化學(xué)顯色醫(yī)療用品的制作方法
【專利說明】化學(xué)顯色醫(yī)療用品
[0001]相關(guān)串請聲明
[0002]本申請要求于2013年3月13日提交的、名為“化學(xué)顯色醫(yī)療用品”的美國專利第61/780，117號的相關(guān)權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用合并在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及暴露于感興趣的分析物時表現(xiàn)出顏色變化的醫(yī)療用品。
技術(shù)背景
[0004]體液中的大量物質(zhì)(在此稱為“分析物”，無論是內(nèi)源性和外源性)通常被分析以用于各種用途，例如，各種疾病和癥狀的診斷和治療，藥物使用的檢測等。
[0005]在一些分析中，期望確定感興趣的分析物的精確量(例如，濃度)。在其他分析中，僅期望確定感興趣的分析物是否存在任何可被檢測出的量，或者感興趣的分析物是否高于某一閾值量。例如，在某些分析物的水平可能上升到一定水平之上或期望范圍之外并且對患者健康產(chǎn)生負(fù)面影響的風(fēng)險存在時，通常在醫(yī)院或臨床環(huán)境中進行體液分析。
[0006]然而，目前醫(yī)院或臨床環(huán)境中用于分析物監(jiān)測的許多已知系統(tǒng)存在延遲取得結(jié)果的問題，這有可能危害患者的健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的上述及其他缺點，本發(fā)明涉及暴露于感興趣的分析物時表現(xiàn)出顏色變化的醫(yī)療用品。
[0008]在一些方面，本發(fā)明關(guān)于醫(yī)療用品，其配置成暴露于體液，其中醫(yī)療用品包括暴露于存在于體液中的分析物時表現(xiàn)出顏色變化的化學(xué)顯色材料。
[0009]在其他方面，本發(fā)明關(guān)于檢測分析物的方法，包括(a)使正在檢驗的體液接觸包括化學(xué)顯色材料的醫(yī)療用品以確定是否存在分析物，該化學(xué)顯色材料在暴露于分析物時表現(xiàn)出顏色變化，以及(b)若存在顏色變化，觀察化學(xué)顯色材料的顏色變化。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點在于，基于顏色變化技術(shù)，該醫(yī)療用品可提供關(guān)于感興趣的分析物是否存在的即時反饋。
[0011]本發(fā)明的另一優(yōu)點在于，該醫(yī)療用品利用顏色變化聚合物工藝即時指示特定的疾病或癥狀。
[0012]對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在閱讀權(quán)利要求和以下的【具體實施方式】后，本發(fā)明的這些及其他方面、實施例和優(yōu)點立即變得很明顯。
【附圖說明】
[0013]圖1A是根據(jù)本發(fā)明一實施例的Foley導(dǎo)管的立體示意圖。
[0014]圖1B是根據(jù)本發(fā)明一實施例、沿圖1A中線B-B的截面示意圖。
[0015]圖2是根據(jù)本發(fā)明一替代實施例、沿圖1A中線B-B的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0016]參照以下對本發(fā)明各方面和實施例的詳細(xì)說明，可更完整地理解本發(fā)明。以下對本發(fā)明的詳細(xì)說明意在說明而非限制本發(fā)明。
[0017]如前所述，本發(fā)明涉及暴露于感興趣的分析物時表現(xiàn)出顏色變化的醫(yī)療用品。這種行為通過為本發(fā)明的醫(yī)療用品提供化學(xué)顯色材料來實現(xiàn)。如本文中使用的，“化學(xué)顯色材料”是暴露于化學(xué)種(chemical species),例如分析物時顯色或者改變顏色的材料，化學(xué)顯色材料對該化學(xué)物質(zhì)敏感。通常，當(dāng)感興趣的分析物高于一定的閾值濃度時，才會出現(xiàn)可檢測出的顏色變化。
[0018]在某些實施例中，用于本公開中的化學(xué)顯色材料由包括嵌段共聚物的聚合物形成。
[0019]如本文中使用的，“聚合物”是包括一個或多個組成單元的多個副本的分子，通常稱為單體。聚合物可具有許多結(jié)構(gòu)，其可選自，例如，線形、環(huán)形和分支結(jié)構(gòu)。分支結(jié)構(gòu)包括星形結(jié)構(gòu)(例如，從單個分支點發(fā)散出三個以上鏈的結(jié)構(gòu))和梳狀結(jié)構(gòu)(例如，具有主鏈和多個側(cè)鏈的結(jié)構(gòu))等。如本文中使用的，“均聚物”是包括單一組成單元的多個副本的聚合物。如本文中使用的，“共聚物”是包括至少兩種不同的組成單元的多個副本的聚合物，其范例包括隨機、統(tǒng)計、梯度、周期(例如，交替)和嵌段共聚物。
[0020]如本文中使用的，“嵌段共聚物”是包括兩個以上化學(xué)成分不同的聚合物嵌段的共聚物，例如，在一個聚合物嵌段中發(fā)現(xiàn)了未能在另一個聚合物嵌段中發(fā)現(xiàn)的組成單元(即，單體)。如本文中使用的，“聚合物嵌段”是構(gòu)成嵌段聚合物的一部分的組成單元的群組(如，5至10至25至50至100至250至500至1000甚至更多單元)。聚合物嵌段可以分支或不分支。聚合物嵌段可包括單一種類的組成單元(本文中也稱為“均聚物嵌段”)，或兩種以上不同種類的組成單元(本文中也稱為“共聚物嵌段”)，它們可以以例如周期(例如，交替)、隨機、統(tǒng)計或梯度分布設(shè)置。特定嵌段共聚物的不同聚合物嵌段通常相互之間不能混溶，并在固態(tài)形式下分離成不同的相(或“相域”)。元素與各相域有關(guān)的形狀、大小和間距可由許多因素控制，包括用來形成相域的處理技術(shù)、聚合物嵌段的總大小(分子量)、以及不同聚合物嵌段相互之間的大小(其影響各相域的相對容積)，以及其他因素。
[0021]根據(jù)本發(fā)明公開的醫(yī)療用品可用來檢測感興趣的分析物以用于多種目的，包括例如各種疾病和癥狀的診斷、各種疾病和癥狀的治療、和藥物檢測等。
[0022]感興趣的分析物因此包括范圍廣泛的內(nèi)源性和外源性物質(zhì)，包括無機物質(zhì)、有機物質(zhì)(例如，包括小分子和高分子有機化合物)、非離子物質(zhì)、離子物質(zhì)(包括陰離子、陽離子和兩性離子物質(zhì))等。潛在可檢測的感興趣的分析物包括存在于體液中的那些。
[0023]根據(jù)本發(fā)明公開的醫(yī)療用品包括配置成與諸如血液、尿液和胃液等體液形成接觸的那些醫(yī)療用品。根據(jù)本發(fā)明公開的醫(yī)療用品的具體范例包括如下:導(dǎo)尿管、儲尿袋、靜脈導(dǎo)管、動脈導(dǎo)管、經(jīng)外周插入的中心導(dǎo)管(peripherally inserted central catherer,PICS)、透析導(dǎo)管、硬膜外導(dǎo)管、引流導(dǎo)管、導(dǎo)管管體、包括收集袋的導(dǎo)管收集容器、血栗、血液濾過裝置、氣流開關(guān)、流體管理歧管、引流管、引流袋、便盆、注射器、血糖儀、心包引流或抽吸裝置、腸道喂養(yǎng)裝置、氣管裝置、心室輔助裝置、貯血袋、采血系統(tǒng)、Swan-Ganz導(dǎo)管、胚胎移植導(dǎo)管、臍線導(dǎo)管、Tuohy-Borst適配器、Quinton導(dǎo)管、宮內(nèi)導(dǎo)管、體外腎臟輔助裝置、肺臟輔助裝置、移植物、繃帶、傷口敷料、牙種植體、骨科植入物、用來運輸或儲存體液的容器等，以及諸如分析盤、試管、離心管、培養(yǎng)皿和燒瓶的實驗室用品，以及許多其他的用品。
[0024]作為一個具體的范例，可使通常用來抽血的注射器具有化學(xué)顯色性，因此提供了關(guān)于分析物存在(例如，高于分析物的最低檢測水平)的指示，僅通過觀察注射器充滿血液時的顏色變化。醫(yī)療用品的另一個具體范例是其中設(shè)置有小凹槽(small wells)的分析盤。這些凹槽通常填充有流體，用于通過諸如質(zhì)譜儀的復(fù)雜試驗設(shè)備來進行場外檢驗。使分析盤具有化學(xué)顯色性可允許僅通過觀察凹槽充滿流體時托盤材料的顏色變化作出正/負(fù)或者真/假的讀數(shù)，這樣提供了即時、可視的可識別指示。作為醫(yī)療用品的另一個具體范例，可使導(dǎo)管的外部(即，導(dǎo)管未插入體內(nèi)的部分)具有化學(xué)顯色性，使得檢測出分析物時，醫(yī)療專業(yè)人員能觀察到顏色變化。
[0025]根據(jù)本發(fā)明公開的醫(yī)療用品包括可由醫(yī)療專業(yè)人員定期(如，每天一次、每天兩次等)檢查的醫(yī)療用品，和提供實時結(jié)果的醫(yī)療用品，該實時結(jié)果使醫(yī)療專業(yè)人員警覺發(fā)展中的問題，以及其他的可能性。
[0026]化學(xué)顯色材料可以以許多不同的方式包含在本發(fā)明公開的醫(yī)療用品中。例如，可使整個醫(yī)療用品具有化學(xué)顯色性，或者可僅使醫(yī)療用品的一部分(包括醫(yī)療用品的組件)具有化學(xué)顯色性。醫(yī)療用品或其部分可完全由化學(xué)顯色材料構(gòu)成，或者可包括設(shè)置在下層材料上的化學(xué)顯色材料層，以及其他可能的方式。
[0027]用于本發(fā)明公開的化學(xué)顯色材料包括那些由折射率不同的第一和第二組分組成具有周期性(例如，多層)納米結(jié)構(gòu)的化學(xué)顯色材料，其與光相互作用，并且與光的相互作用在與感興趣的分析物接觸時發(fā)生改變。在各種實施例中，這些材料包括聚合物并具有多層(也稱為“層狀”)形態(tài)。例如，如上所述，已知嵌段共聚物根據(jù)各種因素(包括各聚合物嵌段的相對大小)相分離成許多不同的形態(tài)。例如，已知包括兩個大約相同大小嵌段的嵌段共聚物表現(xiàn)出層狀形態(tài)。如果層狀結(jié)構(gòu)的兩個嵌段的折射率之間存在足夠的對比，那么根據(jù)層之間的間距，某一波長的光可被該材料反射。
[0028]基于與感興趣的分析物的許多不同的化學(xué)相互作用(包括共價結(jié)合和非共價結(jié)合)，化學(xué)顯色材料可經(jīng)歷顏色變化。例如，分析物可經(jīng)由多種非共價結(jié)合機制中的一種或多種結(jié)合至化學(xué)顯色材料，非共價結(jié)合機制包括，例如，基于范德華力(van der Waalsforces)、疏水相互作用和/或靜電相互作用(例如，電荷-電荷相互作用、電荷-偶極相互作用，以及偶極-偶極相互作用，包括氫鍵結(jié)合)的那些非共價結(jié)合機制等。非共價相互作用的一些具體范例包括J1-J1堆積、基于多重氫鍵形成的結(jié)合(例如，多核苷酸雜交等)、基于復(fù)合和/或配位鍵形成的結(jié)合(例如，金屬離子螯合等)、基于抗體-抗原相互作用的結(jié)合(有時也稱為抗體-半抗原相互作用)、蛋白質(zhì)-小分子相互作用(例如，抗生物素蛋白/鏈霉親和素-生物素結(jié)合)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用、血漿-蛋白質(zhì)相互作用等。用于本發(fā)明公開的化學(xué)顯色材料可基于這些相互作用中的一個或多個形成。
[0029]作為化學(xué)顯色材料一具體范例，已研發(fā)出由兩種聚合物嵌段，具體來說即聚苯乙烯嵌段和聚-2-乙烯基-吡啶嵌段的交替層構(gòu)成的自組裝、嵌段