BR112016028536B1

BR112016028536B1 - Sensor compreendendo um membro de perfuração de pele e uma zona de análise de amostra de sangue

Info

Publication number: BR112016028536B1
Application number: BR112016028536-0A
Authority: BR
Inventors: Vojtech Svoboda; James L. Say; Steve L. Pohl
Original assignee: Pepex Biomedical, Inc
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2021-11-30
Also published as: US20210361204A1; EP3152559B1; CN107003264A; US11045124B2; BR112016028536A2; EP3152559A4; WO2015187959A1; CN107003264B; US20170095187A1; EP3152559A1

Abstract

sensores eletroquímicos e métodos para a fabricação de sensores eletroquímicos usando tecnologia de impres são avançada a presente invenção refere-se a um sensor que pode ser fabricado pela impressão de um eletrodo de trabalho em um substrato com o uso da impressão por jato de aerossol. a produto químico de captação (por exemplo, tinta à base de enzima que que inclui produto químico de detecção) também pode ser impressa no eletrodo de trabalho com o uso de impressão por jato de aerossol. um eletrodo de referência também pode ser impresso no substrato em uma posição afastado ao longo do substrato do eletrodo de trabalho. em certos exemplos, o substrato pode ser posicionado dentro de um lúmen de um membro de perfuração de pele de um módulo de sensor.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] O presente pedido está sendo depositado no dia 4 de junho de 2015 como um pedido de patente internacional PCT, e reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório no de série U.S. 62/036.966, depositado no dia 13 de agosto de 2014 e Pedido de Patente Provisório no de série U.S. 62/007.694, depositado 4 de junho de 2014, os ditos pedidos são incorporados ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

CAMPO DA TÉCNICA

[002] A presente revelação refere-se geralmente a sensores eletroquímicos e a métodos para a produção.

ANTECEDENTES

[003] Os biossensores eletroquímicos foram desenvolvidos para captar (por exemplo, detectar ou medir) concentrações de bioanalito em amostras de fluido. Por exemplo, as Patentes nos U.S. 5.264.105; 5.356.786; 5.262.035; 5.320.725; e 6.464.849, que são incorporadas em sua totalidade ao presente documento, revelam sensores eletroquímicos para captar analitos, tais como lactato ou glicose. Os sensores eletroquímicos foram amplamente usados em sistemas de monitoramento de glicose no sangue adaptados para uso doméstico por diabéticos para permitir que os níveis de glicose no sangue sejam proximamente monitorados. Outros tipos exemplificativos de sistemas de monitoramento de glicose no sangue são revelados pelas Patentes nos U.S. 5.575.403; 6.379.317; e 6.893.545.

SUMÁRIO

[004] Os aspectos da presente revelação se referem a sensores eletroquímicos que podem fornecer uma leitura de analito no sangue em tempo real (por exemplo, uma leitura para glicose, lactato ou outro analito) enquanto causa o desconforto mínimo de paciente e enquanto não exige que o paciente produza uma gotícula exposta de sangue. Em certos exemplos, os sensores eletroquímicos têm um ou mais micro recursos fabricados com o uso de tecnologia de impressão avançada. Em certos exemplos, a tecnologia de impressão avançada inclui impressão por jato de aerossol. Em certos exemplos, o sensor eletroquímico inclui eletrodos sustentados em uma portadora de eletrodo tal como uma microextrusão posicionada dentro de um membro de perfuração de pele. Em certos exemplos, os eletrodos são impressos (por exemplo, impressor por jato de aerossol) na microextrusão. Em certos exemplos, o produto químico de captação é impresso (por exemplo, impressor por jato de aerossol) na microextrusão e/ou nos eletrodos sustentados pela microextrusão. Em certos exemplos, revestimentos/membranas difusivas, materiais eletricamente isolantes ou outros materiais são impressos na microextrusão e/ou nos eletrodos. Em certos exemplos, a microextrusão tem um perfil em corte transversal em formato de fita. Em certos exemplos, o perfil em corte transversal em formato de fita tem uma seção média plana e extremidades arredondas alargadas, e em que os eletrodos são impressos (por exemplo, impressor por jato de aerossol) na seção média plana. Em certos exemplos, os contra-eletrodos, eletrodos de referência e de trabalho alongados são impressos na seção média plana. Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele tem um diâmetro igual a ou menor do que calibre 28. Em certos exemplos, os sensores eletroquímicos são sensores de uso de uma vez configurados para assumir uma leitura analisadora por uso. Em certos exemplos, os sensores eletroquímicos têm membros de perfuração de pele projetados para gerar ferimentos que autocurados mediante a remoção dos membros de perfuração de pele da pele. Em certos exemplos, os sensores eletroquímicos têm zonas de análise de analito que se estendem de uma ponta do membro de perfuração de pele para uma interrupção capilar definida pelo membro de perfuração de pele.

[005] Em termos gerais, esta revelação também é direcionada a um método de fabricação de um sensor de analito com o uso de impressão por jato de aerossol. Em certos exemplos, os eletrodos (por exemplo, eletrodos de trabalho, eletrodos de referência, etc.), contatos elétricos, produto químico de captação, camada eletricamente isolantes, membrana difusiva e/ou outras estruturas podem ser aplicados a um substrato com o uso das técnicas de impressão por jato de aerossol. Em um exemplo, um sensor de glicose é fabricado com o uso de impressão por jato de aerossol. Em um outro exemplo, um sensor de lactato é fabricado com o uso de impressão por jato de aerossol.

[006] De acordo com alguns aspectos da revelação, um método para fabricar um sensor inclui imprimir um eletrodo de trabalho em um substrato com o uso de impressão por jato de aerossol. Em certos exemplos, o método também inclui imprimir o produto químico de captação no eletrodo de trabalho com o uso de impressão por jato de aerossol. Em certos exemplos, o método também inclui imprimir uma membrana difusiva ou revestimento sobre o eletrodo de trabalho através do produto químico de captação com o uso de impressão por jato de aerossol. Em certos exemplos, o método também inclui imprimir o substrato com o uso de impressão por jato de aerossol.

[007] Em certas implantações, a impressão do produto químico de captação inclui imprimir uma tinta à base de enzima que inclui produto químico de detecção sobre o eletrodo de trabalho, e em que o produto químico de captação inclui uma enzima, um mediador, um tampão, um agente espessante, um aglutinante, e um tensoativo.

[008] Em certas implantações, a impressão do eletrodo de trabalho inclui imprimir um padrão que tem células e a impressão do produto químico de captação no eletrodo de trabalho inclui depositar o produto químico de captação dentro das células do padrão. Em um exemplo, o padrão inclui um padrão do tipo colmeia. Em certos exemplos, o método inclui imprimir uma membrana difusiva ou revestimento sobre o padrão através do produto químico de captação.

[009] Uma variedade de aspectos adicionais será apresentada na descrição a seguir. Os aspectos podem se referir aos recursos individuais e às combinações de recursos. Deve-se entender que tanto uma descrição geral anterior quanto uma descrição detalhada a seguir são apenas exemplificativas e explicativas, e não são restritivas quanto aos conceitos amplos nos quais as modalidades reveladas no presente documento se baseiam.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[010] A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de impressão por jato de aerossol exemplificativo que inclui uma impressora e um substrato;

[011] A Figura 2 é uma vista em corte transversal de um membro de perfuração de pele de um módulo de sensor da Figura 11 que contém um eletrodo de trabalho e produto químico de captação impresso sobre um substrato tal como um espaçador alongado;

[012] A Figura 3 é uma vista em corte transversal do membro de perfuração de pele da Figura 11 que contém um eletrodo de trabalho e produto químico de captação impresso sobre um outro substrato exemplificativo tal como um espaçador alongado que tem um perfil em corte transversal alternativo;

[013] A Figura 4 mostra o espaçador da Figura 3 em uma orientação comprimida;

[014] A Figura 5 é uma vista em corte transversal do membro de perfuração de pele da Figura 11 que contém um eletrodo de trabalho e produto químico de captação impresso sobre um outro substrato exemplificativo tal como um espaçador alongado que tem um perfil em corte transversal alternativo;

[015] A Figura 6 é uma vista em corte transversal do membro de perfuração de pele da Figura 11 que contém um eletrodo de trabalho e produto químico de captação impresso sobre um outro substrato exemplificativo tal como um espaçador alongado que tem um perfil em corte transversal alternativo;

[016] A Figura 7 é uma vista em corte transversal do membro de perfuração de pele da Figura 11 que contém um eletrodo de trabalho e produto químico de captação impresso sobre um outro substrato exemplificativo tal como um espaçador alongado que tem um perfil em corte transversal alternativo; e

[017] A Figura 8 ilustra um padrão em 3D exemplificativo impresso em um substrato eletricamente isolante.

[018] A Figura 9 ilustra uma outra configuração de eletrodo impressa no espaçador alongado da Figura 2;

[019] A Figura 10 é uma vista em perspectiva de um módulo de sensor de acordo com os princípios da presente revelação;

[020] A Figura 11 é uma vista superior do módulo de sensor da Figura 1 com um membro de perfuração de pele do módulo de sensor em uma posição estendida inserida em um plexo vascular;

[021] A Figura 12 é uma vista em planta do módulo de sensor da Figura 2 com várias linhas em corte transversal descritas;

[022] A Figura 13 é uma vista esquemática de uma unidade de captação de acordo com os princípios da presente revelação que incorpora uma pluralidade dos módulos de captação da Figura 10; e

[023] A Figura 14 é uma vista esquemática do módulo de sensor da Figura 10.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[024] Várias modalidades serão descritas em detalhes com referência aos desenhos, em que os números de referência similares representam montagens ou partes similares ao longo de todas as diversas vistas. A referência a várias modalidades não limita o escopo das reivindicações anexas à mesma. Adicionalmente, quaisquer exemplos apresentados nesse pedido descritivo não se destinam a ser limitativo e apresentam meramente algumas das muitas modalidades possíveis para as reivindicações anexas.

DEFINIÇÕES

[025] As definições a seguir são fornecidas para termos usados no presente documento:

[026] Um “eletrodo de trabalho” é um eletrodo em que o analito (ou um segundo composto cujo nível depende do nível do analito) é eletro-oxidado ou eletrorreduzido com ou sem a ação de um agente de transferência de elétron.

[027] Um “eletrodo de referência” é um eletrodo usado na medição do potencial do eletrodo de trabalho. O eletrodo de referência deve ter um potencial eletroquímico geralmente constante desde que nenhuma corrente flua através do mesmo. Conforme usado no presente documento, o termo “eletrodo de referência” inclui pseudo-eletrodos de referência. No contexto da revelação, o termo “eletrodo de referência” pode incluir eletrodos de referência que também funcionam como contra-eletrodos (isto é, um eletrodo de referência/contra- eletrodo).

[028] Um “contra-eletrodo” se refere a um eletrodo pairado com um eletrodo de trabalho para formar uma célula eletroquímica. Em uso, a corrente elétrica passa através do eletrodo de trabalho e do contra-eletrodo. A corrente elétrica que passa através do contra-eletrodo é igual em magnitude e oposta em sinal à corrente que passa através do eletrodo de trabalho. No contexto da revelação, o termo “contra-eletrodo” pode incluir contra-eletrodos que também funcionam como eletrodos de referência (isto é, um eletrodo de referência/contra-eletrodo).

[029] Um “eletrodo de referência/contra-eletrodo” é um eletrodo que funciona tanto como um contra-eletrodo quanto como um eletrodo de referência.

[030] Um “sistema de captação eletroquímica” é um sistema configurado para detectar a presença e/ou medir o nível de um analito em uma amostra através de reações de redução e oxidação eletroquímicas no sensor. Essas reações são convertidas (por exemplo, transduzidas) para um sinal elétrico que pode ser correlacionado a uma quantidade, concentração, ou nível de um analito na amostra. Os detalhes adicionais sobre os sistemas de captação eletroquímica, eletrodos de trabalho, contra-eletrodos e eletrodos de referência podem ser encontrados na Patente no U.S. 6.560.471, a revelação dos quais é incorporada ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

[031] A “eletrólise” é o eletro-oxidação ou eletrorredução de um composto diretamente em um eletrodo ou através de um ou mais agentes de transferência de elétron.

[032] Um “agente de transferência de elétron” é um composto que transporta elétrons entre o analito e o eletrodo de trabalho diretamente ou em cooperação com outros agentes de transferência de elétron. Um exemplo de um agente de transferência de elétron é um mediador redox.

[033] Uma “camada de captação” é um componente do sensor que inclui constituintes que facilitam a eletrólise do analito. A camada de captação pode incluir constituintes tal como um agente de transferência de elétron, um catalisador que catalisa uma reação do analito para produzir uma resposta no eletrodo ou ambos.

IMPRESSÃO POR JATO DE AEROSSOL

[034] Os aspectos da presente revelação também se referem a sistemas, métodos e técnicas para fabricar sensores de acordo com os princípios da presente revelação. Em certos exemplos, os eletrodos (por exemplo, eletrodos de trabalho, eletrodos de referência, etc.), contatos elétricos, produto químico de captação, membranas difusivas, revestimentos, substratos isolantes e/ou outras estruturas podem ser aplicados com o uso das técnicas de impressão por jato de aerossol do tipo revelado na Patentes no U.S. 8.455.051, que é incorporada ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

[035] Em certos exemplos, os eletrodos impressos incluem partículas eletricamente condutoras de tamanho de micrômetro e/ou nanômetro. Os eletrodos impressos têm uma área de superfície geométrica que se refere às dimensões laterais dos eletrodos. A impressão por jato de aerossol dos eletrodos dota os eletrodos de uma área de superfície eletricamente condutora que é maior do que a área de superfície geométrica dos eletrodos. Consequentemente, os eletrodos impressos podem ter uma área de superfície ionicamente acessível maior em comparação a outros tipos de eletrodos com área de superfície geométrica similar.

[036] Conforme mostrado na Figura 1, um sistema de impressão por jato de aerossol exemplificativo 500 inclui uma impressora 510 que tem uma cabeça de fluxo de deposição 512 que direciona uma corrente de aerossol 515 de material aerossolizado para um substrato 520. O material aerossolizado pode ser entregue para uma cabeça de fluxo de deposição 512 com o uso de um gás portador. A cabeça de fluxo de deposição 512 pode direcionar o fluido aerossolizado (isto é, a corrente de aerossol) para um orifício. Um gás de bainha pode ser direcionado sobre a corrente de aerossol de modo que a corrente de aerossol e o gás de bainha passe através do orifício. Em algumas implantações, a corrente de aerossol 515 inclui metais aerossolizados ou atomizados (por exemplo, ouro, prata, e platina), óxidos de metal, prata/cloreto de prata, e/ou carbono. Em outras implantações, a corrente de aerossol 515 inclui solução aerossolizada ou atomizada de um precursor molecular de líquido ou suspensão de partículas ou outros materiais.

[037] Em certos exemplos, o substrato é um dielétrico. Em certos exemplos, o substrato pode incluir um material dielétrico, tal como poli-éter-éter-cetona (PEEK), poliimida (por exemplo, KAPTON®), ou outros materiais plásticos. Os materiais tais como vidro, óxidos de metal, pastilhas de silício ou outros materiais também podem servir como substratos. Em certos exemplos, a impressão pode ser aplicada em substratos condutores, tais como carbonos e metais. Em certos exemplos, o substrato é alongado e tem um formato de perfil definido por um processo de extrusão. Em certos exemplos, a técnica de impressão por jato de aerossol pode ser usada para imprimir em vários perfis tais como tiras planas, fitas, ou várias extrusões plásticas.

[038] Em certos exemplos, o processo de impressão por jato de aerossol pode permitir a deposição de recursos com dimensões tão pequenas quanto 10 mícrons. Em certos exemplos, o processo de impressão por jato de aerossol pode permitir a deposição de recursos com dimensões tão pequenas quanto 5 mícrons. Em certos exemplos, o processo de impressão por jato de aerossol pode permitir a deposição de recursos com dimensões tão pequenas quanto 1 mícron.

[039] Os vários materiais podem ser impressos na forma de partículas com dimensões de micrômetro, nanopartículas, nanotubos ou lâminas de grafeno. Será apreciado que a tecnologia de impressão por jato de aerossol pode permitir a resolução melhorada de um padrão impresso e características de deposição mais reproduzíveis em relação a materiais tais como partículas de ouro e prata quando comparados a uma impressão por jato de tinta convencional, impressão de tela, ou métodos de deposição por aspersão.

[040] De acordo com alguns aspectos da revelação, um ou mais eletrodos podem ser depositados sobre um ou mais lados do substrato. Em algumas implantações, um eletrodo de trabalho pode ser depositado em um substrato com o uso de um processo de impressão por jato de aerossol. Por exemplo, uma corrente de aerossol que inclui ouro pode ser aplicada a um substrato. Em outras implantações, as técnicas de impressão por jato de aerossol podem ser usadas para aplicar um eletrodo de referência em um substrato. Por exemplo, a técnica de impressão por jato de aerossol pode ser usada para depositar uma camada que inclui prata ou que inclui cloreto de prata. Nos vários exemplos descritos no presente documento, será entendido que uma técnica de impressão tal como impressão por jato de aerossol é aplicável sempre que os recursos, as estruturas ou os componentes forem descritos como sendo depositados ou impressos. Em certos exemplos, a impressão por jato de aerossol pode ser usada para depositar precisa e consecutivamente o material condutor para um eletrodo de trabalho em um substrato tal como uma microextrusão seguida do produto químico de captação no material condutor.

[041] Em algumas implantações, um ou mais eletrodos podem ser depositados em um espaçador dielétrico alongado 146, tal como o espaçador mostrado na Figura 2. Será apreciado que a Figura 2 é uma vista em corte transversal do espaçador 146 cortado através do espaçador em uma orientação perpendicular ao comprimento do espaçador 146. Os eletrodos podem ser depositados as tiras ou camadas alongadas que que tem comprimentos que percorrem ao longo do comprimento do espaçador alongado 146. Em alguns exemplos, o espaçador 146 é um espaçador extrudado e pode ser uma microextrusão. Em alguns exemplos, o próprio espaçador pode ser feito através de um processo de deposição tal como impressão por jato de aerossol. O espaçador dielétrico alongado 146 pode incluir o primeiro e o segundo lados opostos 147, 149. Em um exemplo, o formato em corte transversal do espaçador dielétrico alongado 146 tem uma seção média plana 155 e extremidades arredondas alargadas 157. Em certos exemplos, um eletrodo de trabalho 151 pode ser depositado em um primeiro lado 147 do espaçador 146. Em certos exemplos, um eletrodo de referência 153 pode ser depositado em um segundo lado 149 do espaçador 146.

[042] Em certas implantações, um ou mais eletrodos podem ser depositados em espaçadores alongados multilobados. Por exemplo, um ou mais eletrodos podem ser depositados em um espaçador multilobado 246 do tipo mostrado na Figura 3. Será apreciado que a Figura 3 é uma vista em corte transversal do espaçador 246 cortada através do espaçador em uma orientação perpendicular ao comprimento do espaçador 246. Os eletrodos podem ser depositados as tiras ou camadas alongadas que que tem comprimentos que percorrem ao longo do comprimento do espaçador alongado 246. Em alguns exemplos, o espaçador 246 é um espaçador extrudado e pode ser uma microextrusão. Em alguns exemplos, o próprio espaçador pode ser feito através de um processo de deposição tal como impressão por jato de aerossol. Em um exemplo, um eletrodo de trabalho 251 pode ser depositado ao longo de uma perna 249 do espaçador 246. Em um exemplo, o eletrodo de trabalho 251 pode ser depositado entre um primeiro par de pernas 249 do espaçador 246 (consulte a Figura 3). Em um exemplo, um eletrodo de referência 253 pode ser depositado entre um diferente par de pernas 249 do espaçador 246 (consulte a Figura 3). Em um exemplo, o eletrodo de referência 253 pode ser depositado ao longo de uma perna 249 do espaçador 246.

[043] Em alguns exemplos, a impressão por jato de aerossol de um eletrodo em um substrato multilobado pode ser facilitada pela deformação do substrato para definir uma superfície de deposição mais plana ou um ângulo maior entre as pernas do substrato. Por exemplo, a Figura 4 mostra o substrato multilobado 246 da Figura 3 com um primeiro par de pernas 249 juntamente pressionado em um lado esquerdo do papel e um segundo par de pernas 249 juntamente pressionado em um lado direito do papel. Tal configuração alarga o ângulo entre as duas pernas de topo 249 e alarga o ângulo entre as duas pernas de fundo 249. O ângulo alargado facilita a deposição de um eletrodo na superfície entre as duas pernas de topo 249 e/ou na superfície entre as duas pernas de fundo 249.

[044] Em certas implantações, um ou mais eletrodos podem ser depositados em espaçadores alongados. Por exemplo, um ou mais eletrodos podem ser depositados em bolsos 447a, 447b de um espaçador 446 do tipo mostrado na Figura 5. A Figura 5 é uma vista em corte transversal do espaçador 446. Em um exemplo, um eletrodo de trabalho pode ser depositado no primeiro bolso 447a do espaçador 446. Em um exemplo, um eletrodo de referência pode ser depositado em um segundo bolso 447b do espaçador 446. Em um exemplo, um eletrodo pode ser depositado em uma porção diferente do espaçador 446.

[045] Em outros exemplos, um ou mais eletrodos podem ser depositados em bolsos 547a, 547b de um espaçador alongado 546 do tipo mostrado na Figura 6. Em um exemplo, um eletrodo de trabalho pode ser depositado no primeiro bolso 547a do espaçador 546. Em um exemplo, um eletrodo de referência pode ser depositado em um segundo bolso 547b do espaçador 546. Em um exemplo, um eletrodo pode ser depositado em uma porção diferente do espaçador 546.

[046] Em outros exemplos, um ou mais eletrodos podem ser depositados em bolsos 647a, 647b de um espaçador alongado 646 do tipo mostrado na Figura 7. Em um exemplo, um eletrodo de trabalho pode ser depositado no primeiro bolso 647a do espaçador 646. Em um exemplo, um eletrodo de referência pode ser depositado em um segundo bolso 647b do espaçador 646. Em um exemplo, um eletrodo pode ser depositado em uma porção diferente do espaçador 646.

[047] Em cada um dos exemplos das Figuras 2 a 7, os espaçadores 146, 246, 346, 446, 556 e 646 são mostrados dentro do lúmen de um membro de perfuração de pele alongado 110. Os espaçadores se estendem através do comprimento do membro de perfuração de pele e os eletrodos percorrem ao longo de um comprimento do membro de perfuração de pele e dos espaçadores.

[048] A impressão por jato de aerossol também permite o dimensionamento mais flexível dos eletrodos de trabalho e dos eletrodos de referência. Por exemplo, os tamanhos relativos do eletrodo de trabalho e do eletrodo de referência podem ser precisamente controlados. Em certos exemplos, o eletrodo de trabalho pode ser maior do que o eletrodo de referência. Será apreciado que as técnicas de impressão por jato de aerossol também têm várias vantagens técnicas quando comparadas a técnicas mais convencionais em relação à velocidade de aplicação, a capacidade para imprimir precisamente pequenos formatos e a facilidade de automação.

[049] Em certos exemplos, o sistema de impressão por jato de aerossol 500 pode produzir eletrodos que têm área de superfície ativa maior ou área de limite de unidade conforme comparado às técnicas de revestimento tradicional tal como revestimento de metal pulverizado, revestimento de metal evaporado, técnicas de deposição de vapor química, ou outras técnicas de revestimento. Por exemplo, as técnicas de impressão por jato de aerossol podem produzir nanopartícula de metal sinterizado que tem uma textura que resulta na área de superfície ativa maior ou área de limite de unidade em comparação a outras técnicas de revestimento. Tal área de superfície ativa melhorada aumenta a corrente medida do sensor. O aumento de corrente pode ser vantajoso para melhorar a precisão de medição de glicose no sangue.

[050] Em certos exemplos, o sistema de impressão por jato de aerossol 500 pode produzir eletrodos mais espessos conforme comparado aos eletrodos formados pelas técnicas de revestimento convencional, tais como técnicas de revestimento de metal pulverizado, técnicas de revestimento de metal evaporado e técnicas de revestimento de deposição de vapor química. Isso permite uma condutividade elétrica maior dos eletrodos produzidos e, por sua vez, medição mais precisa de concentração de glicose.

[051] De acordo com certos aspectos da revelação, a impressão por jato de aerossol pode ser aplicável para a aplicação de tinta à base de enzima que contém produto químico de detecção (por exemplo, produto químico de detecção de glicose, produto químico de detecção de lactato, etc.). Por exemplo, a tinta enzimática pode ser impressa por jato de aerossol sobre ou adjacente a um eletrodo de trabalho em um substrato. Em um exemplo, a tinta é uma tinta condutora (por exemplo, uma tinta à base de carbono). Em certos exemplos, a impressão por jato de aerossol pode ser usada para aplicar tinta condutora à base de carbono usada na formação de eletrodo. Em certos exemplos, a impressão por jato de aerossol pode ser aplicável para uma ampla faixa de viscosidades de tinta que variam de 0,7 a 2.500 centipoise.

[052] Em certos exemplos, a impressão por jato de aerossol pode ser usada para depositar tinta enzimática com distribuição espacial e/ou carregamento de massa controlado. Por exemplo, em certos exemplos, a impressão por jato de aerossol pode ser usada para depositar o produto químico de detecção de glicose com controle preciso sobre sua distribuição espacial e carregamento de massa conforme comparado a outras técnicas de aplicação tais como métodos de imersão.

[053] Em certos exemplos, o produto químico de detecção aplicado pela técnica de impressão por jato de aerossol pode ter uma composição que inclui uma pluralidade de partes de componente tais como: (a) uma enzima que catalisa a oxidação de um analito (por exemplo, glicose) em uma amostra sanguínea; (b) um mediador que facilita a transferência de elétrons e prótons gerados na oxidação de analito catalisado por enzima para a superfície eletricamente condutora do eletrodo de trabalho; (c) um tampão usado para estabilizar a enzima aplicada; (d) um tensoativo; (e) um aglutinante; e (f) um agente espessante. As enzimas exemplificativas usadas para captar a glicose incluem glicose oxidase e glicose desidrogenase.

[054] Será apreciado que mediadores facilitam a transferência de elétrons e prótons gerados na oxidação de glicose catalisada por enzima para a superfície eletricamente condutora de eletrodo de trabalho em que o mediador é eletroquimicamente oxidado. Um medidor difusivo e imobilizado pode ser usado. Os mediadores exemplificativos incluem ferricianido de potássio ou benzoquinona (BQ).

[055] Será apreciado que um tampão é usado para estabilizar enzimas aplicadas usadas durante a síntese, deposição, cura, e armazenamento do produto químico de captação. O tampão funciona para ajustar o pH de uma amostra sanguínea para aperfeiçoar e unificar as cinéticas de enzima. Em certos exemplos, o tampão tem uma resistência iônica relativamente baixa de modo a evitar a coagulação da enzima. Os tampões exemplificativos incluem fosfato de potássio ou HEPES ácido {4-(2-hidróxietil)-l-piperazineetanosulfônico).

[056] Será apreciado que aglutinantes são usados para fixas mecanicamente a enzima, os mediadores, tampões, e todos os outros produtos químicos de captação ao sensor em um estado seco após a cura e deposição de produto químico. Será apreciado que o mesmo é benéfico se o aglutinante se ligar quimicamente à superfície aplicada. O aglutinante facilita o carregamento dos vários componentes de sensor para o substrato do sensor mediante a deposição química. Em certos exemplos, o aglutinante é inativo na reação de transferência carregada e enzimática. Em certos exemplos, o aglutinante não afeta a estabilidade de enzima. Os exemplos não limitativos de aglutinantes adequados incluem polietileno glicol (PEG), álcool polivinílico (PVA) ou um copolímero PVA-PEG.

[057] Será apreciado que os agentes espessantes são usados para aumentar a viscosidade do produto químico a fim de sustentar e facilitar o carregamento de produto químico e imobilização na superfície aplicada. Em certos exemplos, o agente espessante não afetaria a estabilidade de enzima, atividade, ou o pH da amostra sanguínea. Os agentes espessantes exemplificativos incluem álcool polivinílico (PVA), poliuretano, e látex.

[058] De acordo com alguns aspectos da revelação, os eletrodos eletricamente condutores podem ser impressos em um substrato com o uso de impressão por jato de aerossol para formar padrões em 3D. Por exemplo, em certas implantações, os eletrodos eletricamente condutores podem ser impressos para formar padrões em 3D de área de superfície geométrica aumentada. Os padrões podem formar, por exemplo, células do tipo colmeias, células circulares, células em quadrado, ou células retangulares. O produto químico de captação pode ser subsequentemente depositado dentro das células. Essa configuração pode sustentar a estabilidade mecânica e retenção do produto químico de captação no eletrodo de trabalho.

[059] Em algumas implantações, uma membrana difusiva ou revestimento pode ser impresso no topo do produto químico de captação e padrão condutor em 3D. Em certas implantações, a impressão da membrana difusiva ou revestimento no produto químico de captação melhora um regime de detecção linear do sensor. Por exemplo, a membrana difusiva ou revestimento pode reduzir a quantidade de analito que alcança o produto químico de captação durante o período de testagem, inibindo, através disso, a saturação do produto químico de captação. A extensão de um período de tempo antes da saturação pode aperfeiçoar a precisão das leituras de sensor e/ou reduzir os erros de sensor. Em certas implantações, a impressão da membrana difusiva ou revestimento no produto químico de captação encapsula o produto químico de captação no eletrodo de trabalho. Essa encapsulação inibe a lixiviação do produto químico de captação ou a tinta de impressão (por exemplo, o mediador) do sensor. A inibição como lixiviação reduz a probabilidade que tais componentes serão transferidos para o interior do corpo do usuário. Em certas implantações, a impressão da membrana difusiva ou revestimento no produto químico de captação aperfeiçoa a vida útil do sensor pela manutenção do microambiente de proteção para as enzimas no produto químico de captação depositado.

[060] Por exemplo, a Figura 8 ilustra um padrão em 3D exemplificativo 700 impresso em um substrato eletricamente isolante 701. O padrão 700 inclui eletrodos condutores 702. No exemplo mostrado, os eletrodos condutores 702 formam um padrão do tipo colmeia em 3D. Em certas implantações, o padrão 700 também pode incluir produto químico de captação 703 impresso nos eletrodos condutores 702. No exemplo mostrado, o produto químico de captação 703 pode ser impresso dentro das células do padrão do tipo colmeia 702. Em certas implantações, o padrão 700 também inclui uma membrana difusiva, ou revestimento, 704 disposta sobre os eletrodos 702. No exemplo mostrado, a membrana difusiva ou revestimento 704 pode ser impressa sobre as células do padrão do tipo colmeia 702 para cobrir o produto químico de captação 703. Em outros exemplos, os eletrodos condutores 702 podem ser impressos em qualquer formato desejado. Em certos exemplos, o espaçador 701 pode ser impresso com o uso de impressão por jato de aerossol.

[061] A Figura 9 mostra um sistema de captação eletroquímica de 3 eletrodos de acordo com os princípios da presente revelação. O sistema de captação inclui o espaçador 146 da Figura 2 que é posicionado dentro do lúmen do membro de perfuração de pele 110. Em um exemplo, o espaçador 146 é uma microextrusão que tem um perfil em corte transversal que define um comprimento L menor do que ou igual a 0,007, 0,006 ou 0,005 polegadas (0,178, 0,152 ou 0,127 mm). Em um exemplo, o comprimento L é medido de uma extremidade arredondada 157 para a outra extremidade arredondada 157 do perfil em corte transversal do espaçador. Em um exemplo, dois ou mais eletrodos são impressos em um lado do perfil em corte transversal do espaçador 146. Em um exemplo, eletrodo de trabalho, contra-eletrodo e eletrodo de referência 701, 702, 703 são impressos em um lado do espaçador 146 (por exemplo, no lado 147). Em um exemplo, o produto químico de captação 704 é impresso em um lado do espaçador 146 (por exemplo, no lado 147). Em um exemplo, o produto químico de captação é impresso no eletrodo de trabalho e/ou pode ser impresso em qualquer parte no lado 147 do espaçador 146. Em alguns exemplos, o produto químico de captação pode ser impresso ou de outro modo fornecido no eletrodo de referência e/ou contra-eletrodo ou pode ser fornecido nas porções do espaçador 146 que não coincidem com um eletrodo.

MÓDULO DE SENSOR

[062] As técnicas de impressão acima para eletrodos, produto químico de detecção e outros componentes podem ser aplicadas para fabricar módulos de sensor (por exemplo, para glicose, lactato, ou um outro analito). Em geral, um exemplo de um módulo de sensor 100 (consulte as Figuras 10 a 12) inclui uma portadora 102, um membro de perfuração de pele 110 (por exemplo, uma agulha), uma base 104, e dois contatos elétricos 112, 114. Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele 110 é oco e define um lúmen interior que forma uma célula de análise de sangue. Em algumas implantações, um eletrodo de trabalho é posicionado dentro do lúmen e o membro de perfuração de pele 110 funciona como um contra-eletrodo.

[063] Em um exemplo, o membro de perfuração de pele 110 é fabricado a partir de um material eletricamente condutor (por exemplo, aço inoxidável) e o mesmo funciona como um contra-eletrodo sem a necessidade de revestimentos eletricamente condutores. Em certos exemplos, o módulo de sensor 100 é um sensor de 3 eletrodos que tem eletrodo de trabalho, eletrodo de referência e contra-eletrodo separados. Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele é uma agulha na faixa do calibre 28 a 31. Em outros exemplos, o membro de perfuração de pele tem um diâmetro que é menor do que ou igual ao diâmetro de um fio de calibre 26. Em certos exemplos, uma célula de teste de análise de sangue é fornecida no membro de perfuração de pele. Em certos exemplos, durante a testagem, uma porção da portadora 102 é subcutânea e uma porção se estende para fora do corpo. Em certos exemplos, a célula de teste de análise de sangue é passivamente preenchida com sangue durante a testagem.

[064] A portadora 102 está disposta e é configurada para se mover de modo deslizante ao longo da base 104 entre as interrupções positivas. Em um exemplo, o membro de perfuração 110 é fixado em relação à portadora 102 de modo que o membro de perfuração 110 seja transportado pela portadora 102 à medida que a portadora 102 desliza em relação à base 104. O membro de perfuração de pele 110 é móvel em relação à portadora 102 entre uma posição retraída e uma posição estendida em relação à base 104.

[065] Os contatos elétricos 112, 114 montam na portadora 102. Os contatos 112, 114, respectivamente, têm abas de contato 120, 122. A aba 120 pode ser usada para conectar eletricamente o contato 112 ao membro de perfuração de pele 110 que pode ser adaptado para funcionar como um contra- eletrodo. A aba 122 pode ser usada para conectar eletricamente o contato 114 a um eletrodo de trabalho que tem uma porção que se estende para o interior do membro de perfuração de pele 110 e uma porção que se estende axialmente para fora de uma extremidade de base do membro de perfuração 110. Uma aba adicional pode ser fornecida para se conectar eletricamente a um eletrodo de referência que tem uma porção que se estende para o interior do membro de perfuração de pele 110 e uma porção que se estende axialmente para fora de uma extremidade de base do membro de perfuração de pele 110.

[066] Os contatos 112, 114 podem incluir estruturas para conectar eletricamente o módulo de sensor 100 a um sistema de controle de sensor. Em um exemplo, em uso, o sistema de controle de sensor aplica uma tensão através do eletrodo de trabalho e contra-eletrodo e através de uma amostra sanguínea contida dentro de um lúmen do membro de perfuração de pele 110. O membro de perfuração de pele 110 pode ter uma construção eletricamente condutora que é exposta à amostra sanguínea durante a testagem de modo que possa funcionar como o contra-eletrodo. Uma tensão pode ser aplicada através da amostra sanguínea entre o eletrodo de trabalho e o contra- eletrodo para acionar uma reação eletroquímica desejada na amostra sanguínea dentro do membro de perfuração de pele 110.

[067] Em um exemplo, o membro de perfuração de pele 110 é oco e define um lúmen interior em que um eletrodo de trabalho é posicionado. O lúmen interior pode formar uma célula de análise de sangue. Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele 110 é relativamente pequeno de modo a reduzir a dor associada à perfuração de pele e minimizar ou impedir que o sangue extra seja exposto no local de punção. Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele 110 tem calibre 31 a 28 ou tem diâmetro menor. O eletrodo de trabalho pode ser formado por uma camada condutora (por exemplo, uma camada de ouro) posicionada dentro do lúmen interior do membro de perfuração de pele 110.

[068] Um produto químico de captação pode ser fornecido dentro do lúmen. Em certos exemplos, o produto químico de captação pode cobrir a camada condutora do eletrodo de trabalho. Em outros exemplos, o produto químico de captação pode ser separado da camada condutora do eletrodo de trabalho. Em certos exemplos, o produto químico de captação pode ter uma característica/propriedade dielétrica seca antes de ser exposto à amostra sanguínea, e pode ser configurado para dissolver rapidamente e se tornar condutor quando exposto à amostra sanguínea. Desse modo, não é necessário que o produto químico de captação esteja presente no eletrodo de trabalho antes da testagem, desde que a solução de amostra sanguínea que inclui o produto químico de captação dissolvido esteja em contato com o eletrodo de trabalho durante a testagem. Visto que o produto químico de captação dissolve durante a testagem, o mesmo pode ser fornecido em várias localizações dentro do membro de perfuração de pele que será exposto ao sangue (por exemplo, na parede interna do membro de perfuração de pele, no eletrodo de trabalho, no contra-eletrodo, em um espaçador dielétrico que sustenta o eletrodo de trabalho e contra- eletrodo ou em qualquer parte). Em uso, a espessura de produto químico de captação é, de preferência, selecionada de modo que toda a espessura se dissolva rapidamente e/ou seja molhada de modo a se tornar eletricamente condutora. O volume interior do membro de perfuração de pele 110 pode funcionar como uma zona de teste quando preenchida com uma amostra sanguínea. A zona de análise de amostra pode fornecer controle específico de parâmetros interrelacionados tais como área de eletrodo ativo, tempo de resposta, sensitividade, e deslocamento a ser desenvolvido como subprodutos de recursos de componente estático.

[069] A Figura 14 é uma vista esquemática que mostra o membro de perfuração de pele 110 que tem a extremidade de base 140 e uma ponta extremidade 138 (por exemplo, uma extremidade de inserção). O membro de perfuração de pele 110 define um lúmen 144 que se estende através de todo o comprimento do membro de perfuração de pele 110 ao longo de um eixo geométrico 10 (por exemplo, um eixo geométrico de membro de perfuração de pele ou um eixo geométrico de lúmen). Uma interrupção capilar 154 pode ser fornecida adjacente à extremidade de base 140. Um componente de captação alongado 142 é posicionado dentro do lúmen 144 e pode ter uma extremidade inferior dentro de 0,5 milímetros da ponta 138 e um porção de extremidade superior que se estende para fora do lúmen 144. O componente de captação alongado 142 pode incluir um eletrodo de trabalho alongado e um eletrodo de referência alongado sustentado por um espaçador dielétrico alongado. Um produto químico de captação pode ser fornecido dentro do lúmen 144. Em um exemplo, o eletrodo de referência, o eletrodo de trabalho e o produto químico de captação podem ser impressos por jato de aerossol no espaçador dielétrico. Em um exemplo, o produto químico de captação pode incluir uma enzima e um mediador para facilitar a captação de um analito, tal como glicose. O lúmen 144 define uma zona de análise 130 dentro da qual o sangue pode fluir e as reações eletroquímicas (por exemplo, entre o produto químico de captação e o analito) podem ocorrer. A zona de análise 130 pode ser definida pelo volume interior do membro de perfuração de pele 110 que é menor do que o volume do componente de captação alongado 142. O membro de perfuração de pele 110 pode ter uma construção eletricamente condutora (por exemplo, aço inoxidável). O membro de perfuração de pele 110 pode funcionar como um contra-eletrodo quando uma amostra sanguínea for fornecida dentro da zona de análise 130. A amostra sanguínea pode fornecer uma conexão elétrica entre o contra-eletrodo e o eletrodo de trabalho. Uma unidade de controle pode fazer interface com o eletrodo de trabalho, o contra-eletrodo, e o eletrodo de referência.

[070] Em uso, o membro de perfuração de pele é inserido na pele para uma profundidade menor do que 3 milímetros de modo que a ponta 138 se encontre no leito capilar. Como então posicionadas, as primeiras porções dos eletrodos de referência e de trabalho são subcutâneas e as segundas porções dos eletrodos de referência e de trabalho se estendem para fora do corpo além da pele. Mediante a inserção, a combinação de pressão vascular e ação capilar faz com que uma amostra sanguínea preencha rapidamente o lúmen 144 e entre em contato com os eletrodos de referência e de trabalho dentro do membro de perfuração de pele 110. A amostra sanguínea também entra em contato com uma porção condutora do membro de perfuração de pele 110. O sangue flui para o lúmen para a interrupção capilar 154. O volume de espaço definido dentro do membro de perfuração de pele da ponta 138 para a interrupção capilar 154 forma uma zona de análise 130 que tem um comprimento que corresponde a um comprimento do eletrodo de trabalho. A interrupção capilar 154 garante que a área de superfície do eletrodo de trabalho que é exposto à amostra sanguínea seja precisamente controlada (isto é, a área de superfície ativa do eletrodo de trabalho corresponde ao comprimento do eletrodo de trabalho que se estende abaixo da interrupção capilar 154 e é exposto à amostra sanguínea). A aplicação de uma tensão entre contra-eletrodo e eletrodo de trabalho faz com que a oxidação/redução de glicose na zona de análise, gerando, através disso, uma corrente no eletrodo de trabalho que pode ser medida para captar uma concentração de glicose na amostra sanguínea. O conjunto de circuitos de controle pode aplicar a tensão, medir a corrente, e fornecer um visor que mostra uma leitura que indica o nível de glicose. O eletrodo de referência auxilia na estabilização do potencial aplicado entre o eletrodo de trabalho e o contra-eletrodo.

[071] O módulo de sensor 100 é relativamente compacto e disponível. Por exemplo, em uma implantação, o módulo de sensor 100 tem formato, em geral, retangular e tem um comprimento que é menor do que 2,54 cm (1 polegada). O módulo de sensor 100 inclui lados maior opostos e lados menores opostos que se estendem ao longo do comprimento do módulo de sensor 100.

[072] O membro de perfuração de pele 110 do módulo de sensor 100 inclui uma extremidade de perfuração de pele 136 que tem uma ponta afiada 138 e uma extremidade de base 140. A ponta 138 do membro de perfuração de pele 100 penetra a pele de um paciente e pode ser configurada para fornecer uma ação de corte que gera um ferimento que se fecha sozinho mediante a remoção do membro de perfuração 110 da pele. O membro de perfuração de pele 110 pode ser uma cânula, agulha ou outra estrutura similar, de preferência, que tem uma parte interna oca. Nesses exemplos, o sensor é configurado para permitir que a análise da amostra de fluido ocorra completamente dentro do membro de perfuração de pele 110. O membro de perfuração de pele 110 fornece um volume ou reservatório (por exemplo, o lúmen interno) para coletar o sangue recebido de uma pele local de punção causada pelo membro de perfuração de pele 110.

[073] Em um exemplo, o membro de perfuração de pele 110 tem uma construção eletricamente condutora adequada para permitir que o membro de perfuração de pele 110 funcione como um contra-eletrodo que funciona em associação com o eletrodo de trabalho contido dentro do lúmen do membro de perfuração de pele 110. Em um exemplo, o membro de perfuração de pele 110 tem uma construção de metal exposta. Em um exemplo, o membro de perfuração de pele inclui aço inoxidável. O membro de perfuração de pele 110 pode ser cerca de calibre 28 a 31 ou ter diâmetro menor para permitir uma inserção em um tecido de pele do paciente sem criar um ferimento com produção de sangue ou dor notória ou desconforme mediante a inserção. O membro de perfuração de pele 110 pode ter um comprimento de cerca de 12 a 13 mm. Em um exemplo, apenas um comprimento relativamente curto do membro de perfuração 100 se estende além da base 102 quando a portadora for deslizada para uma posição estendida. Em um exemplo, o módulo 100 é configurado de modo que a inserção profundidade do membro de perfuração de pele 110 não exceda 2 milímetros. Em um outro exemplo, a profundidade de inserção de pele do membro de perfuração de pele 110 está na faixa de cerca de 1,5 a 2 mm. Essa profundidade de perfuração permite que o sensor no módulo de sensor 100 se comunique com a camada dérmica de plexo vascular (VP) de tecido. Nessa profundidade, o sensor encontra sangue capilar que é representativo de glicose celular.

[074] Em uso do módulo de sensor 100, uma extremidade de contato 124 da base 104 é colocado contra a pele de um paciente em um local de amostragem em que se deseja tomar uma amostra de fluido (por exemplo, sangue). Uma vez que a extremidade de contato 124 estiver em contato com a pele, o membro de perfuração de pele 110 é movido da posição retraída para a posição estendida (por exemplo, pelo deslizamento da portadora 102 em relação à base 104), fazendo com que, através disso, a ponta 138 do membro de perfuração de pele 110 perfure a pele do paciente. Mediante a inserção do membro de perfuração de pele 110, o sangue do campo capilar preenche o membro de perfuração de pele 110. O fluxo de sangue é causado pelo menos em parte pela pressão vascular dentro do leito capilar.

[075] A ação capilar também move o sangue para cima dentro do membro de perfuração 110 para preencher uma zona de análise de amostra 130 dentro do membro de perfuração 110. Na zona de análise de amostra 130, um nível de analito (por exemplo, nível de glicose no sangue) na amostra sanguínea é captado através do uso de uma disposição de sensor de três eletrodos que inclui um eletrodo de trabalho alongado (WE) (Figura 4) e um eletrodo de referência alongado (RE) posicionado dentro do membro de perfuração 110, e um contra-eletrodo formado pelo membro de perfuração de pele 110. Em certos exemplos, os eletrodos de referência e de trabalho podem ser fibras condutoras, fios, ou outros membros alongados sustentados por um espaçador dielétrico. Em outros exemplos, os eletrodos de referência e de trabalho pode incluir camadas condutoras alongadas aplicadas a um espaçador dielétrico alongado. Em certos exemplos, os eletrodos de referência e de trabalho bem como o produto químico de captação pode ser aplicado ao espaçador dielétrico alongado por um processo de impressão tal como impressão por jato de aerossol. As camadas condutoras alongadas podem ter comprimentos que se estendem ao longo de um comprimento correspondente do espaçador dielétrico. Em outros exemplos, eletrodo de trabalho, eletrodo de referência e contra- eletrodo podem ser impressos no eletrodo alongado.

[076] Em alguns exemplos, um teste é iniciado pressionando-se um botão de atuador (não mostrado) no topo de um metro (não mostrado) enquanto mantém o módulo de sensor 100 no local de teste (isto é, antebraço ou ponta dos dedos). Essa ação faz com que uma sequência de movimentos que movem o módulo de sensor 100 de uma posição dentro do módulo de sensor 100 para uma abertura no fundo do metro. O metro pode ser colocado no local de testagem aprovado, (isto é, antebraço ou dedo). O botão de atuador pode ser pressionado novamente após uma tentativa que faz com que a portadora 102 do módulo de sensor 100 que transporta o membro de perfuração de pele 110 se mova rapidamente para frente inserindo o membro de perfuração de pele 110 em uma profundidade prescrita. O membro de perfuração de pele 110 do módulo de sensor 100 entra em uma profundidade no tecido em que um campo de sangue capilar é encontrado. O membro de perfuração de pele 110 interrompe em uma profundidade capilar de cerca de menos que 3 mm abaixo da superfície de pele e pode se encontrar por cerca de menos de 3 segundos para adquirir uma amostra sanguínea. A amostra pode ser apresentada para o módulo de sensor 100 por um fluxo microfluídico rápido iniciado automaticamente por uma pressão sanguínea de combinação de vascular e ação capilar. O módulo de sensor 100 exige nenhum outro mecanismo ativo para obter um valor de glicose no sangue que resulta em um sistema passivo. Uma vez que o teste é realizado ou concluído, a portadora pode ser disposta pelo usuário.

[077] O componente de captação alongado 142 tem um comprimento que se estende ao longo do eixo geométrico de lúmen 10 e pelo menos uma seção do componente de captação alongado 142 é posicionada dentro da zona de análise de amostra 130. O componente de captação alongado 142 pode incluir produto químico de captação. Em alguns exemplos, o produto químico de captação apenas cobre o eletrodo de trabalho (WE) do componente de captação alongado 142. Em outros exemplos, o produto químico de captação cobre porções adicionais do componente de captação alongado 142, que inclui o eletrodo de referência (RE). Em um exemplo, o produto químico de captação cobre uma totalidade do componente de captação alongado 142.

[078] A interação do membro de perfuração de pele 110 em conjunto com forças microfluídicas (por exemplo, tensão de superfície) dentro do lúmen 144 promove o fluxo capilar de sangue. O fluxo é iniciado pela pressão capilar de ambiente no lúmen proximal do membro de perfuração de pele 110 quando o membro de perfuração for inserido na derme papilar para uma profundidade de entre 1 a 2 mm abaixo da pele. O fluxo também pode ser promovido pelo tratamento do lúmen 144 com um composto tensoativo. Quando então preparado, os fatores combinados criam um mecanismo de acionamento para permitir um fluxo espontâneo de sangue capilar para entrar no lúmen proximal 144 e preencher o membro de perfuração de pele 110 ao longo de todo seu comprimento.

[079] A interrupção capilar 154 é formada no membro de perfuração de pele 110 para inibir o fluxo de sangue espontâneo de sair do membro de perfuração de pele 110 na extremidade distal do lúmen 144. A ação autolimitativa do fluxo na passagem interna do membro de perfuração de pele 110 facilita o funcionamento do lúmen 144 tanto como uma célula de análise 130— definida pelo volume do membro de perfuração de pele 110 e o comprimento da porção de eletrodo de trabalho molhado que reside dentro do membro de perfuração de pele 110— e como um componente de contra-eletrodo de uma célula eletroquímica de múltiplos eletrodos.

[080] O lúmen 144 do membro de perfuração 110 pode ser dimensionado apropriadamente para a configuração do componente de captação alongado 142 dentro do mesmo de modo a otimize as forças microfluídicas que afetam a taxa de transporte através da passagem para a interrupção capilar 154. O comprimento de lúmen deve se estender longe o suficiente acima do tecido de modo a fornecer área de superfície suficiente do eletrodo de trabalho para produzir uma corrente de saída mínima específica. No entanto, o comprimento de lúmen não pode ser excessivo ou o tempo exigido para preencher o lúmen aumentará com a queda da pressão capilar e resistência de fluido que retarda a taxa de transporte.

[081] A configuração descrita acima da matriz de eletrodo dentro do membro de perfuração 110 permite que a porção maior da superfície de eletrodo permaneça acima da linha de pele que apenas do diâmetro do membro de perfuração 110 para o tecido enervado da derme papilar. Essa configuração permite que a corrente eficaz produzida pelo eletrodo dentro do membro de perfuração 110 tenha duas ordens de magnitude maiores do que um sensor implantado tradicional que ocupa a área de ocupação dentro do tecido. Em certos exemplos, os eletrodos têm um raio operacional menor do que 0,15 mm e um comprimento de entre 10 mm e 20 mm.

[082] Com referência à Figura 2, uma vista em corte transversal do membro de perfuração de pele 110 do módulo de sensor 100 é mostrada. Nesses exemplos, o componente de captação alongado 142 é posicionado dentro do lúmen 144 do membro de perfuração de pele 110 e inclui o espaçador dielétrico alongado 146 (por exemplo, uma fita que tem um formato em corte transversal perfilado). O espaçador dielétrico alongado 146 pode incluir o primeiro e o segundo lados opostos 147, 149. O eletrodo de trabalho 151 pode ser fornecido no primeiro lado 147 e o eletrodo de referência 153 pode ser fornecido no segundo lado 149. Os eletrodos de referência e de trabalho podem ser acoplados a e transportados com o espaçador dielétrico alongado 146. Os eletrodos 151, 153 podem incluir camadas de material eletricamente condutor que foram aplicadas (por exemplo, depositadas, impressas, dispostas, colocadas, montadas, fixadas, etc.) ao primeiro e ao segundo lados 147, 149 do espaçador dielétrico 146.

[083] Os eletrodos 151, 153 podem incluir tiras de material eletricamente condutor que tem comprimentos que se estendem ao longo do comprimento do espaçador dielétrico alongado 146 e larguras que se estendem parcialmente através de uma largura correspondente do espaçador dielétrico alongado 146. Em um exemplo, o eletrodo de trabalho 151 inclui uma camada que inclui ouro e o eletrodo de referência 153 inclui uma camada que inclui Ag/AgCl. O espaçador dielétrico alongado 146 fornece um espaçamento entre os eletrodos de referência e de trabalho 151, 153 e impede que os eletrodos de referência e de trabalho 151, 153 entrem diretamente em contato entre si. O espaçador dielétrico alongado 146 também mantém um espaçamento entre os eletrodos de referência e de trabalho 151, 153 e o membro de perfuração de pele 110 para impedir o contato direto entre os eletrodos 151, 153 e o membro de perfuração de pele 110. O espaçador dielétrico alongado 146 pode ter um formato em corte transversal que é perfilado para auxiliar na manutenção de uma separação física dos eletrodos 151, 153 da parte interna do membro de perfuração 110. Por exemplo, o formato em corte transversal do espaçador dielétrico alongado 146 pode ser perfilado para auxiliar na centralização do espaçador dielétrico alongado 146 dentro do lúmen do membro de perfuração de pele 110. Em um exemplo, o formato em corte transversal do espaçador dielétrico alongado 146 tem uma seção média plana 155 e extremidades arredondas alargadas 157. Em um exemplo, o espaçador dielétrico alongado 146 inclui um material polimérico tal como poli-éter-éter-cetona de grau médico. Em certos exemplos, o produto químico de captação do tipo descritas no presente documento (por exemplo, para captar glicose) pode ser fornecido (por exemplo, impresso) no eletrodo de trabalho 151 e/ou em qualquer parte no componente de captação alongado 142.

[084] O módulo de sensor 100 pode se tornar ativo quando um fluido iônico, tal como sangue, preencher o lúmen 144 do membro de perfuração de pele 110 e simultaneamente entrar em contato com a parte interna do membro de perfuração de pele 110, do eletrodo de trabalho 151, e do eletrodo de referência 153. Quando o sangue preenche o lúmen 144 do membro de perfuração de pele 110, o produto químico de captação se dissolve na amostra sanguínea e é disponível para sustentar e/ou catalisar a eletrólise de um analito selecionado (por exemplo, glicose) dentro da amostra sanguínea em um potencial predeterminado aplicado entre o eletrodo de trabalho e contra-eletrodo. O sangue dentro do lúmen 144 do membro de perfuração de pele 110 completa um circuito elétrico através do fluido (isto é, a amostra sanguínea) entre o eletrodo de trabalho e o contra-eletrodo. Uma vez que o circuito é estabelecido por um processo passivo de fluxo capilar rápido no lúmen 144 do membro de perfuração de pele 110, o sangue continua até um espaço de passagem aberta definido (por exemplo, menor do que 0,004 polegadas (0,102 mm)) de folga circunferencial) que circunda o componente de captação alongado 142 até encontrar o recurso de interrupção capilar 154 formado na extremidade de base 140 do membro de perfuração 110. O lúmen 144 pode ser mantido parcialmente aberto na extremidade de base 140 para servir como um respiro de ar para promover o fluxo capilar.

[085] Nesses exemplos, a extremidade de inserção do lúmen 144 deve ser livre de plugues de tecido e residir em ou abaixo do plexo vascular (VP) entre cerca de 1 a 2 mm de profundidade na camada dérmica em que a pressão vascular capilar é suficiente (cerca de 14 a 22 mm Hg) para promover o fluxo de sangue inicial em um passagem de fluxo 128 do membro de perfuração de pele 110, que é definido dentro do lúmen 144 entre o componente de captação alongado 142 e a superfície interna do membro de perfuração de pele 110. O fluxo capilar pode aumentar a pressão vascular externa para remover rapidamente a parte interna da passagem de fluxo 128 para a interrupção capilar 154. Por exemplo, o fluxo capilar pode aumentar preenchimento completo, autônomo e rápido da zona de análise de amostra 130. Esse preenchimento pode ser codeterminante do tempo de resposta e é promovido pela adição de tensoativos, tais como, mas não se limitam a, materiais de Triton para a superfície interna de membro de perfuração de pele ou para o produto químico de detector ou ambos.

[086] A automação pode, adequadamente, criar uma configuração de sensor que aprimorará tanto a qualidade de testagem quanto a confiabilidade do procedimento de teste para o consumidor. O método de zona de análise descritas pode depender dos efeitos interdependentes da geometria de parte definida, relação espaciais de componentes, e propriedades de transição específicas do produto químico de detector de enzima à medida que é hidratado pela matriz sanguínea entrante. Esses fatores em conjunto com a interação de sangue dinâmica que flui para o interior da célula em resposta à pressão vascular e ação capilar funcionam como o método de zona de análise para estabelecer uma célula de matriz amperométrica autolimitativa e rápida formada ao longo de uma seção definida de uma fibra longa.

[087] O fluxo para cima do lúmen 144 do membro de perfuração de pele 110 pode estar dentro do domínio microfluídico de fluxo laminar não Newtoniano. Esse transporte dinâmico para cima do canal circunferencial 128 definido dentro do lúmen 144 entre o componente de captação alongado 142 e a superfície interna do membro de perfuração de pele 110 pode ser otimizado promovendo-se as propriedades de energia de superfície baixas para o eletrodo de trabalho para permitir molhagem rápida e completa do produto químico de captação de enzima. Essa propriedade de superfície por sua vez pode atuar em conjunto com as dinâmicas de fluxo laminar para varrer toda a cavidade que contém o eletrodo de trabalho livre de bolsos de ar que poderiam, de outro modo, afetar imprevisivelmente a área de sangue em contato com a superfície de eletrodo que causa desempenho de sensor irreproduzível.

[088] A pressão capilar, a viscosidade do sangue media mais a interações de energia de superfície do eletrodo revestimento e a superfície de parede interna de membro de perfuração de pele 110 em conjunto com a distância que separa as superfícies pode, todos, impactar as características de microfluxo capilar.

[089] A interrupção capilar 154 pode ser um mecanismo que limita adicionalmente fluxo de fluido ao longo do lúmen 144 do membro de perfuração de pele 110 e fornece ventilação de ar deslocada pelo preenchimento rápido do espaço capilar pelo sangue. Nesses exemplos, uma característica funcional do sensor é que o produto químico de detector de enzima seco pode ser um isolador eficaz e pode realizar a transição em fases do isolador para semicondutor para condutor à medida que se torna hidratado. Essa propriedade impede contribuições de sinal errante para qualquer porção de componente de captação alongado 142 mentida seca durante o tempo da matriz de glicose pela definição da área hidratada do componente de captação alongado 142 através do uso combinado do recurso de interrupção capilar 154 com controle mecânico do comprimento de componente de captação alongado 142 que se estende para baixo na passagem de membro de perfuração de pele 134. Isso também controla a área de superfície do eletrodo de trabalho que é exposto ao fluido de amostra. Esse método de definição de área de superfície de eletrodo fornece tanto vantagens funcionais quanto de fabricação.

[090] Em referência novamente às Figuras 10 e 11, os contatos elétricos 112, 114 podem ser feitos de um material eletricamente condutor, tal como, mas não se limitam a, metais (isto é, cobre, prata, alumínio, ouro, bronze e magnésio). Durante a análise de amostra na zona de análise de amostra 130, uma tensão pode ser aplicada entre o eletrodo de trabalho e o contra-eletrodo. Quando o potencial é aplicado, uma corrente elétrica fluirá através da amostra de fluido para o eletrodo de trabalho. A corrente é um resultado da oxidação ou redução de um analito, tal como glicose, no volume de amostra de fluido localizada dentro da zona de análise de amostra. Essa reação eletroquímica ocorre através do agente de transferência de elétron na camada de captação de enzima 152 e um enzima/catalisador de transferência de elétron opcional na camada de captação de enzima 152. Pela medição do fluxo de corrente gerado em um determinado potencial (por exemplo, com um controlador descrito no presente documento), a concentração de um determinado analito (por exemplo, glicose) na amostra de fluido pode ser determinada. Aquele indivíduo versado na técnica reconhecerá que as medições de corrente podem ser obtidas por uma variedade de técnicas que incluem, dentre outras coisas, técnicas calorimétricas, técnicas potentiométricas, técnicas perométricas, técnicas voltométricas e outro técnicas eletroquímicas.

[091] Nesses exemplos, dentro de alguns centésimos de um segundo, a zona de análise de amostra definida 130 é preenchida e o produto químico de captação de hidratação inicia uma troca de elétrons entre o contra-eletrodo (isto é, o membro de perfuração de pele 110) e o eletrodo de trabalho 151. Uma corrente de elevação aparece na entrada de aquisição de dados do módulo de sensor 100 que faz com que o software comece uma contagem regressiva antes de iniciar uma sequência de aquisição de dados para um número prescrito de pontos distintos (atualmente 500) tomados em intervalos ao longo de uma janela temporal definida. O conjunto de dados pode ser agrupado tomando-se uma média dos pontos distintos. Uma área sob a análise de curva pode ser aplicada para prever a corrente de platô para o módulo de sensor 100. A correlação se equipara a um número calibrado que representa uma concentração de glicose conhecida naquela corrente. Então, o software armazena o valor e pode exibir o mesmo para o usuário no LCD de metro. Toda a sequência do botão de atuador de iniciação para valor de glicose no sangue exibido exige menor do que 5 segundos. O resultado da sequência de testagem acima pode ser considerado como sendo uma leitura. Em certos exemplos, os módulos 100 são único uso e cada um pode ser usado para fornecer uma leitura de glicose. Enquanto a revelação focaliza principalmente os sensores de glicose, outros analitos podem ser captados bem como variando-se o produto químico de captação consequentemente.

[092] Em certas modalidades, os dados podem ser adquiridos com o uso de dispositivo sem fio ou dispositivo eletrônico portátil (PED) tal como, mas não se limita a, telefones celulares. O PED pode ser usado para atuar como uma unidade de controle para o módulo de sensor 100. O módulo de sensor 100 pode ser configurado para fazer interface com o PED que pode armazenar e exibir a concentração de glicose para o usuário. Em outras modalidades, uma unidade de teste separada pode ser utilizada para fazer interface com um dispositivo sem fio ou PED (isto é, telefone celular). Um conjunto de chips ou componente similar pode ser usado em um módulo de glicose para se ligar a um PED através de uma conexão de banda larga. O módulo de teste de glicose pode ser conectado automaticamente ao PED para iniciar uma aplicação que realizaria e exibiria todas as tarefas de gerenciamento de dados. O módulo de teste de glicose pode ser configurado para ter capacidade de rede de área ampla (WAN) para se ligar ao software terapêutico residente em outros servidores, tal como, mas não se limita a, Nuvem, o que automatizaria completamente o tratamento e o provisionamento de diabéticos bem como se ligar a um cuidador ou médico do paciente em tempo real. O módulo de teste de glicose pode ser cerca de 2,5 polegadas (63,5 mm) de largura, cerca de 3 polegadas (76,2 mm) de comprimento e cerca de 1/4 polegadas (6,35 mm) de altura.

[093] A Figura 3 é uma vista em corte transversal de um componente de captação alongado alternativo 242 adequado para uso em um sensor de tipo descrito em relação à Figura 2. Por exemplo, o componente 242 pode ser posicionado dentro de um membro de perfuração de pele 110 da mesma maneira descrita em relação ao componente de captação alongado 142. O componente de captação alongado 242 inclui o espaçador dielétrico alongado 246. O espaçador dielétrico alongado 246 tem um formato em corte transversal que tem, em geral, o formato de um X. Desse modo, o espaçador dielétrico alongado 246 pode ser descrito como tendo um perfil transversal em formato de X. O perfil transversal em formato de X define os quatro bolsos 247a-247d separados pelas pernas 249 do perfil em formato de X. Outras extremidades das pernas 249 são arredondadas e podem ser adaptadas para entrar em contato com uma superfície interna do membro de perfuração de pele 110.

[094] Conforme descrito na Figura 3, os eletrodos de referência e de trabalho são posicionados em bolsos do espaçador opostos 246. Por exemplo, um eletrodo de trabalho 251 é mostrado no bolso 247a e um eletrodo de referência 253 é mostrado no bolso 247c. Similar à modalidade da Figura 4, os eletrodos de referência e de trabalho 251, 253 podem ser acoplados a e transportados com o espaçador dielétrico alongado 246. Adicionalmente, os eletrodos 251, 253 podem incluir camadas de material eletricamente condutor que foram aplicadas (por exemplo, impresso) aos bolsos 247a, 247c do espaçador 246. Os eletrodos 251, 253 podem incluir tiras de material eletricamente condutor que tem comprimentos que se estendem ao longo do comprimento do espaçador dielétrico alongado 246 e larguras que se estendem parcialmente através de larguras correspondentes dos bolsos. Em um exemplo, o eletrodo de trabalho 251 inclui uma camada que inclui ouro e o eletrodo de referência 253 inclui uma camada que inclui prata/cloreto de prata.

[095] O espaçador 246 pode ser configurado para auxiliar na centralização do espaçador 246 dentro do lúmen do membro de perfuração de pele e para manter a separação física entre os eletrodos 251, 253 e a parte interna do membro de perfuração de pele 110. Em um exemplo, o espaçador 246 inclui um material polimérico tal como poli-éter-éter-cetona de grau médico. Em certos exemplos, o produto químico de captação do tipo descrito no presente documento (por exemplo, para glicose eletroquimicamente de captação) pode ser fornecido no eletrodo de trabalho 251 e/ou em qualquer parte no componente de captação alongado 242. Em certos exemplos, os eletrodos adicionais podem ser aplicados aos bolsos 247b e 247d. Tais eletrodos podem ser adaptados para captar oxigênio ou outros tipos de analitos biológicos em adição à glicose (por exemplo, lactato) ou podem incluir um contra- eletrodo. Ainda em outros exemplos, os eletrodos que incluem fibras condutoras ou fios podem ser fornecidos nos bolsos 247a-247d. Tais eletrodos podem incluir um nanofilamento polimérico coberto com uma camada condutora (por exemplo, uma camada de ouro, uma camada de Ag/AgCl, etc.) e uma camada de captação que pode incluir produto químico de enzima, produto químico de mediador, produto químico de captação de glicose tal como glicose oxidase ou glicose desidrogenase ou outro produto químico. As fibras condutoras e fios exemplificativos são revelados na Publicação Internacional no PCT WO 2014/089058, que é incorporada ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

[096] Em certos exemplos, o espaçador 246 pode ser movido de uma orientação expandida (consulte a Figura 3) para uma orientação aplainada (consulte a Figura 4) durante a aplicação dos eletrodos. Pelo aplainamento do espaçador 246, as dimensões D maiores podem ser fornecidas entre bordas dos eletrodos e as bordas externas do espaçador 246. Dessa maneira, impede-se que o material que é aplicado durante o processo de aplicação de eletrodo seja inadvertidamente aplicado a um bolso adjacente ou em qualquer parte no espaçador 246 em que não se deseja fornecer o material de eletrodo.

[097] A Figura 5 mostra um outro espaçador elétrico alongado 446 que pode ser usado para formar um componente de captação alongado do tipo descrito em relação à Figura 2. O espaçador dielétrico alongado 446 tem um formato em corte transversal configurado para definir dois bolsos separados 447a, 447b que são separados um do outro por uma perna intermediária 448 e que têm lados abertos 449a, 449b que estão voltados para a mesma direção. O espaçador 446 também inclui pernas externas 450 que cooperam com a perna central 448 para definir os bolsos 447a, 447b. As pernas 448, 450 têm extremidades alargadas e arredondadas 452 que podem ajudar na retenção de eletrodos dentro dos bolsos 447a, 447b e também pode ajudar na manutenção de separação entre os eletrodos e a superfície interna do membro de perfuração de pele. Em certos exemplos, os bolsos 447a, 447b são configurados para reter os eletrodos de referência e de trabalho que podem incluir fibras ou fios do tipo descrito pela Publicação Internacional no PCT WO 2014/089058. Ainda em outras modalidades, os eletrodos de referência e de trabalho podem incluir camadas de metal aplicadas (por exemplo, impresso) diretamente à superfície de espaçador 446 dentro dos bolsos 447a, 447b. Nesses exemplos, múltiplos eletrodos podem ser impressos em um lado do espaçador 446.

[098] A Figura 6 mostra ainda um outro espaçador dielétrico alongado 546 adequado para uso em um sensor do tipo descrito em relação à Figura 2. Por exemplo, o espaçador alongado 546 pode ser posicionado dentro de um membro de perfuração de pele 110 da mesma maneira descrita em relação ao espaçador dielétrico alongado 146. Conforme descrito na Figura 6, o espaçador dielétrico alongado 546 tem um formato em corte transversal que inclui dois bolsos separados 547a, 547b. Os bolsos 547a, 547b são separados por uma região central 549 e são definidos entre pernas flexíveis 550. Os bolsos 547a, 547b têm interiores 551a, 551b que ficam voltados em direções opostas uma da outra. Em certos exemplos, os eletrodos tais como os eletrodos de referência e de trabalho podem ser posicionados nos bolsos 547a, 547b. Em certos exemplos, os eletrodos podem incluir fibras ou fios do tipo descrito pela Publicação Internacional PCT n° WO 2014/089058. Ainda em outras modalidades, os eletrodos podem ser formados pela aplicação (por exemplo, impressão) de material condutor à superfície do espaçador dielétrico 546 dentro dos bolsos 547a, 547b.

[099] A Figura 7 mostra ainda um outro espaçador dielétrico alongado 646 que pode ser usado no lugar do espaçador dielétrico alongado 146 descrito em relação à Figura 2. Similar aos exemplos anteriormente descritos, o espaçador dielétrico alongado 646 pode ser posicionado dentro do lúmen do membro de perfuração de pele 110 e pode formar parte de um componente de captação alongado que também inclui uma pluralidade de eletrodos. Em certos exemplos, os eletrodos podem incluir fibras condutoras ou fios do tipo descrito pela Publicação Internacional PCT n° WO 2014/089058. Tais fios ou fibras condutores podem estar contidos ou serem capturados dentro dos bolsos 647a a 647d do espaçador 646. Em outros exemplos, os eletrodos podem ser formados pela aplicação (por exemplo, impressão) das camadas condutoras ao espaçador dielétrico 646 dentro dos bolsos 647a a 647d. Em certos exemplos, os eletrodos podem incluir um eletrodo de trabalho, um eletrodo de referência e um eletrodo suplementar. O eletrodo suplementar pode ser empregado como um meio de comparação para determinar qual porção de uma corrente de sensor bruta é originada de componentes interferentes, tal como vitamina C, em vez de um analito desejado, tal como glicose. Em outros exemplos, os eletrodos de trabalho podem incluir eletrodos adequados para detectar diferentes analitos (por exemplo, glicose e lactato) dentro da amostra sanguínea. Ainda em outros exemplos, um dos eletrodos pode ser usado para detectar concentrações de oxigênio dentro da amostra sanguínea ou pode incluir um contra-eletrodo.

[100] Com referência à Figura 13, uma vista esquemática de uma unidade de monitoramento de analito 300 é mostrada. A unidade 300 onde os módulos 100 pode ser disposta dentro de um cartucho projetado para fornecer um suprimento de múltiplos sensores que podem ser diretamente posicionados na pele de um antebraço de paciente ou ponta dos dedos a fim de obter uma concentração de glicose de sangue. Será apreciado que um ou mais módulos de sensor 100 podem ser incorporados como subcomponentes em uma unidade de monitoramento de analito 300. A unidade 300 inclui um controlador 302 que se acopla a um suporte de módulo 304. O suporte de módulo 304 é configurado para conter um ou mais módulos de sensor 100. Cada módulo de sensor 100 é configurado para obter uma ou mais amostras de fluido, para medir um nível de concentração para um ou mais analitos (por exemplo, glicose, lactato, etc.), e para gerar um sinal (por exemplo, um sinal elétrico) que indica o nível de concentração. Por exemplo, o suporte de módulo 304 mostrado na Figura 12 contém cinco módulos de sensor 100. Em uma modalidade, cada módulo de sensor 100 é configurado para analisar uma única amostra de fluido. Em tal modalidade, o módulo de sensor 100 pode ser removido do suporte de módulo 304 após um uso. Em outras modalidades, cada módulo de sensor 100 pode ser configurado para analisar um maior número de amostras de fluido.

[101] Em geral, a unidade 300 inclui um controlador 302, um atuador 306 e linhas de entrada 308. O controlador 302 controla o atuador 306 para acionar os membros de perfuração de pele 110 de cada módulo de sensor 100 entre as posições estendidas e retraídas para obter uma amostra de fluido. O controlador 302 pode incluir um microcontrolador, um controlador mecânico, controlador acionado por software, um controlador acionado por hardware, um controlador acionado por firmware, etc. O controlador pode incluir um microprocessador que faz interface com a memória.

[102] O controlador 302 instrui o atuador 306 sobre quando operar o módulo de sensor 100 para obter uma amostra de fluido para análise. O controlador 302 também pode instruir o suporte de módulo 304 e/ou o atuador 306 para ejetar o módulo de sensor 100 usado.

[103] As linhas de entrada 308 portam os dados/sinais/leituras (por exemplo, valores de tensão) geradas no eletrodo de trabalho alongado 142 do módulo de sensor 100 durante a análise de uma amostra de fluido para o controlador 302 para análise. O controlador 302 converte os sinais em um nível de concentração de analito (por exemplo, uma leitura de glicose de sangue) ou outras informações desejadas. O controlador 302 faz com que o visor 310 indique as informações processadas para o usuário. Outras informações também podem ser apresentadas no visor 310. Em uma modalidade, o visor 310 é um visor visual. Em outras modalidades, um visor de áudio também pode ser usado. Informações adicionais podem ser fornecidas para o controlador 302 através de uma interface de usuário 312 (por exemplo, botões, comutadores, etc.).

[104] Um aspecto da presente revelação se refere a um módulo de sensor que inclui uma portadora e um membro de perfuração de pele transportado pela portadora. O membro de perfuração de pele tem uma extremidade de perfuração de pele posicionada oposta a uma extremidade de base. Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele tem uma construção que é eletricamente condutora (por exemplo, aço inoxidável) e o membro de perfuração de pele funciona como um contra- eletrodo. Em certos exemplos, a perfuração de pele é relativamente pequena em diâmetro (por exemplo, calibre 31 a 28 ou tem diâmetro menor). O membro de perfuração de pele define um lúmen que se estende ao longo do eixo geométrico longitudinal central a partir da extremidade de perfuração de pele em direção à extremidade de base onde o lúmen tem um eixo geométrico de lúmen. O módulo de sensor inclui uma zona de análise de amostra de sangue localizada completamente dentro do lúmen do membro de perfuração de pele e uma interrupção de fluxo capilar para interromper fluxo capilar em uma localização predeterminada dentro do lúmen do membro de perfuração de pele. O módulo de sensor inclui adicionalmente um componente de captação alongado posicionado dentro do lúmen. O componente de captação tem um comprimento que se estende ao longo do eixo geométrico de lúmen onde pelo menos uma seção de um eletrodo de trabalho é posicionada dentro da zona de análise e o eletrodo de trabalho inclui produto químico de captação. Em certos exemplos, o módulo de sensor inclui um sistema de captação de três eletrodos que inclui um contra-eletrodo formado pelo membro de perfuração de pele e eletrodos de referência e de trabalho associados ao componente de captação. Em certos exemplos, o componente de captação inclui um isolante alongado (por exemplo, uma extrusão polimérica alongada, um substrato polimérico alongado, um membro polimérico alongado, um suporte dielétrico alongado, um espaçador alongado, etc.) para sustentar, manter, conter. Em certos exemplos, o isolante alongado funciona como um espaçador para impedir que os eletrodos de referência e de trabalho façam contato elétrico direto com o membro de perfuração de pele/contra-eletrodo. Em certos exemplos, o isolante alongado inclui um polímero de grau médico tal como poli- éter-éter-cetona (PEEK) de grau médico. Em certos exemplos, os eletrodos de referência e de trabalho incluem fibras ou fios eletricamente condutores, e o isolante alongado inclui bolsos para receber e conter as fibras ou fios. Em certos exemplos, o isolante alongado funciona como um substrato, e os eletrodos de referência e de trabalho incluem camadas condutoras que são sustentadas pelo isolante alongado e impedidas de fazer contato elétrico direto umas com as outras pelo isolante alongado. Em certos exemplos, os eletrodos de referência e de trabalho são revestidos, impressos, depositados ou, de outro modo, aplicados no isolante alongado. Em certos exemplos, o eletrodo de trabalho pode incluir uma camada de ouro e uma camada de produto químico de captação. Em certos exemplos, o produto químico de captação pode incluir um mediador redox e uma enzima de redox (por exemplo, glicose oxidase ou glicose desidrogenase). Em certos exemplos, o eletrodo de referência pode incluir uma camada de prata/cloreto de prata (Ag/AgCl). Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele não funciona como um contra-eletrodo, e o eletrodo de trabalho, o contra- eletrodo e o eletrodo de referência do sistema de captação de três eletrodos são impressos no isolante alongado posicionado dentro do lúmen do membro de perfuração de pele. Em alguns exemplos, o isolante alongado pode ser uma microextrusão. Em alguns exemplos, o isolante alongado pode ter uma fita em formato de perfil em corte transversal.

[105] Um outro aspecto da presente revelação se refere a um módulo de sensor que inclui uma portadora e um membro de perfuração de pele transportado pela portadora. O membro de perfuração de pele tem uma extremidade de perfuração de pele posicionada oposta a uma extremidade de base. O membro de perfuração de pele define um lúmen que se estende ao longo do eixo geométrico longitudinal central a partir da extremidade de perfuração de pele em direção à extremidade de base e o lúmen define um eixo geométrico de lúmen. O módulo de sensor inclui uma zona de análise de amostra de sangue localizada dentro do lúmen do membro de perfuração de pele e eletrodos de referência e de trabalho alongados posicionada dentro do lúmen. Os eletrodos de referência e de trabalho têm comprimentos que se estendem ao longo do eixo geométrico de lúmen, em que pelo menos uma seção dos eletrodos de referência e de trabalho é posicionada dentro da zona de análise. O eletrodo de trabalho pode incluir produto químico de captação. O módulo de sensor pode incluir um sistema de captação de 3 eletrodos com o membro de perfuração de pele funcionando como um contra-eletrodo e com os eletrodos de referência e de trabalho sendo posicionados dentro do membro de perfuração de pele. Um isolante dielétrico pode impedir o contato elétrico direto entre o eletrodo de trabalho, o eletrodo de referência e o contra- eletrodo. O isolante dielétrico pode ser uma extrusão polimérica que tem um formato/perfil em corte transversal predeterminado configurado para manter o espaçamento entre o contra-eletrodo, o eletrodo de trabalho e o eletrodo de referência. Os eletrodos de referência e de trabalho podem ter tem extremidades dentro de 0,5 milímetros de uma ponta do membro de perfuração de pele. Em outros exemplos, o membro de perfuração de pele não funciona como um contra-eletrodo, e o eletrodo de trabalho, o contra-eletrodo e o eletrodo de referência do sistema de captação de três eletrodos são impressos no isolante dielétrico posicionado dentro do lúmen do membro de perfuração de pele. Ainda em outros exemplos, o membro de perfuração de pele funciona como um contra- eletrodo, mas não funciona como um contra- eletrodo/referência combinado.

[106] Um aspecto adicional da presente revelação se refere a um módulo de sensor que inclui uma portadora móvel em relação a uma base entre uma primeira posição e uma segunda posição e uma membro de perfuração de pele transportado pela portadora. O membro de perfuração de pele tem uma extremidade de perfuração de pele posicionada oposta a uma extremidade de base e o membro de perfuração de pele define um lúmen que se estende ao longo do eixo geométrico longitudinal central a partir da extremidade de perfuração de pele em direção à extremidade de base. O lúmen define um eixo geométrico de lúmen. O módulo de sensor inclui uma zona de análise de amostra de sangue localizada dentro do lúmen (por exemplo, em alguns exemplos completamente dentro do lúmen) do membro de perfuração de pele e um eletrodo de trabalho alongado posicionado dentro do lúmen. O eletrodo de trabalho tem um comprimento que se estende ao longo do eixo geométrico de lúmen onde pelo menos uma seção do eletrodo de trabalho é posicionada dentro da zona de análise e o eletrodo de trabalho tem produto químico de captação. Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele é um contra-eletrodo e um eletrodo de referência separado é posicionado dentro da zona de análise ao longo de com o eletrodo de trabalho. Em outros exemplos, o membro de perfuração de pele não funciona como um contra-eletrodo, e o eletrodo de trabalho, o contra- eletrodo e o eletrodo de referência do sistema de captação de três eletrodos são impressos em um isolante dielétrico alongado (por exemplo, uma microextrusão) posicionado dentro do lúmen do membro de perfuração de pele.

[107] Um aspecto adicional da presente revelação se refere a um módulo de sensor que inclui uma portadora e um membro de perfuração de pele transportado pela portadora. O membro de perfuração de pele tem uma extremidade de perfuração de pele posicionada oposta a uma extremidade de base e o membro de perfuração de pele define um lúmen que se estende ao longo do eixo geométrico longitudinal central a partir da extremidade de perfuração de pele em direção à extremidade de base. O lúmen define um eixo geométrico de lúmen. O módulo de sensor inclui uma zona de análise de amostra de sangue localizada dentro do lúmen do membro de perfuração de pele e um eletrodo de trabalho alongado posicionado dentro do lúmen. O eletrodo de trabalho tem um comprimento que se estende ao longo do eixo geométrico de lúmen onde pelo menos uma seção do eletrodo de trabalho é posicionada dentro da zona de análise. O eletrodo de trabalho pode incluir produto químico de captação em um fio ou fibra que é pelo menos parcialmente condutor eletricamente. O eletrodo de trabalho também pode incluir uma camada eletricamente condutora fornecida em um membro dielétrico alongado. A camada eletricamente condutora pode incluir ouro e pode ser coberta com um produto químico de captação. Em certos exemplos, um eletrodo de referência também pode ser fornecido no membro dielétrico alongado. Em certos exemplos, o membro de perfuração de pele é ou inclui um contra- eletrodo. Em outros exemplos, o eletrodo de trabalho, o contra-eletrodo e o eletrodo de referência são impressos ao longo do comprimento do membro dielétrico alongado.

[108] Um aspecto adicional da presente revelação se refere a um método para tomar uma leitura de analito de sangue que inclui perfurar a pele com um membro de perfuração de pele que tem um lúmen e posicionar uma ponta do membro de perfuração de pele em um campo de sangue capilar menor do que 3 milímetros abaixo da pele. O método inclui iniciar o fluxo sanguíneo no lúmen por uma pressão sanguínea de combinação de vascular e ação capilar para trazer passivamente uma amostra sanguínea para uma zona de análise completamente dentro do lúmen e captar o analito de sangue na zona de análise. O método também inclui usar o membro de perfuração de pele como um contra-eletrodo e fornecer eletrodos de referência e de trabalho dentro da zona de análise. Em um outro exemplo, o eletrodo de trabalho, o contra-eletrodo e o eletrodo de referência são impressos ao longo do comprimento de um membro dielétrico alongado que se estende através do lúmen ao longo da zona de análise.

[109] Ainda um outro aspecto da presente revelação se refere a um dispositivo para captar um analito em uma amostra sanguínea. O dispositivo inclui um eletrodo de trabalho alongado que tem uma primeira porção que é subcutânea durante a testagem e uma segunda porção que se estende para fora do corpo durante a testagem. O eletrodo de trabalho pode ser sustentado por um isolante alongado que também sustenta um eletrodo de referência. Os eletrodos de referência e de trabalho podem incluir camadas condutoras sustentadas em fibras ou fios sustentados pelo isolante alongado, ou podem incluir camadas condutoras aplicadas ao isolante alongado. Os eletrodos de referência e de trabalho podem estar contidos em um membro de perfuração de pele que também funciona como um contra-eletrodo. O dispositivo é configurado para um uso de uma vez em que uma leitura de analito é tomada. Em um outro exemplo, o eletrodo de trabalho, o contra-eletrodo e o eletrodo de referência são impressos ao longo do comprimento do isolante alongado.

[110] Ainda um outro aspecto da presente revelação se refere a um dispositivo para captar um analito em uma amostra sanguínea. O dispositivo inclui um eletrodo de trabalho alongado que tem uma primeira porção condutora que é subcutânea durante a testagem e uma segunda porção condutora que se estende para fora do corpo durante a testagem. O eletrodo de trabalho pode incluir uma camada de produto químico de captação na primeira e na segunda porções condutoras. O dispositivo inclui adicionalmente um membro de perfuração de pele que tem um lúmen em que o eletrodo de trabalho é posicionado. O dispositivo é configurado de modo que uma zona de análise sanguínea do dispositivo preencha passivamente. Em um exemplo, o membro de perfuração de pele pode funcionar como um contra-eletrodo. O eletrodo de trabalho e um eletrodo de referência separado podem ser fornecidos dentro do membro de perfuração de pele. Em alguns exemplos, pelo menos um dos eletrodos é impresso ao longo do comprimento de um isolante dielétrico alongado (por exemplo, uma microextrusão) posicionado dentro do lúmen do membro de perfuração de pele. Em um exemplo, o eletrodo de trabalho, o contra-eletrodo e o eletrodo de referência são impressos ao longo do comprimento do isolante dielétrico alongado. Em um exemplo, os eletrodos de referência e de trabalho são impressos ao longo do comprimento do isolante dielétrico.

[111] A partir da descrição detalhada antecedente, será evidente que modificações e variações podem ser feitas sem que se desvie do espírito e do escopo da revelação.

Claims

1. Sensor (100) compreendendo: um membro de perfuração de pele (110) que tem uma extremidade de perfuração de pele (138) posicionada oposta a uma extremidade de base (140), em que o membro de perfuração de pele (110) define um lúmen (144) que se estende ao longo de um eixo geométrico de lúmen da extremidade de perfuração de pele (138) para a extremidade de base (140); uma zona de análise de amostra de sangue (130) localizada dentro do lúmen (144) do membro de perfuração de pele (110); caracterizado pelo fato de que um componente de captação alongado (142) é posicionado dentro do lúmen (144), de modo que o sangue continua até um espaço de passagem aberta definido de folga circunferencial que circunda o componente de captação alongado (142) por um processo passivo de fluxo capilar rápido no lúmen (144) do membro de perfuração de pele (110), o sangue continua até um espaço de passagem aberta definido até uma interrupção capilar (154) pode ser formada na extremidade de base (140) do membro de perfuração de pele (110), o componente de captação alongado (142) incluindo um eletrodo de trabalho alongado (151, 702) e um eletrodo de referência alongado (153, 702) impressos no espaçador alongado (146, 706) que tem um comprimento que se estende ao longo do eixo geométrico de lúmen, o espaçador alongado (146, 706) sendo uma fita que tem um perfil em corte pode ser perfilado para auxiliar na centralização do espaçador dielétrico alongado (146) dentro do lúmen do membro de perfuração de pele (110), o eletrodo de trabalho alongado (151, 702) sendo impresso no espaçador alongado (146, 706) usando impressão por jato de aerossol, pelo menos uma seção de cada um dentre os eletrodos de referência e de trabalho (151, 153, 702) que são posicionados dentro da zona de análise.

2. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o formato em corte transversal inclui uma porção média plana (155) e extremidades arredondadas alargadas (157).

3. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os eletrodos de referência e de trabalho (151, 153, 702) são impressos nos lados opostos (147, 149) da porção média plana.

4. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o eletrodo de trabalho (151, 702), o eletrodo de referência (153, 702) e um contra- eletrodo são impressos em um lado da porção média plana (155).

5. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o espaçador alongado inclui um espaçador multilobado, em que o eletrodo de trabalho é impresso entre um primeiro par de pernas e o eletrodo de referência é impresso entre um segundo par de pernas.

6. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o espaçador alongado define um primeiro bolso em que o primeiro eletrodo de trabalho é impresso e um segundo bolso em que o eletrodo de referência é impresso.

7. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente imprimir produto químico de captação (703) é depositado dentro das células do padrão do tipo colmeia (700).

8. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o eletrodo de trabalho (151, 702) inclui um padrão (700) que tem células; e em que o produto químico de captação dentro das células do padrão.

9. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma membrana difusiva ou revestimento (702) impressa sobre o eletrodo de trabalho (151, 702) através do produto químico de captação (703) com o uso de impressão por jato de aerossol.

10. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o espaçador alongado (146, 706) é impresso com o uso de impressão por jato de aerossol.

11. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o produto químico de captação (703) inclui uma tinta à base de enzima que inclui produto químico de detecção impresso sobre o eletrodo de trabalho (151, 702), e em que o produto químico de captação inclui uma enzima, um mediador, um tampão, um agente espessante, um aglutinante, e um tensoativo.

12. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a tinta à base de enzima inclui produto químico de detecção de glicose, ou em que a tinta à base de enzima tem uma viscosidade que varia de 0,7 a 2.500 centipoise.

13. Sensor (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o eletrodo de trabalho (151, 702) tem um padrão do tipo colmeia (700) e o produto químico de captação (703) está disposto dentro das células do padrão do tipo colmeia (700), em que uma membrana difusiva ou revestimento (704) está disposta sobre o eletrodo de trabalho (151, 702) para cobrir o produto químico de captação (703) dentro das células.