专利名称：制造集成的生物传感器的方法
技术领域：
本发明总地涉及包含集成的刺血针和传感器的医疗装置，更具体的，本发明涉及用于制造该医疗装置的过程。
背景技术：
确定生理样本中的分析物浓度对当今社会日益重要。这样的化验在多种应用中都有用，包括临床实验室检验，家庭检验等，其中，这样的检验的结果在多种疾病条件的诊断和处理中扮演突出的角色。感兴趣的分析物包括用于糖尿病处理的葡萄糖、用于监控心血管条件的胆固醇、用于监控治疗药剂的水平和确定药物的违法级别的药物，等等。随着这种分析物浓度确定的增加的重要性，已经开发了用于临床和家庭检验的多种分析物浓度确定规程和装置。
在确定生理样本中的分析物的浓度中，首先必须获得生理样本。获得和检验样本通常包括麻烦和复杂的程序。不幸的是，成功的操纵和操作检验元件，诸如检验条，刺血构件，仪表等，很大程度上依赖于使用者的视觉灵敏度和手动灵活性，这在具有糖尿病的人的情况下，在疾病状态期间经历恶化。在具有重大视力和感觉损失的人的极端情况下，检验程序变得更加困难，且要求来自辅助装置或者人员的另外帮助。
通过使用检验条来进行葡萄糖测量的典型程序包括以下动作或者步骤(但不是必须以给定的顺序)(1)从携带箱取出供给物，(2)去除刺血装置装载帽或者门，(3)从刺血装置去除和处置用过的刺血针，(4)将刺血针插入刺血装置，(5)从刺血针扭开保护帽，(6)更换刺血装置帽，(7)竖起刺血装置，(8)打开检验条小瓶/容器，(9)从容器取出条将其插入或者与仪表接口，(10)将刺血装置保持到皮肤，(11)发射刺血装置，(12)从皮肤去除刺血装置，(13)提取样本，(14)将样本应用到检验条，以及获得测量结果；(15)处置检验条，(16)清洁检验位置，以及(17)将供给物返回到携带箱。当然，某些葡萄糖测量系统和规程可以包含较少或者更多的步骤。
减少动作的数量的一种方式是通过使用集成的医疗装置，该集成的医疗装置组合多种功能，以便最小化可能导致部件污染和/或使用者伤害的传感器和/或刺血部件的操作。包括检验条和刺血针的这样一种集成的医疗装置的一个例子在国际申请No.PCT/GB01/05634(在2002年6月27日出版为WO 02/49507)和美国专利申请No.10/143399中描述，其两者通过参考在此完全引入。
在检验条制造中已经进行了技术进步，其中，传感器和刺血功能以及提供这样的功能的结构都设置在单个完全集成的医疗装置上，如在前述美国专利申请No.10/143399中描述的。集成的医疗装置通常采用条的形式。基于幅的方法可以用来制造这样完全集成的医疗装置，其在制造后和共同地封装在筒、盒、匣等中以前成为单个。用于制造这样的医疗装置的基于幅的方法的例子在美国专利申请No.10/142409以及欧洲专利申请EP 1360932 A1中披露，其两者都通过参考在此完全引入。然而，这些基于幅的方法需要昂贵的装备，其需要相当大的制造地面空间。在基于幅的方法中，传感器和刺血针的对准在制造过程期间也可以变化。然而，传感器和刺血针必须精确地对准，以确保集成的医疗装置的正确功能。
因此，在本领域仍然需要的是一种制造包含刺血针和检验条的集成的医疗装置的不昂贵和简单的方法。该方法也应该生产其中传感器和刺血针精确对齐的集成的医疗装置。
发明内容
在本发明的一个实施例中，一种组装集成的医疗装置的方法包括的步骤为提供一种医疗装置组装设备，其包括具有近端和远端的主体、可分离的夹紧杆和推动器板。在本发明的该实施例中，组装设备的近端包括多个用于至少部分地在其中容纳和可移动地保持多个检验条的凹进。在本发明的该实施例中，该方法包括将包含顶部层热封粘合剂的检验条加载到每个凹进中，将多个皮肤组织穿透构件放置在检验条的顶部上，通过夹紧杆固定多个皮肤组织穿透构件来最小化移动，使用推动器板推动检验条与皮肤组织穿透构件对准，将皮肤组织穿透构件加热到预定的温度来将条附着到皮肤组织穿透构件，以及从组装设备取下医疗装置用于进一步处理。在本发明的一个实施例的方法中，跨过皮肤组织穿透构件均匀地施加热，以确保在条和皮肤组织穿透构件之间的完全粘合。在根据本发明的方法的一个实施例中，通过弹带(bandolier)来连接皮肤组织穿透构件。在根据本发明的方法的一个实施例中，预定的温度在95℃和150℃之间。
通过参考下面阐明说明性的实施例的详细描述和附图(其中，同样的标记表示相同的元件)获得本发明的特征和优点的更好地理解，在这些说明性的实施例中应用了本发明的原理，其中图1是根据本发明的实施例的集成的医疗装置组装设备的分解的透视图；图2A和2B分别是能够与根据本发明的组装设备的典型的实施例一起使用的医疗装置的透视图和侧视图；图3A和3B是图1B的医疗装置组装设备沿着A-A’在箭头方向上的一部分的截面侧视图，示出了组装设备凹进的典型的实施例。
图4A和4B分别是根据本发明的另一个典型的实施例的集成的医疗装置组装设备的透视图和分解透视图；图5是示出了使用根据本发明的典型的实施例的组装设备来制造集成的医疗装置的过程中的步骤的顺序的流程图；图6A-6H是示出根据本发明用于制造医疗装置的过程的阶段的示意性透视图；以及图7A-7I是示出根据本发明用于制造医疗装置的过程的阶段的示意性透视图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的典型的实施例的医疗装置组装设备100的分解透视图。组装设备100包括主体102、具有多个定位销104的可分离的夹紧杆103，以及具有多个弹簧加载的突出物107的可分离的检验条推动器板106。组装设备100通常形状为矩形，且可以由金属或者任何能够承受范围从大约95℃到150℃的温度的材料形成。
图2A和2B分别是能够使用根据本发明的一个方面的组装设备100制造的典型的集成的医疗装置200的透视图和侧视图。集成的医疗装置200包括检验条204和皮肤组织穿透构件202。检验条204具有反应区域205和电触点206，电触点终止于集成的医疗装置200的近端210。电触点206由任何合适的导电材料制成，诸如金、银、铂或者碳。皮肤组织穿透构件202包括适于刺穿使用者的皮肤且将血液抽到反应区域205的刺血针220。皮肤组织穿透构件202通过粘合剂层214附着到检验条204。该粘合剂层214可以是热封或者压敏粘合剂。刺血针220包括刺血针基部222，其终止于组装的检验条的远端212。能够使用根据本发明的组装设备100制造的集成的医疗装置的进一步的描述在前述国际申请No.PCT/GB01/05634和美国专利申请No.10/143399中描述。此外，皮肤组织穿透构件202例如可以通过顺序冲模冲压技术来制造，如在前述国际申请No.PCT/GB01/05634和美国专利申请No.10/143399中披露的。
再次参考图1，组装设备100的主体102包括第一侧108、第二侧110、第一端112、第二端114、上表面116和下表面118。在第一侧108处的是多个突出物引导件119，其可以是例如空心的管形，以便多个突出物107移动通过。突出物107的功能为移动通过突出物引导件119，从而在制造过程期间将定位在凹进120中的条推到与皮肤组织穿透构件202对准，如下更详细地描述的(如图5和6E可见)。突出物引导件119的截面成形为适应突出物107的截面形状。
邻近突出物引导件119的是多个凹进120和凹槽122，其例如可以是细长形，且在上表面116上从第一端112到第二端114(即，图1的X方向)大致平行于第一侧108走向。邻近凹槽122的是多个定位销容纳孔126。定位销容纳孔126的功能是通过定位销104对齐和固定夹紧杆103到主体上表面106，如下更详细地描述的(如图5、6C和6D可见)。
凹进120每个包含至少一个近似垂直于凹槽122(即，在Y方向上，如图1可见)的凹进壁129。凹进120构造为(例如，定尺寸、成形和/或定向为)至少部分在其中容纳和可移动地保持检验条204(在图2A和2B中显示为集成的医疗装置200的部分)。凹进120的数量的范围从10到100以及更加通常范围从20到50。凹进120的宽度(即，在X方向上)在边上大于(例如，大约1-3％)检验条204的宽度，使得检验条204密合装配其中。该密合装配有利地最小化在集成的医疗装置组装过程期间(如图5可见)条的侧向移动，使得维持检验条204和皮肤组织穿透构件202之间在X方向上的对准。
凹进120可以通过本领域中的普通技术人员已知的过程来形成，包括但是不限于，电火花腐蚀和放电加工(EDM)。EDM的类型包括，例如，线、冲钻和小孔EDM。凹进120的截面侧视图在图3A和3B中显示。凹进120包括至少一个由凹进壁129和凹进基部表面131确定边界的倒圆的内部角部130。凹进120的典型的实施例在图3A中的截面中显示。在该实施例中，凹进120内的检验条204接触角部130上的区域，但是不接触凹进基部表面131。换句话说，检验条204通过角部130保持为远离凹进基部表面131，该角部例如可以是倒圆的内部角部。图3B示出了凹进120的另一个典型的实施例，其中，角部130被线腐蚀，以形成由凹进壁129和凹进基部表面131确定边界的近似半圆形截面的凹陷，从而允许检验条204平躺在凹进120内。这有利地允许检验条204与凹进基部表面131紧密接触，确保在过程500的热封步骤期间(如图5、6F和6G可见)检验条204和皮肤组织穿透构件202之间的完全和均匀粘附。
图4A和4B分别是根据本发明的另一个典型的实施例的医疗装置组装设备400的透视图和分解透视图。组装设备400包括主体402、具有中心定位销404和两个外部定位销405的可分离的夹紧杆403，以及可分离的弹簧加载的检验条推动器板406。组装设备400通常形状为矩形，且可以由金属或者任何能够承受范围从大约95℃到150℃的温度的材料形成。
组装设备主体402包括第一侧408、第二侧410、第一端412、第二端414、上表面416和下表面418。第二侧410包括阶梯形状，用于在集成的医疗装置组装过程之前在热封设备中固定组装设备400。邻近第一侧408的是细长的包含凹进的构件420和在上表面416上从第一端412到第二端414(即，在X方向上，如图4A和4B可见)大致平行于包含凹进的构件420走向的凹槽422。邻近凹槽422的是第一和第二端412和414的每一个附近的外部定位销狭槽424。在主体402的大致中心也邻近凹槽422的是中心定位销容纳孔426。外部定位销狭槽424和中心定位销容纳孔426的功能是通过中心定位销404和外部定位销405对准和固定夹紧杆403到主体上表面416，如下面将要更详细地描述的(如图5、7E和7F可见)。
包含凹进的构件420包括多个凹进428，每个凹进包含至少一个近似垂直于凹槽422(即，在Y方向上，如图4A和4B可见)的凹进壁429。凹进428构造为(例如，定尺寸、成形和/或定向为)至少部分在其中容纳和可移动地保持检验条204(在图2A和2B中显示为集成的医疗装置200的部分)。凹进428的数量的范围从10到100以及更多地通常范围从20到50。凹进428的宽度(即，在X方向上)在边上大于(例如，大约1-3％)检验条204的宽度，使得检验条204密合装配其中。该密合装配有利地最小化在集成的医疗装置组装过程期间(如图5可见)条的侧向移动，使得维持检验条204和皮肤组织穿透构件202之间在X方向上的对准。
包含凹进的构件420通过本领域中的普通技术人员已知的方式或者过程固定地接附到主体402，包括例如，螺栓连接、销子连接和焊接。包含凹进的构件420与主体402分开制造，使得凹进428能够通过本领域中的普通技术人员已知的过程来形成，包括，但不限于，电火花腐蚀和放电加工(EDM)。EDM的类型包括，例如，线、冲钻和小孔EDM。在图3A和3B中显示的凹进428的典型的实施例也可以用于组装设备400。
再次参考图4A和4B，推动器板406包括面向包含凹进的构件420的板近侧432、板远侧434、第一端436和第二端438。板近侧432包括从第一端436到第二端438沿着板406的整个长度且延伸到推动器板406的高度和宽度的近似一半的弹性可变形的带440。当推动器板406推靠包含凹进的构件420时，可变形的带440接触检验条204，如下将要描述的(如图5和7G可见)。
可变形的带440能够由本领域中的普通技术人员已知的任何弹性可变形的材料形成，包括，但不限于，聚苯乙烯泡沫塑料材料、弹性体材料、硅树脂材料、乳胶材料、聚合体材料、聚氨酯材料及其任何组合。可变形的带440通过半持久的粘合剂可分离地附着到推动器板406，以当可变形的带440不再起作用、污染了或者损坏了时允许去除。本领域中的普通技术人员已知的任何合适的粘合剂可以为此目的而使用，包括，但不限于，例如从3M、Basic Adhesives和Avery Dennison可得到的压敏粘合剂、冷封粘合剂、热封粘合剂和可释放的粘合剂。
参考图4B，推动器板406还包括至少一个外部螺钉442和至少一个内部螺钉446，弹簧444与外部螺钉螺纹445成围绕关系。没有螺纹的外部螺钉板孔450允许推动器板406相对于外部螺钉442移动。外部螺钉442通过与没有螺纹的螺钉板孔450对准的外部螺钉带螺纹的主体孔452锚定在包含凹进的构件420中。内部螺钉446可以由带螺纹的内部通螺钉孔448移动通过推动器板406的宽度。外部螺钉442和内部螺钉446分别从在X方向上走向的推动器板406的板第一端436和第二端438的近似四分之一和三分之一长度向内定位。外部螺钉442和内部螺钉446也在可变形的带440下面定位在推动器板406中，使得推动器板406相对于包含凹进的构件420在外部螺钉442和内部螺钉446上的移动不受可变形的带440阻碍。外部螺钉带螺纹的主体孔452也包括在包含凹进的构件420内，用于容纳外部螺钉442。外部螺钉442通过外部螺钉带螺纹的主体孔452旋入包含凹进的构件420到足够的深度，以允许推动器板406移动离开包含凹进的构件420以及允许压缩弹簧444。内部螺钉446能够接触但是不穿透包含凹进的构件420。
图5是示出了根据本发明的典型的实施例来制造多个集成的医疗装置的过程500中的步骤的顺序的流程图。下面利用图6A-6I和7A-7I(描述过程500的各个阶段的示意图、透视图)来描述过程500。首先利用在图6A-6I中显示的组装设备100来描述过程500，然后利用在图7A-7I中显示的组装设备400来描述过程500。
过程500包括首先提供组装设备100，如图5中的步骤510阐述的(如图1可见)。提供的组装设备100包括主体102、具有多个定位销104的夹紧杆103，以及具有多个可以例如是弹簧加载的突出物107的推动器板106。主体102进一步包括具有多个用于突出物107移动通过的空心突出物引导件119的第一侧。邻近突出物引导件119的是多个凹进120，其构造为至少部分在其中容纳和可移动地保持检验条204。
接下来，如步骤520阐述的，前面制造的具有暴露的上部热封粘合剂层的检验条204放置在组装设备100中的每个凹进120中(如图6A可见)。用于此过程中的检验条204可以例如通过如在美国专利申请No.10/143999和10/142409中披露的幅过程来制造，或者通过如在国际申请No.PCT/GB03/04656(DDI-5019PCT；2003年10月30日提交的)中披露的丝网印刷过程来制造。
如在步骤530中阐述的，接下来，一组10到50个通过片156接附到共同的弹带154的皮肤组织穿透构件202放置在组装设备100中检验条204的顶部上，使得至少一个弹带孔158与至少一个定位销容纳孔126对准(如图6B-6C可见)。
随后，通过将定位销104放置通过弹带孔158和定位销容纳孔126，夹紧杆103接附到主体上表面116上，从而固定弹带154(如图6D可见)，如步骤540所阐述的。定位销104有利地固定地将弹带154保持在合适的地方，以确保在步骤560期间皮肤组织穿透构件202在X、Y和Z方向上有最小的移动(如下可见)。
如步骤550所阐述的，朝着主体102推动推动器板106，使得朝着主体102在Y方向上由突出物107(没有显示)推动检验条204。突出物107继续推动检验条204，直到检验条204上的反应区域与刺血针基部222对准(如图6E可见；条和刺血针基部没有显示)。突出物107在Y方向上的移动可选地由突出物引导件109引导。弹簧加载突出物107，以适应检验条长度中的变化，同时确保检验条完全推靠刺血针基部222。
接下来，组装设备100放置在热封设备中，且皮肤组织穿透构件202通过热封机160附着到检验条204，如在步骤560中阐述的(如图6F-6G可见)。本领域中的普通技术人员已知的任何热封机可以用于这个步骤。热封机160一次密封2到20个医疗装置，更通常的，一次密封5到10个医疗装置。用于热封机160的典型的温度、压力和停留时间(即，热封机接触皮肤组织穿透构件的时间)范围分别为95-150℃，每个刺血针15-40N，以及1-5秒。然后，从组装设备100取下接附到弹带154的组装的集成的医疗装置200(如图6H可见)，用于进一步处理，即，用于通过经过将皮肤组织穿透构件202连接到弹带154的片156切割来成为单个。
当组装设备400用于过程500时，过程500包括首先提供组装设备400，如图5中的步骤510阐述的(如图7A可见)。提供的组装设备包括主体402、具有用于将夹紧杆403接附到主体402的中心定位销404和外部定位销405的夹紧杆403，以及例如可以弹簧加载的推动器板406。主体402包括包含多个用于在其中容纳检验条的凹进428的包含凹进的构件420。推动器板406包括用于在制造过程期间接触检验条的可选的弹性可变形的带440。推动器板406还包括至少一个外部螺钉442和至少一个内部螺钉446，弹簧444与外部螺钉螺纹445成围绕关系。推动器板406可以相对于外部螺钉442移动。外部螺钉442锚定在包含凹进的构件420中，且在过程500期间保持固定。内部螺钉446通过带螺纹的内部螺钉孔448移动通过推动器板，且接触但是不穿透包含凹进的构件420。在步骤510中，通过顺时针转动内部螺钉446，推动器板406已经从包含凹进的构件420移开。这样允许将检验条204放置在凹进428中(如步骤520可见)。顺时针转动内部螺钉使得内部螺钉446推靠包含凹进的构件420，导致推动器板406移动离开包含凹进的构件420，以及压缩弹簧444。现在，弹簧加载了推动器板406，以准备好组装集成的医疗装置。
接下来，如步骤520阐述的，前面制造的具有暴露的上部热封粘合剂层的检验条204放置在组装设备400中的每个凹进428中(如图7B可见)。
如在步骤530中阐述的，接下来，一组10到50个通过片456接附到共同的弹带454的皮肤组织穿透构件202放置在组装设备400中检验条204的顶部上，使得至少一个弹带孔458与中心定位销容纳孔426和至少一个外部定位销狭槽424对准(如图7C-6D可见)。
随后，通过将中心定位销和外部定位销404和405放置通过弹带孔458和外部定位销狭槽424以及中心定位销容纳孔426，夹紧杆403接附到主体上表面416上，从而固定弹带454(如图7E-7F可见)，如步骤540所阐述的。中心定位销404固定地装配到组装设备400的主体402中，而至少一个外部定位销405装配到主体402中的外部定位销狭槽424中，允许在制造过程期间外部定位销405根据需要移动。中心定位销404有利地固定地将弹带454保持在合适的地方，以确保在步骤560期间皮肤组织穿透构件202在X方向上有最小的移动。通过允许穿透构件在中心定位销的任一侧上移动而不是移动弹带的整个长度，固定的中心定位销404和可移动的外部定位销405的组合有利地改进了皮肤组织穿透构件相对于检验条的对准公差。因此，该构造有效地使X方向上的对准公差减半。
如步骤550所阐述的，通过推动器板406朝着主体402在Y方向上推动检验条204，使得检验条204上的反应区域与刺血针基部222对准(如图7G可见；条和刺血针基部没有显示)。推动器板406在Y方向上的移动通过逆时针转动内部螺钉446来释放弹簧444来实现。当推动器板406在Y方向上移动时，可变形的带440接触检验条204，随后推动条入位。可变形的带440有利地适应检验条长度中的变化，同时确保条完全推靠刺血针220的基部。
接下来，组装设备400放置在热封设备中，且皮肤组织穿透构件202通过热封机160附着到检验条204，如在步骤560中阐述的(如图7H-7I可见)。本领域中的普通技术人员已知的任何热封机可以用于这个步骤。热封机160一次密封2到20个医疗装置，更通常的，一次密封5到10个医疗装置。用于热封机160的典型的温度、压力和停留时间(即，热封机接触皮肤组织穿透构件的时间)范围分别为95-150℃，每个刺血针15-40N，以及1-5秒。然后，从组装设备400取下接附到弹带154的组装的集成的医疗装置200(如图6H可见)，用于进一步处理，即，用于通过经过将皮肤组织穿透构件202连接到弹带154的片156切割来成为单个。
过程500的步骤的每一个可以例如由使用者手动或者在机械和/或电的装置的帮助下进行。
一旦获知了本披露物，本领域中的普通技术人员会理解，多种医疗装置可以有利地根据本发明来制造。这样的医疗装置包括，但不限于，包括检验条和刺血针的组合的集成的医疗装置，其例子在前述国际申请No.PCT/GB01/05634(2002年6月27日出版为WO 02/49507)和美国专利申请No.10/143399中描述，其两者通过参考在此完全引入。本领域中的普通技术人员也理解，这样的检验条可以具有，但不限于，电化学或者光度测量的构造。只为了说明的目的，在本披露物的各个附图中的医疗装置描绘为具有电化学构造。
然而，本领域中的普通技术人员会理解，根据本发明的实施例的医疗装置能够适于测量例如样本的葡萄糖、酮、糖化白蛋白、凝结参数和胆固醇。
此外，本领域中的普通技术人员也会理解，根据本发明的医疗装置可以包含在设计为就地检验的组合的样本采集和计量系统内。设计为就地检验的这样的系统的例子在国际专利申请No.PCT/US01/07169(在2001年9月7日出版为WO 01/64105A1)和国际专利申请No.PCT/GB02/03772(在2003年2月27日出版为WO 03/015627 A1)中描述，其每个通过参考在此完全引入。
应该理解，这里描述的本发明的实施例的多种替代可以在实现本发明中使用。意在由下面的权利要求书限定本发明的范围，从而覆盖这些权利要求和它们的等价物的范围内的方法和结构。
权利要求
1.一种组装集成的医疗装置的方法，该方法包括提供一种医疗装置组装设备，其包括主体，其包括近端；以及远端；可分离的夹紧杆；以及推动器板，其中，所述近端包括多个用于至少部分地在其中容纳和可移动地保持多个检验条的凹进；将包含顶部层热封粘合剂的检验条加载到每个凹进中；将多个组织穿透构件放置在所述检验条的顶部上；通过所述夹紧杆固定所述多个组织穿透构件来最小化移动；使用所述推动器板推动所述检验条与所述组织穿透构件对准；将所述组织穿透构件加热到预定的温度来将所述条结合到所述组织穿透构件；以及从所述组装设备取下所述医疗装置用于进一步处理。
2.如权利要求1所述的方法，其中，跨过所述组织穿透构件均匀地施加热，以确保在所述条和所述皮肤组织穿透构件之间的完全粘合。
3.如权利要求1所述的方法，其中，通过弹带来连接所述组织穿透构件。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定的温度在95℃和150℃之间。
全文摘要
确定生理样本中的分析物浓度对当今社会日益重要。这样的化验在多种应用中都有用，包括临床实验室检验，家庭检验等，其中，这样的检验的结果在多种疾病条件的诊断和处理中扮演突出的角色。在本申请中，描述了一种方法，其可以用于制造包括集成的刺血针和传感器的医疗装置。
文档编号G01N35/00GK1715917SQ20051008107
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月29日 优先权日2004年6月29日
发明者D·K·郎, J·阿伦, J·约翰逊 申请人:生命扫描有限公司