傳感器閱讀器的傳感器系統(tǒng)的示意圖。
[0017]圖2示出實施本發(fā)明的方面的傳感器的透視圖。
[0018]圖3示出實施本發(fā)明的方面的傳感器的分解圖。
[0019]圖4和5示出在實施本發(fā)明的方面的傳感器的傳感器本體/外殼/囊體內的傳感器構件的透視圖。
[0020]圖6示出實施本發(fā)明的方面的傳感器的側視圖。
[0021]圖7示出實施本發(fā)明的方面的傳感器的剖視端視圖。
[0022]圖8示出依據(jù)本發(fā)明的實施方式的在操作中的傳感器的剖視側視圖。
[0023]圖9和10示出依據(jù)本發(fā)明的實施方式的分別在指示器元件上沒有和具有膜片的傳感器的側視圖。
[0024]圖11和12示出依據(jù)本發(fā)明的實施方式的傳感器的剖視圖。
[0025]圖13是實施本發(fā)明的方面的傳感器的替換性實施方式的透視圖，并且所述傳感器包括大體或完全覆蓋傳感器殼體的不透明擴散膜片。
[0026]圖14是沿圖13中的線XIV-XIV的傳感器和不透明擴散膜片的橫截面圖。
[0027]圖15是由不透明擴散膜片覆蓋的傳感器的替換性實施方式。
【具體實施方式】
[0028]本說明書可在描述構件的位置和/或方位、裝置、定位、特征或其部分時使用相對空間和/或方位的術語。除非特別說明、或以其他方式通過說明書的上下文指明，否則包括但不限于頂、底、之上、之下、下方、頂部上、上、下、左、右、內側、外側、內、外、近、遠、前、后、靠近、鄰近、之間、水平、豎直、對角、縱向、橫向等等的術語出于在談及附圖中的本發(fā)明的這些構件、裝置、位置、特征或部分時方便的原因而被使用，并且并非旨在是限定性的。在此提及的所有專利、申請、公開申請和其他公開文本的全部內容通過引用結合于此。
[0029]圖1是實施本發(fā)明的方面的傳感器系統(tǒng)的示意圖。在一個非限定性實施方式中，所述系統(tǒng)包括傳感器100和外部收發(fā)器101。在圖1中示出的實施方式中，傳感器100被植入動物活體(例如，活人)中。傳感器100可被植入例如動物活體的臂、腕、腿、腹部中、或動物活體的適用于傳感器植入的其他區(qū)域。例如，如圖1所示，在一個非限定性實施方式中，傳感器100可被植入皮膚109和皮下組織111之間。在一些實施方式中，傳感器100可以是光學傳感器。在一些實施方式中，傳感器100可以是化學或生物化學傳感器。
[0030]收發(fā)器101可以是與傳感器100通訊以給傳感器100動力和/或從傳感器100獲取分析物(例如，葡萄糖)讀數(shù)的電子器件。在非限定性實施方式中，收發(fā)器101可以是手持閱讀器、腕表、腰帶、或臂帶。在其他非限定性實施方式中，收發(fā)器101可通過粘結劑(例如，作為生物相容性補片的一部分)保持在使用者身體上。在一個實施方式中，使收發(fā)器101在傳感器植入點(S卩，在傳感器100附近)范圍內定位(即，懸?；蚧瑒?擱置/經過)內將引起收發(fā)器101將測量命令自動地傳送到傳感器100且從傳感器100接收讀數(shù)。
[0031]在一些實施方式中，收發(fā)器101可包括天線103、處理器105和/或用戶界面107。在一個非限定性實施方式中，用戶界面107可包括液晶顯示器(LCD)，但是，在其他實施方式中，可使用不同類型的顯示器。
[0032]在一些實施方式中，天線103可包括感應元件，諸如，例如，線圈。天線103可(例如，通過使用線圈)生成電磁波或電動力場，以感應傳感器100的感應元件(例如，圖3-8的感應元件114)中的電流，所述電流給傳感器100動力。天線103也可將數(shù)據(jù)(例如，命令)傳送到傳感器100。例如，在非限定性實施方式中，天線103可通過調制用于給傳感器100動力的電磁波(例如，通過調制流過天線103的線圈的電流)傳送數(shù)據(jù)。由收發(fā)器101生成的電磁波中的調制可通過傳感器100檢測/提取。而且，天線103可從傳感器100接收數(shù)據(jù)(例如，測量信息)。例如，在非限定性實施方式中，天線103可通過檢測由傳感器100生成的電磁波中的調制(例如，通過檢測流過天線103的線圈的電流中的調制)而接收數(shù)據(jù)。
[0033]天線103的感應元件和傳感器100的感應元件(例如，圖3-8的感應元件114)可以是當兩個感應元件被帶到足夠的物理接近度內時允許實現(xiàn)足夠的場強度的任何構型。
[0034]在一些實施方式中，處理器105可基于從傳感器100接收的分析物讀數(shù)計算一個或多個分析物濃度。在一些實施方式中，處理器105也可基于計算的分析物濃度(例如，計算的分析物濃度超過一個或多個閾值或落到所述一個或多個閾值之下)生成一個或多個警示和/或警告。計算的分析物濃度、警示、和/或警告可經由用戶界面107顯示。
[0035]在一些實施方式中，收發(fā)器101可(例如，通過使用無線通訊標準，諸如，例如，藍牙)與遠程裝置(例如，手機、個人數(shù)據(jù)助手、手持裝置、或筆記本電腦)通訊。遠程裝置可從收發(fā)器101接收計算的分析物濃度、警示、和/或警告，并且顯示它們。通過遠程裝置的顯示器可補充或替換收發(fā)器101的通過用戶界面107的顯示器。例