微型體液采樣器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種微針微型體液采樣器，其包括微針、微針固定器、和微針固定貼士。本發(fā)明的微型體液采樣器用手指力將單針或多針刺入到皮膚中，從身體中以合適流速抽取合適量的體液，結(jié)合微泵用于體液中分析物的連續(xù)監(jiān)測(cè)，特別適合應(yīng)用于體液中的血糖連續(xù)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的體液采樣器結(jié)構(gòu)緊湊、容易使用；本發(fā)明的體液采樣器在大氣壓力下使用，取樣時(shí)，一方面死體積小，結(jié)果可靠和準(zhǔn)確，另一方面時(shí)間延遲非常短，可以用于連續(xù)監(jiān)測(cè)，并且取樣后不需要將抽取的體液送回到身體中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微型體液采樣器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及臨床上樣品的制備，特別涉及一種微型體液采樣器。
【背景技術(shù)】
[0002]血糖的自我監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(SMBG)，如血糖測(cè)試試紙條和血糖儀，廣泛地用于血糖的檢測(cè)。這種血糖的自我監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)從患者身體上采集測(cè)試血糖用的樣品。一種商用但不是普通消費(fèi)產(chǎn)品的連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)是GlucoDay，應(yīng)用微透析的原理，將有透析膜的一個(gè)約25mm長(zhǎng)小導(dǎo)管手術(shù)植入皮下組織，通過(guò)透析液將體內(nèi)的血糖帶到體外，用位于體外的葡萄糖傳感器測(cè)量透析液中的葡萄糖，并換算成體內(nèi)的血糖濃度。使用這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行體液采樣的局限性:手術(shù)植入透析導(dǎo)管；插入點(diǎn)的局部組織損傷和炎癥造成信號(hào)漂移；由于葡萄糖在體內(nèi)組織和透析液之間的平衡需要時(shí)間，導(dǎo)致較長(zhǎng)的滯后時(shí)間，而且這與透析液流量有關(guān)。
[0003]可穿戴血糖表設(shè)備采用反離子電滲技術(shù)，非常小的電流可通過(guò)完整皮膚將葡萄糖標(biāo)本收集到凝膠盤(pán)上，進(jìn)行測(cè)定。這種采用反離子電滲技術(shù)的取樣技術(shù)可以用于連續(xù)監(jiān)測(cè)血糖，但是這種監(jiān)測(cè)血糖不可靠、不準(zhǔn)確、和受汗水干擾。
[0004]微型化侵入式SpectRx的生物光子技術(shù)使用激光設(shè)備在皮膚的角質(zhì)層中產(chǎn)生直徑小于100 μ m的微孔。通過(guò)這些微孔和由泵提供動(dòng)力的輕微吸管在膜片中收集組織液。這種取樣技術(shù)可以用于連續(xù)監(jiān)測(cè)，但是這種技術(shù)是需要多個(gè)步驟、復(fù)雜體積龐大的系統(tǒng)、抽取很多體液、大的死體積以及滯后時(shí)間。
[0005]Arkal醫(yī)療技術(shù)使用微針陣列將組織液取出用于間歇測(cè)量，沒(méi)有連續(xù)流和沒(méi)有連續(xù)監(jiān)測(cè)。在美國(guó)專(zhuān)利US7949382B2中公開(kāi)了使用驅(qū)動(dòng)器移動(dòng)流體，例如通過(guò)單向瓣閥將貯存器中流體運(yùn)送到感應(yīng)區(qū)域，但是這種取樣技術(shù)不能用于連續(xù)監(jiān)測(cè)，且系統(tǒng)是復(fù)雜的。
[0006]在美國(guó)專(zhuān)利8050729B2中描述了一種使用壓電泵用導(dǎo)管(針)提取體液到流體槽；流體傳輸系統(tǒng)包括噴射液滴的噴嘴和在流體內(nèi)生成壓力脈沖的脈沖生成器，以便于從噴嘴噴射液滴。壓力調(diào)節(jié)閥維持流體槽中壓力大于大氣壓力。這種取樣技術(shù)是復(fù)雜和具有風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)，其中流體槽中壓力大于大氣壓力，對(duì)于患者的使用是不利的。
[0007]另外的一些體外系統(tǒng)，將從體內(nèi)抽取的血液的一小部分通過(guò)多個(gè)泵送到體外的葡萄糖傳感器，進(jìn)行血糖的測(cè)定；同時(shí)，將抽取的血液的絕大部分通過(guò)清洗裝置清洗后送回體內(nèi)。這樣一個(gè)系統(tǒng)是非常復(fù)雜和危險(xiǎn)的，并且價(jià)格昂貴，使它難以應(yīng)用在必需快速設(shè)置或簡(jiǎn)陋的工作環(huán)境中，如家庭醫(yī)療保健或急診室。體液的抽取量應(yīng)極大的減少，以使得提取液剛剛足夠用于連續(xù)的血糖監(jiān)測(cè)，因?yàn)闆](méi)用的過(guò)多提取液返回體內(nèi)是不安全的。
[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)在連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)中上述取樣技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種微型體液米樣器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明目的是提供一種微型體液采樣器，所述微型體液采樣器的技術(shù)方案如下。
[0010]微型體液采樣器，其包括:
[0011]微針，微針固定器，和微針固定貼士 ；
[0012]所述微針固定器包括:在底部具有孔的凸起插頭，在側(cè)面的流體出口，微針固定器內(nèi)的流體通道，和微針固定器主體；
[0013]所述微針固定貼士包括:微針固定貼士主體中的凹入插座，凹入插座中的孔，在凹入插座周?chē)耐咕?，和貼在凸緣底部上的醫(yī)用粘合劑；
[0014]所述微針固定器的凸起插頭位于微針固定器的底部，所述凸起插頭的底部孔用于容納微針，微針密封地固定在凸起插頭的底部孔中，并且伸出凸起插頭；
[0015]所述微針在微針體中具有將所述微針固定器的流體出口與體液連通的孔；
[0016]所述微針固定貼士的孔和凹入插座分別與所述微針和所述微針固定器的凸起插頭在位置、尺寸和幾何形狀上匹配。
[0017]在一種實(shí)施方式中，所述微針固定器中凸起插頭的底部具有多個(gè)孔和多個(gè)所述微針密封地固定在插頭的底部，所述固定貼士?jī)?nèi)凹入插座和多個(gè)孔分別與所述凸起插頭和多個(gè)微針在位置、尺寸和幾何形狀上匹配。
[0018]在一種實(shí)施方式中，在微針固定器中具有用于聚集來(lái)自多個(gè)微針的多個(gè)流體流動(dòng)路徑進(jìn)入到一個(gè)路徑中的通道。
[0019]在一種實(shí)施方式中，體液米樣器面積小于5cm2,高度小于10mm。
[0020]在一種實(shí)施方式中，所述微針的外徑優(yōu)選地小于380um。
[0021]在一種實(shí)施方式中，微針伸出凸起插頭的長(zhǎng)度通常小于IOmm,優(yōu)選地小于5mm,和更優(yōu)選地小于3_ ;當(dāng)微型體液采樣器用于取樣血糖樣品時(shí)，微針伸出凸起插頭的長(zhǎng)度優(yōu)選地小于5mm。
[0022]在一種實(shí)施方式中，通過(guò)調(diào)節(jié)伸出固定器插頭的長(zhǎng)度來(lái)控制微針植入體內(nèi)深度，通過(guò)穿入皮膚中不同的深度來(lái)取樣不同體液，例如可以取樣組織液、血液、或者組織液和血液的混合物。
[0023]在一種實(shí)施方式中，微針可以以不同角度插入體內(nèi)，優(yōu)選地角度為90度。
[0024]在一種實(shí)施方式中，微針穿入體內(nèi)并留在體內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間采樣，對(duì)皮膚及皮下組織只有微創(chuàng)或幾乎無(wú)創(chuàng)，這樣極大地減少了身體對(duì)進(jìn)入體內(nèi)微針的反應(yīng)。
[0025]在一種實(shí)施方式中，微針可以由任何生物兼容性并且有機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，例如由不銹鋼、鈦及鈦合金、硅及其化合物、鎢合金、塑料、陶瓷等等制成；微針可以從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)，例如皮下注射器針頭、Kumetrix’ s娃微針等等。
[0026]在一種實(shí)施方式中，微針固定器內(nèi)的流體通道和在側(cè)面的流體出口形狀和大小可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，優(yōu)選地是它們直徑小于400um ;流體通道長(zhǎng)度小于20mm。
[0027]在一種實(shí)施方式中，用于輔助微針進(jìn)入并固定在體內(nèi)的微針固定器插頭可以使用任何合適的形狀和大小，優(yōu)選地為直徑小于8mm的凸出的圓錐體。
[0028]在一種實(shí)施方式中，微針固定器尺寸與固定微針的數(shù)量有關(guān)，當(dāng)是單個(gè)微針時(shí)，微針固定器的面積優(yōu)選地小于3cm2。
[0029] 在一種實(shí)施方式中，微針固定器可以由可用于醫(yī)療設(shè)備的材料制成，例如由塑料、橡膠、金屬、陶瓷等制成。塑料可以是PE、PP、POM、PTFE, PES、PSU、PEEK、PC、TO、和醫(yī)療級(jí)PVC等等；橡膠可以是硅橡膠等等；金屬可以是不銹鋼、鈦、鈦合金、鋁、鋁合金等等。
[0030]在一種實(shí)施方式中，微針固定器可機(jī)械加工或模具制造的方法進(jìn)行制造。
[0031]在一種實(shí)施方式中，微針固定貼士?jī)?nèi)用于輔助微針進(jìn)入并固定在體內(nèi)的凹入插座是直徑小于IOmm凹入的圓錐腔。
[0032]在一種實(shí)施方式中，微針固定貼士尺寸與固定微針的數(shù)量有關(guān)，，當(dāng)是單個(gè)微針時(shí)，微針固定貼士的面積優(yōu)選地小于5cm2。
[0033]在一種實(shí)施方式中，微針固定貼士底面有帶膠的寬邊，用于將整個(gè)體液采樣器固定在米樣處皮膚表面，長(zhǎng)時(shí)間米樣。
[0034]在一種實(shí)施方式中，貼在凸緣底部上的醫(yī)用粘合劑是創(chuàng)可貼式的膠。
[0035]在一種實(shí)施方式中，微針固定貼士的材料是對(duì)皮膚無(wú)刺激的醫(yī)用材料，例如塑料和橡膠，塑料可以是PE、PTFE, PES、PU、醫(yī)療級(jí)PVC等等；橡膠可以是硅橡膠等等。[0036]在一種實(shí)施方式中，微針固定貼士可機(jī)械加工或模具制造的方法進(jìn)行制造。
[0037]在一種實(shí)施方式中，整個(gè)體液米樣器固定在米樣處皮膚表面，長(zhǎng)時(shí)間米樣。
[0038]在一種實(shí)施方式中，微針固定器流體出口可以直接連接至微泵。
[0039]在一種實(shí)施方式中，微針固定器流體出口可以通過(guò)生物芯片，然后連接至微泵。
[0040]本發(fā)明的微型體液采樣器用手指力將單針或多針刺入到皮膚中，從身體中以合適流速抽取合適量的體液，結(jié)合微泵用于體液中分析物的連續(xù)監(jiān)測(cè)，特別適合應(yīng)用于體液中的血糖連續(xù)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的體液采樣器結(jié)構(gòu)緊湊、容易使用；本發(fā)明的體液采樣器在大氣壓力下使用，取樣時(shí)，一方面死體積小、結(jié)果可靠和準(zhǔn)確，另一方面時(shí)間延遲非常短，可以用于連續(xù)監(jiān)測(cè),并且取樣后不需要將抽取的體液送回到身體中。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)來(lái)說(shuō)，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0042]圖1是單微針微型體液采樣器的拆分和組裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2是單微針微型體液采樣器的拆分和組裝結(jié)構(gòu)示意圖沿A-A和B-B線的剖視圖；
[0044]圖3是多微針微型體液采樣器的拆分和組裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖4是多微針微型體液采樣器的拆分和組裝結(jié)構(gòu)示意圖沿C-C線的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]為了使本領(lǐng)域【技術(shù)領(lǐng)域】人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0047]實(shí)施例1單微針微型體液采樣器[0048]參見(jiàn)圖1和圖2，體液采樣器包括三個(gè)主要組件:微針101，微針固定器1，和微針固定貼士 2。微針101在微針體中具有通道，該通道具有能夠?qū)⒊隹?103與體液連通的孔。
[0049]微針固定器I包括以下四個(gè)部分:在底部具有孔的凸起插頭102，在側(cè)面的流體出口 103，微針固定器I內(nèi)的流體通道104，和微針固定器主體105。凸起插頭102位于微針固定器I的底部和在凸起插頭102的底部孔用于容納單微針101。微針101密封地固定在凸起插頭102的底部孔中，并且以特定長(zhǎng)度伸出凸起插頭102，伸出凸起插頭102的長(zhǎng)度通常小于10mm，優(yōu)選地小于5mm，和更優(yōu)選地小于3mm。流體通道104連接微針101和出口 103。
[0050]微針固定貼士 2包括以下四個(gè)部分:在凹入插座202中的孔201，在微針固定貼士主體204中間的凹入插座202，在凹入插座202周?chē)耐咕?03，和貼在凸緣203的底部上具有襯墊的醫(yī)用粘合劑205?？?01和凹入插座202兩者分別與微針101和凸起插頭102在位置、尺寸和幾何形狀上精確地匹配。
[0051]當(dāng)體液取樣時(shí)，用酒精清潔皮膚取樣部位，剝?nèi)メt(yī)用粘合劑205的襯墊，將凸緣203貼在皮膚取樣部位；將凸起插頭102放入凹入插座202中，并且保證伸出微針101在孔201處對(duì)準(zhǔn)，然后用手指力按壓固定器主體105，推動(dòng)固定的微針101通過(guò)孔201穿刺進(jìn)入皮膚中，并且保留在皮膚中，由貼在皮膚上的微針固定貼士 2固定住。刺入皮膚的深度由伸出微針101的長(zhǎng)度控制，和凸起插頭102限制穿入深度以保證安全，不管使用者的技能如何。可以通過(guò)穿入皮膚中不同的深度來(lái)取樣不同體液，例如可以取樣組織液、血液、或者組織液和血液的混合物。
[0052]根據(jù)特定應(yīng)用需要，流體出口 103可以直接連接至微泵，或者先通過(guò)其它裝置，例如生物芯片，然后連接至微泵。當(dāng)運(yùn)行連接的微泵時(shí)，體液連續(xù)或間斷地從植入微針101中抽取，流動(dòng)通過(guò)流體通道104和流出出口 103，進(jìn)入到檢測(cè)裝置中用于連續(xù)監(jiān)測(cè)體液中的分析物，例如體液中的血糖、乳酸等等。
[0053]當(dāng)需要去除時(shí)，用手指將整個(gè)微針固定器I和微針固定貼士 2從皮膚拿開(kāi)，然后將其安全地丟棄。
[0054]實(shí)施例2:多微針微型體液米樣器
[0055]參見(jiàn)圖3和圖4，單微針微型體液采樣器和多微針微型體液采樣器之間的主要區(qū)別是:在微針固定器I中凸起插頭102的底部的多個(gè)孔和多個(gè)微針101密封地固定插頭102的底部。同時(shí)，在固定貼士 2內(nèi)凹入插座202和多個(gè)孔201分別與凸起插頭102和多個(gè)微針101在位置、尺寸和幾何形狀上精確地匹配。在微針固定器I中另外通道106用于聚集來(lái)自多個(gè)微針的多個(gè)流體流動(dòng)路徑進(jìn)入到一個(gè)路徑中，連接到流體通道104和出口 103。
[0056]當(dāng)將凸起插頭102放入到凹入插座202中時(shí),確保在推動(dòng)凸起插頭102進(jìn)入到凹入插座202中時(shí)，伸出的多個(gè)微針101精確地對(duì)準(zhǔn)它們相應(yīng)孔201。
[0057]多微針微型體液采樣器的其它結(jié)構(gòu)、運(yùn)行和操作方式與實(shí)施例1中的單微針微型體液采樣器基本相同，這里不重復(fù)地說(shuō)明。
[0058]應(yīng)該理解到披露的本發(fā)明不僅僅限于描述的特定的方法、方案和物質(zhì)，因?yàn)檫@些均可變化。還應(yīng)理解這里所用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述特定的實(shí)施方式方案的目的，而不是意欲限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅受限于所附的權(quán)利要求。
[0059]本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到，或者能夠確認(rèn)使用不超過(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)，在本文中所述的本發(fā)明具體實(shí)施方案的許多等價(jià)物。這些等價(jià)物意欲包含在所附的權(quán)利要求中。
【權(quán)利要求】
1.微型體液采樣器，其特征在于，其包括: 微針，微針固定器，和微針固定貼士 ； 所述微針固定器包括:在底部具有孔的凸起插頭，在側(cè)面的流體出口，微針固定器內(nèi)的流體通道，和微針固定器主體； 所述微針固定貼士包括:微針固定貼士主體中的凹入插座，凹入插座中的孔，在凹入插座周?chē)耐咕墸唾N在凸緣底部上的醫(yī)用粘合劑； 所述微針固定器的凸起插頭位于微針固定器的底部，所述凸起插頭的底部孔用于容納微針，微針密封地固定在凸起插頭的底部孔中，并且伸出凸起插頭； 所述微針在微針體中具有將所述微針固定器的流體出口與體液連通的孔； 所述微針固定貼士的孔和凹入插座分別與所述微針和所述微針固定器的凸起插頭在位置、尺寸和幾何形狀上匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型體液采樣器，其特征在于，所述微針固定器中凸起插頭的底部具有多個(gè)孔，多個(gè)所述微針密封地固定在插頭的底部，所述固定貼士?jī)?nèi)凹入插座和多個(gè)孔分別與所述凸起插頭和多個(gè)微針在位置、尺寸和幾何形狀上匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型體液采樣器，其特征在于，在微針固定器中具有用于聚集來(lái)自多個(gè)微針的多個(gè)流體流動(dòng)路徑進(jìn)入到一個(gè)路徑中的通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型體液采樣器，其特征在于，所述體液采樣器面積小于5cm2,高度小于10mnin
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型體液采樣器，微針伸出凸起插頭的長(zhǎng)度小于10_。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型體液采樣器，其特征在于，微針伸出凸起插頭的長(zhǎng)度小于 Smnin
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型體液采樣器，其特征在于，所述微針穿入體內(nèi)并留在體內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間采樣，對(duì)皮膚及皮下組織只有微創(chuàng)或幾乎無(wú)創(chuàng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型體液采樣器，其特征在于，所述微針固定貼士底面有帶膠的寬邊，用于將整個(gè)體液采樣器固定在采樣處皮膚表面，長(zhǎng)時(shí)間采樣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型體液采樣器，其特征在于，所述微型體液采樣器固定在米樣處皮膚表面，長(zhǎng)時(shí)間米樣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型體液采樣器，其特征在于，所述微針固定器流體出口直接連接至微泵，或者微針固定器流體出口通過(guò)生物芯片，然后連接至微泵。
【文檔編號(hào)】A61B5/145GK103908266SQ201310008656
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月9日
【發(fā)明者】莫健偉, 李元光, 何偉, 李獻(xiàn)紅, 王官俊, 楊軼穎 申請(qǐng)人:北京怡成生物電子技術(shù)有限公司, 美國(guó)優(yōu)西生物儀器公司