用于氧化稳定性和光学稳定性的分析物可渗透的膜片系统的制作方法
【专利说明】用于氧化稳定性和光学稳定性的分析物可渗透的膜片系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2012年12月28日提交的美国临时申请序列号N0.61/746，790和在2013年7月18日提交的美国临时申请序列号N0.61/847，881的优先权的权益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
[0003]本发明总体涉及用于植入或插入动物活体内且测量在动物活体内的媒介中的分析物浓度的传感器。具体地，本发明涉及一种传感器，所述传感器具有附着在传感器本体的表面上的指示器元件上的膜片。
【背景技术】
[0004]传感器可包括指示器元件，诸如，例如，嵌入或聚合在聚合物接枝物(即，层或基质)中或所述聚合物接枝物上的指示分子。例如，在可植入的基于荧光的葡萄糖传感器中，荧光指示分子可逆地结合葡萄糖，并且当以激发光(例如，具有大约378nm的波长的光)照明荧光指示分子时，所述荧光指示分子依据葡萄糖是否结合到指示分子发射一定量的光(例如，范围在400至500nm的光)。
[0005]如果传感器被植入动物活体的身体中，则动物免疫系统开始攻击传感器。例如，如果传感器被植入人中，则白血球细胞攻击作为外来物的传感器，并且在初始免疫系统攻击中，嗜中性白细胞是攻击传感器的主要白血球细胞。噬细胞和巨细胞可进一步攻击传感器。嗜中性白细胞和其他白血球细胞的防御机构包括释放已知为活性氧簇(ROS)的高氧化物质，诸如过氧化氢(H2O2)、羟基(0H_)、次氯酸盐(0C1_)、过氧亚硝基(00N0_)、和过氧化物((V)。
[0006]诸如过氧化氢的ROS可使指示分子降解。例如，在具有硼酸基团(boronategroup)的指示分子中，过氧化氢可通过氧化硼酸基团使指示分子降解，因此使指示分子失去结合葡萄糖的能力。
[0007]此外，如果传感器是光学传感器，则来自传感器的光(例如，激发光，由指示分子发射的荧光)可穿过指示器元件或传感器的其他透明部分。如果传感器已经被植入动物组织中，所述光可通过组织反射或可引起组织发出荧光且以不同波长使光返回。从组织反射且发出荧光的光可通过指示器元件或传感器的其他透明部分返回，并且可由传感器的一个或多个光检测器(例如，光电二极管)接收。这导致由光检测器接收的信号中的噪音。
[0008]而且，如果动物(例如，人类患者)在明亮照明的区域，则光可穿过患者皮肤且由传感器的光检测器接收。这也可能将噪音引入由光检测器接收的信号。因此，错误传感器读数可能发生，因为被植入传感器中的光检测器可能接收与分析物浓度无关的附加信号。
[0009]当前，在本领域中需要改进光学传感器隔绝性和减少指示器元件变质。
【发明内容】
[0010]本发明通过提供提高光学隔绝性和/或减少指示器元件变质同时仍允许关注的分析物到达指示器元件的优点等等，克服现有技术中的系统的缺点。
[0011]本发明的一个方面提供一种可用于体内检测在动物活体内的媒介中的分析物的存在、量、和/或浓度的传感器。传感器可包括传感器壳体、嵌入在传感器壳体的至少一部分内和/或覆盖传感器壳体的至少一部分的指示器元件、和附着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]在一些实施方式中，膜片可具有孔隙，所述孔隙配置成大体防止白血球细胞穿过膜片但是允许分析物穿过膜片。膜片可以是不透明的。在一些实施方式中，膜片可催化诸如过氧化氢的ROS的降解，并且减少指示器元件的变质。膜片可包含亲水或疏水膜片材料。
[0013]在一些实施方式中，膜片是覆盖壳体和接枝物的至少一部分的多孔、不透明扩散膜片，并且膜片可配置成大体防止白血球细胞穿过膜片且允许关注的分析物穿过膜片到指示器元件，并且大体防止至少特定波长或波长范围的光传输穿过膜片。扩散膜片可包含不透明的或吸光的着色剂。
[0014]以下本发明的详细说明将描述包含在系统和方法内的其他变型。
【附图说明】
[0015]在此结合且形成说明书的一部分的附图示出本发明的各种非限定性实施方式。在附图中，相同的附图标记指代相同或功能类似的元件。
[0016]图1是实施本发明的方面的包括可植入传感器和传感器阅读器的传感器系统的示意图。
[0017]图2示出实施本发明的方面的传感器的透视图。
[0018]图3示出实施本发明的方面的传感器的分解图。
[0019]图4和5示出在实施本发明的方面的传感器的传感器本体/外壳/囊体内的传感器构件的透视图。
[0020]图6示出实施本发明的方面的传感器的侧视图。
[0021]图7示出实施本发明的方面的传感器的剖视端视图。
[0022]图8示出依据本发明的实施方式的在操作中的传感器的剖视侧视图。
[0023]图9和10示出依据本发明的实施方式的分别在指示器元件上没有和具有膜片的传感器的侧视图。
[0024]图11和12示出依据本发明的实施方式的传感器的剖视图。
[0025]图13是实施本发明的方面的传感器的替换性实施方式的透视图，并且所述传感器包括大体或完全覆盖传感器壳体的不透明扩散膜片。
[0026]图14是沿图13中的线XIV-XIV的传感器和不透明扩散膜片的横截面图。
[0027]图15是由不透明扩散膜片覆盖的传感器的替换性实施方式。
【具体实施方式】
[0028]本说明书可在描述构件的位置和/或方位、装置、定位、特征或其部分时使用相对空间和/或方位的术语。除非特别说明、或以其他方式通过说明书的上下文指明，否则包括但不限于顶、底、之上、之下、下方、顶部上、上、下、左、右、内侧、外侧、内、外、近、远、前、后、靠近、邻近、之间、水平、竖直、对角、纵向、横向等等的术语出于在谈及附图中的本发明的这些构件、装置、位置、特征或部分时方便的原因而被使用，并且并非旨在是限定性的。在此提及的所有专利、申请、公开申请和其他公开文本的全部内容通过引用结合于此。
[0029]图1是实施本发明的方面的传感器系统的示意图。在一个非限定性实施方式中，所述系统包括传感器100和外部收发器101。在图1中示出的实施方式中，传感器100被植入动物活体(例如，活人)中。传感器100可被植入例如动物活体的臂、腕、腿、腹部中、或动物活体的适用于传感器植入的其他区域。例如，如图1所示，在一个非限定性实施方式中，传感器100可被植入皮肤109和皮下组织111之间。在一些实施方式中，传感器100可以是光学传感器。在一些实施方式中，传感器100可以是化学或生物化学传感器。
[0030]收发器101可以是与传感器100通讯以给传感器100动力和/或从传感器100获取分析物(例如，葡萄糖)读数的电子器件。在非限定性实施方式中，收发器101可以是手持阅读器、腕表、腰带、或臂带。在其他非限定性实施方式中，收发器101可通过粘结剂(例如，作为生物相容性补片的一部分)保持在使用者身体上。在一个实施方式中，使收发器101在传感器植入点(S卩，在传感器100附近)范围内定位(即，悬停或滑动/搁置/经过)内将引起收发器101将测量命令自动地传送到传感器100且从传感器100接收读数。
[0031]在一些实施方式中，收发器101可包括天线103、处理器105和/或用户界面107。在一个非限定性实施方式中，用户界面107可包括液晶显示器(LCD)，但是，在其他实施方式中，可使用不同类型的显示器。
[0032]在一些实施方式中，天线103可包括感应元件，诸如，例如，线圈。天线103可(例如，通过使用线圈)生成电磁波或电动力场，以感应传感器100的感应元件(例如，图3-8的感应元件114)中的电流，所述电流给传感器100动力。天线103也可将数据(例如，命令)传送到传感器100。例如，在非限定性实施方式中，天线103可通过调制用于给传感器100动力的电磁波(例如，通过调制流过天线103的线圈的电流)传送数据。由收发器101生成的电磁波中的调制可通过传感器100检测/提取。而且，天线103可从传感器100接收数据(例如，测量信息)。例如，在非限定性实施方式中，天线103可通过检测由传感器100生成的电磁波中的调制(例如，通过检测流过天线103的线圈的电流中的调制)而接收数据。
[0033]天线103的感应元件和传感器100的感应元件(例如，图3-8的感应元件114)可以是当两个感应元件被带到足够的物理接近度内时允许实现足够的场强度的任何构型。
[0034]在一些实施方式中，处理器105可基于从传感器100接收的分析物读数计算一个或多个分析物浓度。在一些实施方式中，处理器105也可基于计算的分析物浓度(例如，计算的分析物浓度超过一个或多个阈值或落到所述一个或多个阈值之下)生成一个或多个警示和/或警告。计算的分析物浓度、警示、和/或警告可经由用户界面107显示。
[0035]在一些实施方式中，收发器101可(例如，通过使用无线通讯标准，诸如，例如，蓝牙)与远程装置(例如，手机、个人数据助手、手持装置、或笔记本电脑)通讯。远程装置可从收发器101接收计算的分析物浓度、警示、和/或警告，并且显示它们。通过远程装置的显示器可补充或替换收发器101的通过用户界面107的显示器。例