具有用于实时检测样本物质的检测装置的导管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导管。导管是不同直径的管子或软管，通过其可探测、清空、填充或冲洗中空器官，如膀胱、胃、肠以及血管、还有耳朵或心脏。在手术中使用导管，且例如为重症监护的病患置管以便为他们提供例如生命必须的药物，或者在气囊导管的情况下保持心脏血管打开。
【背景技术】
[0002]对于具有导管的病患，特别是重症监护的病患，存在病原体进入身体的风险。特别危险的是可能导致败血症的感染疾病，在其中，通常可能导致生命机能的危及生命的破坏，且可能导致一个或更多个器官的失效，并且最终导致病患死亡。重症监护虽然可通过临时使用或支持器官功能而度过关键阶段。然而，这仅当及时发现出现感染时是可能的。若呈现出可从外部看到的败血症的症状，例如升高的体温、心率或呼吸率，则对于成功处理可能已经太晚了。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目的在于，提供一种装置，其使得可以基本实时追踪和检测样本物质。
[0004]本发明通过具有用于实时检测样本物质的至少一个检测装置的导管实现该目的，其中，该至少一个检测装置包括:用于积聚样本物质的功能化表面;信号转换器，其将样本物质在功能化表上的积聚转换成结合信号；以及用于传输结合信号的信号线。根据本发明的导管和传感器的结合允许实时检测样本物质，即，在活体中。患者可被插入导管，即，插入根据本发明的导管，如同任何传统导管，且满足其规定的功能。由于根据本发明的导管包括至少一个用于实时检测样本物质的检测装置，因此在显示败血症之前不需要等待特别为败血症的传染病的外部可见症状。而是，该至少一个检测装置持续检测特定样本物质的存在性，例如感染细菌。一旦存在样本物质，其积聚在根据本发明的导管的检测装置的功能化表面上。积聚直接被信号转换器转换成结合信号，其通过信号线被传输，且可在导管之外作为表示预定样本物质的存在性的信号被读取。通过该方式不存在时间损失，且可提早识别，有害样本物质、例如感染细菌是否存在于重症监护患者的血液循环系统或导管自身中。
[0005]本发明可通过如在下文中所描述的一些列相互独立的、可分别有利且任意相互组合的扩展方案而进一步优化。
[0006]根据第一有利设计方案，功能化表面被布置在导管的外侧和/或内侧上。功能化表面在导管的外侧上的布置使得可以检测环境的样本物质，导管被置于该环境中。若例如涉及静脉导管或心脏导管，则血液循环系统中的样本物质可借助于根据本发明的导管被实时检测。通过功能化表面在导管的内侧上的布置使得可以检测导管内的流体中的样本物质。通过该方式例如可立即识别，在导管中是否存在感染或污染和导管是否需要更换。因此也可确定通过导管提供或提取的流体的污染。
[0007]根据另一有利实施方式，所述至少一个检测装置可不会丢失地与导管连接，这简化了对具有检测装置的导管的处理。该至少一个检测装置优选可以被构建成与导管是一体的。这样的一体设计方案例如通过下述方式实现，即，该至少一个检测装置被集成到导管中。集成可通过下述方式实现，即，仅在导管的外侧和/或内侧上的功能化表面被暴露，使得其与导管的外部环境或内部空间相互作用，且样本物质可在功能化表面上积聚。
[0008]根据本发明的导管也可包括具有多个功能化表面的检测装置。例如，第一功能化表面可布置在导管的外侧上，且另一、第二功能化表面可布置在导管的内侧上，使得功能化表面可与导管中流动的流体相互作用也可与导管的外部环境相互作用。
[0009]替选地，导管可具有:多于一个的包括功能化表面的检测装置，信号转换器以及信号线，其中，例如，一个检测装置被布置在导管的外侧上，且第二检测装置被布置在导管的内侧上。
[0010]在根据本发明的具有多于一个的检测装置的导管的设计方案中，也可以检测不同的样本物质。通过该方式不仅可得到关于存在感染的信息。此外，可以对感染细菌进行更详细的分组，例如确定其是革兰氏阴性病原体还是革兰氏阳性病原体。
[0011]根据本发明的导管适用于传统导管所适用的各种应用。例如可设想用作为静脉导管，在泌尿外科作为膀胱导管、输尿管导管或肾造口术用导管，在传统血管造影术中作为血管导管、气囊导管或支架导管，作为心脏导管、端口导管、硬膜外导管、管道导管，或作为用于透析治疗的导管，例如Shaldon导管、Demers导管或腹膜导管。此外，根据本发明的导管适用于每种插管技术，其例如可以是一次性导管，且特别可以是永久或留置导管，如其在手术、病患监护和/或重症监护措施领域按规定被放置。
[0012]根据本发明的导管可具有任意直径，且可由不同的材料制成，例如由塑料、橡胶、金属或也由玻璃制成，其中，钢制或塑料导管出于成本和无菌的原因是特别合适的。
[0013]根据另一实施方式，功能化表面可至少部分地配备检测分子。检测分子是与样本物质特定地结合的分子。在本发明的意义下，特定结合表示其亲合力很高的结合，使得其结合常数(也称为缔合常数)为至少14Ii1r1,优选为105mol-l，且特别为16Ii1r1。
[0014]根据本发明的另一实施方式，优选地，抗体，抗体的特定结合片段、抗原、肽类、蛋白质、核酸、抑制剂、酶、内毒素、酶底物、酶、配体、受体、螯合物、特别是金属离子螯合物的辅因子，或特定地、即以特定亲合力结合样本物质的其他分子，可作为检测分子。
[0015]通过根据本发明的导管，可实时检测特定目标分子的和/或不同类型的目标细胞的样本物质。样本物质例如涉及特定膜结构、或具体病原体的表面蛋白质，或涉及疾病特定或病原体特定物质或由病原体形成的代谢物，其通常不是存在于在导管中流动的流体中，或包围导管的组织中。
[0016]特别地，检测分子可结合疾病病原体特定的和/或疾病病原体相关的样本物质。特定抗原或病原体表面上的结构属于其中，然而也可以是可检测的核酸结构或病原体分泌到环境中的物质。特别地，检测分子可结合感染特定的和/或感染相关的样本物质，优选结合败血症特定的和/或败血症相关的样本物质。检测分子例如可特定地结合O-, H-和Pil1-抗原或细胞膜的核心多糖，其允许检测感染细菌。革兰氏阴性病原体产生的内毒素，例如脂质A或集集因子A也构成可能的病原特定样本物质。
[0017]根据一实施方式，检测分子特定地结合所谓的群体感应分子。群体感应分子，例如高丝氨酸内酯，如高丝氨酸内酯(HSL) I至4(HSL1: N-( 11_羧基_3_含氧^^一酰)-L-高丝氨酸内酯，HSL2: N-( 5-羧基戊醇)-L-高丝氨酸内酯，HSL3: N-( 11-羧基_3_羟基^^一酰)-L-高丝氨酸内酯，HSL4: N-(9-羧基壬酰)-L-高丝氨酸内酯)，或群体感应寡肽，被概括为自诱导物肽类，用于单细胞机体的化学通讯。惊奇地发现，群体感应分子的升高浓度强烈地呈现出败血症风险，使得群体感应分子为败血症特定样本物质。根据本发明的导管设计有用于积聚群体感应分子的功能化表面，因此可非常快速且可靠地显示疑似败血症。特定地结合群体感应分子的检测分子的优点在于，通过这种方式不仅可实时检测感染存在性，还可判断病原体的革兰氏状态，因为高丝氨酸内酯仅由革兰氏阴性病原体产生，且自诱导物肽类仅由革兰氏阳性病原体产生。替选地，可也借助于根据本发明的导管实时检测败血症相关的样本物质。此外惊奇地发现，特定酶的活性通过如在感染时出现的群体感应分子的升高浓度而改变。功能化表面通过检测败血症相关酶的活性改变的检测分子同时使得可借助于根据本发明的导管实时检测败血症。在败血症的情况下，群体感应分子的升高浓度例如导致酶β-半乳糖苷酶、β-氨基己糖苷酶和芳香基硫酸酯酶A具有提高的活性，且酶对氧磷酶1(也称为:对氧磷酶I)具有降低的酶活性。
[0018]根据本发明的导管的另一实施方式，信号转换器和/或导管可至少部分地涂覆有聚合物，优选涂覆有生物可相容的聚合物。聚合物涂覆表面由于其多种特性可很好地