用于评估皮肤对植入材料的反应性的设备的制作方法

本发明总体上涉及一种用于评估皮肤对测试材料的反应性的设备、更具体地涉及一种用于评估皮肤对医疗植入材料的反应性的设备。

背景技术：

涉及金属植入物的外科手术越来越普遍。仅在美国，每年就进行超过一百万次的下肢全关节置换。此外，有300万美国人带有牙科植入物，并且这一数字每年增长50万。这些患者中有一些由于对植入金属(比如，髋关节和膝关节置换物)的过敏而继续经历与其植入物相关的不良事件。确定某人是否对特定的植入材料过敏将为正在考虑进行植入外科手术或可能已经进行过这种手术的患者提供非常有用的信息。

目前，怀疑自己对金属敏感的人通常在皮肤科医生的照护下接受皮肤斑贴测试，以进行确认。可用于测试对金属的过敏的另一种较不常见的选择是血液测试、称为淋巴细胞转化测试。这两种类型的测试典型地都是由医师(典型地过敏科医师)下令进行的，是耗时、成本高昂的，又无法常规执行。此外，尚不清楚哪些患者需要接受评估，并且没有已定义的标准来确定什么构成了对各种金属的潜在过敏反应的阳性测试。当前不存在允许患者接受某种形式的初步评估以测试对局部应用的金属的皮肤过敏性的非处方套件或装置。

重要的是要注意，许多证明对金属植入物过敏的患者没有以前对金属珠宝过敏的病史。这表明，潜在地所有患者都可以从金属过敏测试获益，而目前这只能通过昂贵的正式皮肤科医生评估和追踪才能获得。

因此，强烈需要一种非侵入性的、可靠的、方便的且实惠的方法来检测皮肤对比如医用植入材料等材料的反应性的存在。

技术实现要素：

本披露在多个方面解决了上述需求。在一方面，本披露提供了一种用于评估皮肤对测试材料、例如植入材料的反应性的设备。该设备包括固持器和测试材料单元。该固持器进一步包括测试部分和固持部分。该固持器可以由惰性且低过敏原性材料形成。该测试部分包括具有开口的凹形壳体隔室，当戴着该设备时该开口面向受试者的皮肤。该凹形壳体隔室中被适配成在其中接纳并接触该测试材料单元。该测试材料单元的外围与该凹形壳体隔室的内表面的形状匹配。该固持部分被配置用于使得该测试材料单元与皮肤直接接触，而无需使用粘合剂。该固持部分可以是手链、箍带(例如，弹性箍带)、腕戴、胸带、腿带、脚链、皮带、腰带、和表带式固持器中的一种。该测试材料单元包括植入材料、并且安装至该固持器的凹形壳体隔室上。

在一些实施例中，该测试材料单元可以使用卡扣配合机构可移除地安装至该凹形隔室上。替代性地，该固持器和该测试材料单元可以以一件式制成。

在一些实施例中，该植入材料包括矫形外科手术金属、重建外科手术金属、或植入金属的合金、或不同金属组合的植入金属。

在一些实施例中，该植入材料包括植入金属，比如铬、钴、钼、钛、钒、铝、钯、锆、钇、锡、钽、铌、铜、金、银、锰、钨、铍、以及镍、或其合金或组合。

在一些实施例中，该植入材料包括植入金属合金，该植入金属合金包含以下中的任一项：铝、铬、钴、钼、镍、钒、钛、以及ti6ai-4v。在一些实施例中，该矫形外科手术金属是铬、钴或钼的金属合金。在一些实施例中，该矫形外科手术金属还可以包括钛合金(例如，ti6al-4v具有90％的钛、6％的铝、以及4％的钒、0.25％的铁和0.2％的氧)。

在一些实施例中，该植入材料包括非金属重建外科手术材料、或非金属植入物、或非金属矫形外科手术材料，这些材料选自由以下组成的组：聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚乙烯、聚芳醚酮(peek)、以及碳纤维。

在一些实施例中，该植入材料包括非金属外科手术材料，该材料选自由以下组成的组：乳胶、苏合香脂、秘鲁香脂、乳香胶(在玛帝脂(mastisol)中)、以及古塔胶。

在一些实施例中，该植入材料包括牙科植入材料，比如钛、锆、铝、以及钒，或基本上由液态汞组成的牙科汞合金，或具有汞、银、锡、铜或其中两种或更多种的组合的金属合金混合物。

在一些实施例中，该植入材料包括第一金属植入材料和第二金属植入材料，这两种金属植入材料彼此结合地附接，使得仅该第一金属植入材料或该第二金属植入材料直接接触皮肤。该第一金属植入材料和该第二金属植入材料可以是不同的材料。在一些实施例中，该第一金属植入材料和该第二金属植入材料可移除地彼此附接或作为一件式制成。

在一些实施例中，该测试材料单元包括顶表面和底表面。该顶表面小于该底表面、并且安装在该固持器的凹形壳体隔室中。

在一些实施例中，该凹形壳体隔室的内表面的形状可以为圆形、椭圆形、正方形、矩形、多边形、四边形、正方形、三角形、平行四边形、五边形、六边形、七边形、或八边形。

在一些实施例中，该固持器的固持部分进一步包括紧固模块，比如钩环、按钮关闭件、和带扣关闭件。

在一些实施例中，该测试材料单元包括压印在其表面上的标识。该标识可以包括测试材料类型、制造日期、序列号、医疗提供者名字、或其中两者或更多者的组合。

在另一方面，本披露还提供了一种用于评估受试者对植入材料的皮肤反应性的方法。该方法在受试者进行植入外科手术之前进行，以测试该受试者对所植入材料的组织敏感性的方法。该方法可以包括：(i)将上文描述的设备施加在该受试者的皮肤上，使得该设备的测试材料单元与皮肤直接接触预定的时间段；以及(ii)基于皮肤与该设备的测试材料单元的直接接触后的一种或多种皮肤反应来确定皮肤反应性的存在。

在本披露的另一方面，还提供了一种用于评估皮肤对测试材料的反应性的套件。该套件包括一个或多个固持器、一个或多个上述测试材料单元、以及可选地使用该套件的指示。

前述发明内容并非旨在限定本披露的每个方面，并且在其他部分、比如以下详细描述中描述了额外的方面。整个文件旨在被视为统一的披露内容，并且应理解的是，设想到了本文描述的特征的所有组合，即使在本文件的同一句子、或段落或部分中未找到所述特征组合。本发明的其他特征和优点将从下面的详细描述中变得清楚。然而，应理解的是，详细描述和特定示例虽然指示了本披露的特定实施例，但是它们仅以展示的方式给出，因为在本披露的精神和范围内的各种改变和修改将是本领域那些技术人员根据该详细描述而清楚了解的。

附图说明

图1示出了用于评估皮肤对测试材料的反应性的设备的示例，该设备包括腕带式固持器。

图2示出了可安装至如图1所示的固持器上的测试材料单元的示例。

图3示出了具有腕带式固持器的设备的示例，其戴在受试者的手腕上。

具体实施方式

矫形外科植入物和其他医疗植入物的出现通过改善生活质量、增加活动能力并减轻患病患者的疼痛，而改变了对骨和关节疾病以及其他医疗症状的治疗。重建外科手术中使用的大多数植入物是由金属合金构成，这些金属合金包含经典的接触性过敏原，例如镍、钴和铬。现在，存在大量描述患者在外科手术之后对植入材料发生过敏反应的医学文献。矫形外科金属装置植入后的潜在过敏性并发症包括皮肤出疹、慢性关节疼痛、水肿、植入物松动、以及关节失效。在某些情况下，过敏性并发症导致需要进行额外的手术，来去除含有干扰物质的植入物。

尽管在西方世界，过敏症正在增加，但是并不例行进行在涉及植入物的外科手术之前对患者进行测试。当前的测试技术不容易解释，并且典型地涉及转诊到皮肤科医生进行皮肤测试。已经提出，先前对所穿戴金属的皮肤反应是金属过敏的极好的预测指标。由于可以使用不同金属组成的植入物来执行许多重建外科手术，因此了解患者的过敏可以允许修改程序，以避开包含使患者过敏的特定金属的植入物。

为了解决这一需求，本披露提供了一种用于评估皮肤对测试材料、例如植入材料的反应性的设备。所披露的设备可以被适配成满足牙医、外科医生和/或其他医师的特定需求以帮助提供信息，该信息可以帮助确定哪些患者可能需要转诊给专家(即，过敏科医师)以进行更多测试。所获得的信息还可以帮助牙医和外科医生确定更适当的治疗，并且可以帮助他们选择更安全的植入物，例如，避免对潜在过敏的个体使用牙科汞合金和某些金属。

该设备包括固持器和测试材料单元。该固持器被配置成穿戴在穿戴者的身体部位上，比如脚踝、手指、脖子上等。该固持器进一步包括测试部分和固持部分。该测试部分包括具有开口的凹形壳体隔室，当戴着该设备时该开口面向受试者的皮肤。该凹形壳体隔室中被适配成在其中接纳并接触该测试材料单元。该测试材料单元的外围基本上与该凹形壳体隔室的内表面的形状匹配。该固持部分被配置用于使得测试材料单元与受试者的皮肤直接接触。该测试材料单元包括测试材料、并且可移除地安装至固持器的测试部分的凹形壳体隔室上。

所披露的设备具有若干优点。该设备可以被制造成在公共场合显得无害的东西。重要的是要注意，为了获得可靠的皮肤反应性信息，外科医生需要患者长时间佩戴产品，这对于粘合剂条带是不合适的。典型地，患者必须将产品佩戴一周至十天。另外，外科医生希望产品在所有时间内都被戴着，除了洗澡和发生显著的不良反应之外。所披露的具有耐用的测试材料的设备允许患者在需要时(例如，在洗澡时)方便地脱下和戴上该设备上，这是粘合剂条带所没有的优势。

如本文使用的，术语“植入物”是指被制造出来以替代缺失的生物结构、支撑受损的生物结构、或增强现有生物结构的医疗装置。与移植物相比，医学植入物是人造装置，而移植物是被移植的生物医学组织。与身体接触的植入物表面可以由生物医学材料制成，例如钛、硅或磷灰石，这取决于哪个的功能最强。在一些情况下，植入物包含电子器件，例如人工起搏器和人工耳蜗植入物。一些植入物具有生物活性，例如呈可植入药丸或药物洗脱物形式的皮下药物递送装置。

如本文使用的，术语“基本上”是指动作、特征、特性、状态、结构、项目或结果的完全或接近完全的程度或度。例如，“基本上匹配”的受试者意指该受试者完全匹配、或几乎完全匹配。

该固持器的凹形壳体隔室的内表面的形状可以包括但不限于：圆形、椭圆形、正方形、矩形、和多边形、四边形、正方形、三角形、平行四边形、五边形、六边形、七边形、以及八边形。例如，图1所示的固持器包括具有圆形内表面的凹形壳体隔室。同样，测试材料单元的形状可以包括但不限于：圆形、椭圆形、正方形、矩形、和多边形、四边形、正方形、三角形、平行四边形、五边形、六边形、七边形、以及八边形，使得固持器的凹形壳体隔室的内表面的形状与测试材料单元的形状基本上匹配。例如，图1和图2所示的测试材料单元具有圆形形状。

固持器可以是可穿戴手链或任何其他可穿戴物品。可穿戴物品的非限制性示例包括手链、箍带、腕戴、吊坠、胸带、腿带、项链、脚链、皮带、腰带、戒指、耳环、和表带式固持器。例如，用于测试植入材料的箍带可以被配适成穿戴在各个身体部位(例如，手腕、脚踝、手肘、膝盖、脖子、手指和脚趾)上。

固持器的固持部分可以是弹性箍带。固持器的固持部分可以进一步包括紧固器件。在一些实施例中，固持器的固持部分进一步是可调节或可伸缩的，以允许被测试材料被牢固地固持且固定在受试者的皮肤上。

参见图1，展示了用于评估皮肤对测试材料的反应性的示例性设备100。设备100包括腕带式固持器110和测试材料单元120。固持器110进一步包括测试部分112和固持部分114。测试部分112包括凹形壳体隔室112a，该壳体隔室中被适配成在其中接纳并接触测试材料单元120。测试材料单元120的外围基本上与凹形壳体隔室112a的内表面的形状匹配。固持部分114被配置用于使得测试材料单元120与受试者的皮肤直接接触。测试材料单元120包括测试材料、并且可移除地安装至固持器110的测试部分112的凹形壳体隔室112a上。固持器110的固持部分114可以进一步包括一个或多个紧固器件114a和114b。固持部分114的紧固器件114a和114b可以是钩环或带扣关闭件或柱-孔结构。例如，紧固器件114a可以包括一个或多个孔洞，而紧固器件114b可以包括一个或多个模制立柱。可以通过将紧固器件114a的该一个或多个孔洞与紧固器件114b的该一个或多个模制立柱配合来将固持器110的固持部分114的自由束带端可调节地固定在一起。图3示出了受试者戴着的示例性设备。

在实施例中，固持器由低过敏原性、惰性或无乳胶的材料(即，硅酮)制成，该材料适合用于保持特定金属或其他常用的医学植入材料与受试者的皮肤直接接触。可以使用与皮肤直接接触的固持器来穿戴待测试材料几天。对所施加材料的皮肤反应可以提示潜在的过敏反应。

通过暴露于植入材料而引起的皮肤反应可以包括但不限于以下：红疹、肿胀、红斑、湿疹、瘙痒、灼热、荨麻疹(麻疹)、痛苦的血管性水肿、水泡和风疹(湿疹)。这些反应可能在暴露于过敏原后24-72小时后才会出现。建议那些发生皮肤反应阳性的患者寻求进一步其外科医生、初级保健医生或适当的医学专家(可能是皮肤科医生或过敏科医生)的正式医学评估和护理。该信息可以帮助指导牙医和外科医生定制治疗方法，以避开可能引起过敏并导致并发症和后遗症的植入物和医疗材料。

测试材料单元可以通过一个或多个紧固器件被装配并固定在固持器的测试部分的凹形壳体隔室中。在一个示例中，凹形壳体隔室可以具有比测试材料单元略小的大小，使得测试材料单元可以借助于构成固持器的材料的弹性被装配并固定在凹形壳体隔室中。在另一个示例中，测试材料单元可以使用卡扣配合机构被固定在凹形壳体隔室中。在又一个示例中，凹形壳体隔室的内表面可以包括内螺纹，而测试材料单元可以包括外螺纹。测试材料单元的外螺纹被配置成被凹形壳体隔室的内螺纹接纳，由此测试材料单元可旋转地装配并固定在凹形壳体隔室中。替代性地和/或另外，测试材料单元可以通过一个或多个紧固件(例如，螺钉)或粘合剂(例如，胶水)来固定。在一些实施例中，固持器和测试材料单元可以作为一件式来制造。

测试材料单元可以包括进行皮肤过敏测试的任何测试材料。测试材料可以包括常用于药物和牙科学中的一种或多种植入材料、或特异于某些患者人群的需求的植入材料。植入材料可以是金属或非金属植入材料。

在一些实施例中，植入材料可以是植入金属或金属合金。例如，植入材料可以是矫形外科手术金属、重建外科手术金属、或植入金属的合金、或不同金属组合的植入金属。

植入金属的非限制性示例可以包括镍金属、电镀有硫酸镍的镍金属、钴金属、电镀有氯化钴的钴金属、铬、钼、钛、汞合金、钒、钯、锆、钇、锡、钽、铌、铜、金、银、铝、锰、钨、以及铍。

植入金属合金的非限制性示例可以包括由以下中的两种或更多种的组合形成的金属合金：镍、钴、铬、钼、钛、汞合金、钒、钯、锆、钇、锡、钽、铌、铜、金、银、铝、锰、钨、以及铍。在一些实施例中，植入金属合金由铬、钴和钼中的两种或更多种的组合形成。在一些示例中，植入金属合金是钛合金(例如，ti6al-4v具有90％的钛、6％的铝、以及4％的钒、0.25％的铁和0.2％的氧)。

可以在所披露的设备中使用的植入材料可以包括多种多样的专用植入材料(例如，金属或非金属的植入材料)。例如，心脏病专家和胸外科医生可以使用所披露的设备来对使用金属胸骨切开术线的金属过敏症进行围手术期评估。神经外科医生可以使用所披露的设备来测试脊柱中的金属植入物、颅骨中的钛植入物、颈椎和腰椎中的盘关节置换术。颅颌面外科医生可以使用所披露的设备来测试由金属和金属合金制成的cmt植入物。

植入材料可以包括常用于矫形外科骨折固定和关节置换术中的植入金属，包括但不限于铝、铬、钴、钼、镍、以及钛，或其他确认的植入材料。

在另一示例中，测试材料可以包括在矫形外科手术中使用的非金属材料，包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯(pmma或骨水泥)、聚乙烯(关节置换垫)、聚芳醚酮(例如peek)和碳纤维。

在又一个示例中，测试材料可以包括牙科汞合金——液态汞、和金属合金混合物，包括但不限于汞、银、锡、铜和其他痕量金属及其两种或更多种的组合。牙科植入物还可以包括但不限于钛、锆、铝和钒的合金、金属组合、以及纯样品。其他测试材料的非限制性示例包括钯、锰、铁、乳胶、苯乙烯(在医用粘合剂玛帝脂和安息香酊中发现)、秘鲁香脂、乳香胶(在玛帝脂中)、和古塔胶(植入根管治疗后的牙齿中)。

在一些实施例中，测试材料单元包括在测试材料单元的表面上的标识。该标识指示测试材料类型、制造日期、序列号、医疗提供者名字、或其中两者或更多者的组合。标识还可以使用不同的颜色或形状来将所测试材料彼此区分。在一些实施例中，标识是压印在测试材料单元的表面上。

参见图2，展示了测试材料单元120的示例。测试材料单元120包括镍作为测试材料。测试材料单元包括顶表面121和底表面122。顶表面121可以具有与底表面122相比不同或相同的大小。在一个示例中，顶表面121可以具有比底表面122更小的大小，如图2所示。较小的顶表面121被固持器110的壳体隔室112a可移除地接纳(参见图1)，并且底表面122与穿戴者的皮肤直接接触。顶表面121可以进一步包括压印在其上的标识123(例如“过敏原”标记)，以指示测试材料类型(例如，植入合金)、制造日期、序列号、医疗提供者名字、或其中两者或更多者的组合。

在一些实施例中，测试材料单元包括第一植入材料(例如，金属植入材料)和第二植入材料(例如，金属植入材料)。第一植入材料和第二植入材料彼此结合地附接，使得第一植入材料和第二植入材料分别占据测试材料单元的相反部分，并且仅第一植入材料或第二植入材料与受试者的皮肤直接接触。在一些实施例中，第一植入材料和第二植入材料是不同的材料。在一些实施例中，第一植入材料和第二植入材料彼此可移除地附接，使得将植入材料的一个或多个组合组装得到单一植入材料单元。

如本文使用的，术语“结合地”是指两个结构或元件的接近度。特别地，被标识为“结合地附接”的元件可以是抵接或相连的。这样的元件还可以彼此接近或靠近，而不一定彼此接触。在一些情况下，接近度的精确程度可以取决于特定的背景。

在另一方面，本披露还提供了一种用于评估受试者对植入材料的皮肤反应性的方法。该方法在受试者进行植入外科手术之前进行，以测试该受试者对所植入材料的组织敏感性的方法。该方法可以包括(i)将所披露的设备施加在受试者的皮肤上，使得设备的测试材料单元与皮肤直接接触预定的时间段(例如、1天、2天、3天、5天、1周、2周、3周、4周、5周、6周、7周、8周)；以及(ii)基于皮肤与该设备的测试材料单元的直接接触后的一种或多种皮肤反应来确定皮肤反应性的存在。

在本披露的另一方面，还提供了一种用于评估皮肤对材料的反应性的套件。该套件可以包括上文描述的一个或多个固持器和一个或多个测试材料单元。该套件还可以包括使用指示。例如，这些指示可以告知使用者将所披露设备用在受试者身上的恰当程序。

广泛可得且经济的植入材料皮肤过敏测试套件可以允许对计划进行植入手术的患者进行早期筛查。可以使用这个皮肤过敏测试的结果来帮助对所讨论的个体提供关于潜在金属过敏的初步信息。接着，可以将这些个体交给医学专家，他们接着可以提供更明确的诊断。接着，将由主治医师来确定哪些患者需要正式转诊给过敏科。所披露的设备可以以合理的成本提供重要的初步信息，这可以帮助确定哪些患者需要更集中的测试。

定义

为了帮助理解根据本披露的组合物和方法的详细描述，提供了几个明确定义以促进对本披露的各个方便的清楚披露。除非另外限定，本文中所使用的所有技术性术语和科学性术语都具有与本披露所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。

在此应注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个/一种(a/an)”和“该(the)”包括复数指代物，除非上下文另外清楚地指明。术语“包括”、“包含”、“含有”或“具有”及其变型旨在涵盖其后所列的项目及其等同形式、以及额外的主题，除非另外指出。

重复使用了短语“在一个实施例中”、“在多个不同的实施例中”、“在一些实施例中”等。这样的短语不一定指代相同的实施例，但是它们可以指代相同的实施例，除非上下文另外指出。

术语“和/或”或“/”意指项目中的任一个、项目的任何组合、或与这个术语相关联的所有项目。

如本文使用的，术语“每个”在提及项目集合而使用时旨在指明集合中的独立项目、但是不一定指代集合中的每一个项目。如果明确的披露或上下文另外清楚地指出，则可能发生例外。

除非另外要求保护，否则本文中提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“比如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，并且不对本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为将任何未要求保护的要素指示为是实践本披露所必须的。

本文描述的所有方法是以任何合适的顺序执行，除非本文另外指明或者与上下文明显矛盾。关于所提供的任何方法，方法的步骤可以同时进行或按顺序进行。当方法的步骤按顺序进行时，除非另有说明，否则这些步骤可以以任何顺序进行。

本文引用的每个出版物、专利申请、专利和其他参考文献的全部内容在与本披露内容不矛盾的程度上通过援引并入本文。提供本文披露的出版物仅是出于其在本发明的申请日之前的披露。本文中的任何内容均不得解释为承认本发明无权凭借在先发明而早于此类出版物。另外，所提供的出版物的日期可以不同于实际公开日期，所述实际公开日期可能需要被独立确认。

应理解的是，本文描述的示例和实施例仅用于展示目的，并且本领域技术人员将鉴于其获得各种修改或改变，并且这些修改或改变将被包含在本申请的精神和范围和所附权利要求的范围内。