CN102724913A - 经皮分析物传感器 - Google Patents

Abstract

提供一种被构造来连续测定宿主的分析物浓度的经皮传感器装置。在一些实施例中，所述经皮传感器装置100包括被构造成插入宿主皮肤180之下的活体内部分160和被构造成在所述传感器的活体内部分插入后保留在宿主皮肤180的表面上的活体外部分170。所述活体内部分可包括组织穿刺元件110和传感器主体120，组织穿刺元件110被构造来穿刺宿主皮肤180，传感器主体120包括材料或支撑部件130，其提供足够的柱强度以允许传感器主体可推入宿主组织而无明显弯曲。所述活体外部分170可被构造成包括(或可操作地连接到)传感器电子装置单元并且可包括安装单元150。本发明中还描述了所述传感器主体和所述组织穿刺元件的各种构造，其可用于保护所述传感器主体的膜。

Description

经皮分析物传感器

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)规定要求2009年9月30日提交的临时专利申请61/247,463的优先权的权益，该案的内容在此作为本说明书的一部分并且该案的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本文所述的实施例一般地涉及分析物传感器。

背景技术

糖尿病是一种慢性疾病，其在胰腺未产生足够的胰岛素(I型)或身体无法有效使用其所产生的胰岛素(II型)时发生。此病症通常导致血液中葡萄糖浓度升高(高血糖)，其可导致与小血管病变相关的一系列生理紊乱(例如，肾衰竭、皮肤溃疡或眼睛玻璃体出血)。或者，由意外摄入过量胰岛素或摄入正常剂量的胰岛素或降糖药剂后进行过量运动或摄食不足而引致低血糖反应(低血糖)。

已开发出多种经皮传感器装置用于连续测定血糖浓度。通常，这些类型的传感器装置采用施用器或其它类似插入工具用于将经皮传感器插入宿主皮肤之下。传统上，施用器包括柱塞和针头，该针头形成有被构造来接收传感器的腔。由于部署传感器需要额外的零件(例如，带柱塞的施用器)及步骤(例如，传感器单元收缩步骤)，所以使用单独的施用器或其它类似工具来插入传感器可能麻烦或困难，尤其是对新用户而言。

发明内容

在第一方面，提供一种用于测定分析物浓度的传感器装置，该传感器装置包括：传感器单元，其包括组织穿刺元件和传感器主体，传感器主体包括至少一个电极和覆盖该至少一个电极的至少一部分的膜，其中传感器单元被构造成具有足以允许传感器单元穿透宿主皮肤插入而无明显弯曲的柱强度；和安装单元，其被构造来将传感器装置支撑在宿主皮肤的外表面上。

在第一方面的实施例中，传感器单元被构造成具有允许传感器主体的至少一部分驻留在皮肤的生发层内的长度，例如，从大约0.1mm到大约1.5mm。

在第一方面的实施例中，传感器单元被构造成具有允许传感器主体的至少一部分驻留在皮肤的真皮内的长度，例如，从大约1mm到大约7mm。

在第一方面的实施例中，传感器单元被构造成具有允许传感器主体的至少一部分驻留在皮肤的皮下层内的长度，例如，从大约3mm到大约10mm。

在第一方面的实施例中，组织穿刺元件被构造来在传感器单元插入期间保护膜不受损。

在第一方面的实施例中，组织穿刺元件被构造来承受大于大约1牛顿(Newton)的轴向载荷而无明显弯曲。

在第一方面的实施例中，组织穿刺元件包括选自由金属、陶瓷、半导体、有机物、聚合物、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第一方面的实施例中，横向于组织穿刺元件的纵向轴线的截面的最大尺寸大于横向于传感器主体的纵向轴线的截面的最大尺寸。

在第一方面的实施例中，横向于组织穿刺元件的纵向轴线的截面的最大尺寸小于大约0.1mm。

在第一方面的实施例中，横向于传感器主体的纵向轴线的截面的最大尺寸小于大约0.05mm。

在第一方面的实施例中，至少一个电极包括工作电极和参考电极。

在第一方面的实施例中，传感器主体还包括被构造来在传感器单元插入期间保护膜不受损的支撑部件。

在第一方面的实施例中，支撑部件包括选自由不锈钢、钛、钽、铂、铂-铱、铱、聚合物、陶瓷、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第一方面的实施例中，支撑部件被构造来承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第一方面的实施例中，至少一个电极形成支撑部件。

在第一方面的实施例中，支撑部件被构造来支撑至少一个电极的至少一部分。

在第一方面的实施例中，支撑部件被构造成部分地围绕至少一个电极。

在第一方面的实施例中，支撑部件被构造成基本上围绕至少一个电极。

在第一方面的实施例中，支撑部件包括被构造成允许生物流体流到膜的至少一个窗部分。

在第一方面的实施例中，安装单元包括引导部分，该引导部分被构造来在传感器单元穿透皮肤插入时提供引导并且提高传感器单元的柱强度。

在第一方面的实施例中，安装单元包括可操作地连接到传感器主体的传感器电子装置单元。

在第一方面的实施例中，传感器电子装置单元经由被构造来提供传感器电子装置单元与传感器主体之间的机械连接和电连接的接触件连接到传感器主体。

在第一方面的实施例中，传感器主体直接硬连线到传感器电子装置单元。

在第一方面的实施例中，传感器电子装置单元被构造成位于传感器插入部位之上。

在第一方面的实施例中，传感器电子装置单元被构造成经由系留连接(tethered connection)可拆卸地连接到安装单元。

在第一方面的实施例中，传感器电子装置单元被构造成可释放地附接到安装单元。

在第一方面的实施例中，安装单元包括色彩显示元件，该色彩显示元件被构造来显示第一色彩(在分析物浓度低于预先选择的目标范围时)、第二色彩(在分析物浓度处于预先选择的目标范围内时)或第三色彩(在分析物浓度高于预先选择的目标范围时)的至少一种。

在第一方面的实施例中，色彩显示元件被构造来显示展示分析物浓度变化程度的色彩渐变。

在第一方面的实施例中，安装单元包括用户界面。

在第一方面的实施例中，用户界面被构造来显示与分析物浓度相关的分析物值的范围的代表。

在第一方面的实施例中，用户界面被构造来显示分析物浓度的方向趋势。

在第一方面的实施例中，用户界面被构造来显示指示临床风险增大的至少一个区域的至少一个图示。

在第一方面的实施例中，用户界面被构造来改变代表接近临床风险的色彩或图示中的至少一个。

在第二方面，提供用于测定宿主内的分析物浓度的装置，该装置包括：被构造来穿透宿主皮肤按压插入的传感器，该传感器包括至少一个电极、覆盖该至少一个电极的至少一部分的膜和被构造来穿刺组织的远侧尖端，其中至少一个电极具有足以允许传感器穿透宿主皮肤插入而无明显弯曲的柱强度。

在第二方面的实施例中，传感器被构造成具有允许至少一个电极的至少一部分驻留在皮肤的生发层内的长度，例如，从大约0.2mm到大约1.5mm。

在第二方面的实施例中，传感器被构造成具有允许至少一个电极的至少一部分驻留在皮肤的真皮内的长度，例如，从大约1mm到大约7mm。

在第二方面的实施例中，传感器被构造成具有允许至少一个电极的至少一部分驻留在皮肤的皮下层内的长度，例如，从大约3mm到大约10mm。

在第二方面的实施例中，远侧尖端被构造来在传感器插入期间保护膜不受损。

在第二方面的实施例中，传感器被构造来承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第二方面的实施例中，远侧尖端包括选自由金属、陶瓷、半导体、有机物、聚合物、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第二方面的实施例中，其中横向于远侧尖端的纵向轴线的截面的最大尺寸大于横向于至少一个电极的纵向轴线的截面的最大尺寸。

在第二方面的实施例中，横向于远侧尖端的纵向轴线的截面的最大尺寸小于大约0.1mm。

在第二方面的实施例中，横向于至少一个电极的纵向轴线的截面的最大尺寸小于大约0.05mm。

在第二方面的实施例中，至少一个电极包括工作电极和参考电极。

在第二方面的实施例中，至少一个电极包括选自由不锈钢、钛、钽、铂、铂-铱、铱、聚合物、陶瓷、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第二方面的实施例中，至少一个电极被构造来承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第三方面，提供一种用于测定宿主内的分析物浓度的传感器装置，该传感器装置包括：至少一个电极，其包括远端、电活性表面和位于电活性表面的至少一部分之上的膜，膜被构造来限制分析物转移到电活性表面；和尖端部分，其附接到至少一个电极的远端并且被构造来穿刺组织；其中横向于尖端部分的纵向轴线的截面的最大尺寸大于横向于至少一个电极的纵向轴线的截面的最大尺寸。

在第三方面的实施例中，传感器装置被构造成具有允许至少一个电极的至少一部分驻留在皮肤的生发层内的长度。

在第三方面的实施例中，传感器装置被构造成具有允许至少一个电极的至少一部分驻留在皮肤的真皮内的长度。

在第三方面的实施例中，传感器装置被构造成具有允许至少一个电极的至少一部分驻留在皮肤的皮下层内的长度。

在第三方面的实施例中，尖端部分被构造来在传感器装置插入期间保护膜不受损。

在第三方面的实施例中，尖端部分被构造来承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第三方面的实施例中，尖端部分包括选自由金属、陶瓷、半导体、有机物、聚合物、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第三方面的实施例中，横向于尖端部分的纵向轴线的截面的最大尺寸小于大约0.1mm。

在第三方面的实施例中，横向于至少一个电极的纵向轴线的截面的最大尺寸小于大约0.05mm。

在第三方面的实施例中，至少一个电极包括工作电极和参考电极。

在第三方面的实施例中，至少一个电极还包括选自由不锈钢、钛、钽、铂、铂-铱、铱、聚合物、陶瓷、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第三方面的实施例中，至少一个电极被构造来承受大于约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第四方面，提供一种用于测定宿主内的分析物浓度的传感器装置，该传感器装置包括：组织穿刺元件；传感器，其包括至少一个电极和膜，至少一个电极被构造来测定宿主内的分析物浓度，膜设置在至少一个电极的至少一部分上方并且被构造来限制分析物转移到至少一个电极；和支撑部件，其被构造成基本上围绕传感器，该支撑部件包括被构造成允许生物流体流到膜的至少一个开口。

在第四方面的实施例中，组织穿刺元件被构造来在传感器装置插入期间保护膜不受损。

在第四方面的实施例中，组织穿刺元件被构造来承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第四方面的实施例中，组织穿刺元件包括选自由金属、陶瓷、半导体、有机物、聚合物、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第四方面的实施例中，至少一个电极包括工作电极和参考电极。

在第四方面的实施例中，支撑部件包括选自由不锈钢、钛、钽、铂、铂-铱、铱、聚合物、陶瓷、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第四方面的实施例中，支撑部件被构造来承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第五方面，提供一种用于测定宿主内的分析物浓度的装置，该装置包括：传感器单元，其包括远侧尖端和传感器主体，该传感器主体包括电极主体和设置在电极主体的至少一部分之上的膜，电极主体包括至少一种材料，该至少一种材料为电极主体提供足以允许传感器主体穿透宿主皮肤插入而无明显弯曲的柱强度；和安装单元，其适于接收来自用户的用于穿透皮肤插入传感器的压力。

在第五方面的实施例中，远侧尖端被构造来在传感器主体插入期间保护膜不受损。

在第五方面的实施例中，远侧尖端被构造来承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第五方面的实施例中，远侧尖端包括选自由金属、陶瓷、半导体、有机物、聚合物、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第五方面的实施例中，至少一个电极主体包括工作电极和参考电极。

在第五方面的实施例中，电极主体包括选自由不锈钢、钛、钽、铂、铂-铱、铱、聚合物、陶瓷、复合材料及其组合组成的组的至少一种材料。

在第五方面的实施例中，电极主体被构造来承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第五方面的实施例中，安装单元包括引导部分，该引导部分被构造来在传感器主体穿透皮肤插入时提供引导并且提高传感器主体的柱强度。

在第五方面的实施例中，安装单元包括可操作地连接到传感器主体的传感器电子装置单元。

在第五方面的实施例中，传感器电子装置单元经由被构造来提供传感器电子装置单元与传感器主体之间的机械连接和电连接的接触件连接到传感器主体。

在第五方面的实施例中，传感器主体直接硬连线到传感器电子装置单元。

在第五方面的实施例中，传感器电子装置单元被构造成位于传感器插入部位之上。

在第五方面的实施例中，传感器电子装置单元被构造成经由系留连接可拆卸地连接到安装单元。

在第五方面的实施例中，传感器电子装置单元被构造成可释放地附接到安装单元。

在第五方面的实施例中，传感器单元被构造成在传感器单元插入之前处于隐藏在安装单元内的收缩状态。

在第五方面的实施例中，安装单元包括色彩显示元件，该色彩显示元件被构造来显示第一色彩(在分析物浓度低于预先选择的目标范围时)、第二色彩(在分析物浓度处于预先选择的目标范围内时)或第三色彩(在分析物浓度高于预先选择的目标范围时)的至少一种。

在第五方面的实施例中，色彩显示元件被构造来显示代表分析物浓度变化程度的色彩渐变。

在第五方面的实施例中，安装单元包括用户界面。

在第五方面的实施例中，用户界面被构造来显示与分析物浓度相关的分析物值的范围的代表。

在第五方面的实施例中，用户界面被构造来显示分析物浓度的方向趋势。

在第五方面的实施例中，用户界面被构造来显示指示临床风险增大的至少一个区域的至少一个图示。

在第五方面的实施例中，用户界面被构造来改变代表接近临床风险的色彩或图示中的至少一个。

在第六方面，提供一种用于测定分析物浓度的传感器阵列，该传感器阵列包括：叠层，其包括被构造来将叠层粘合到宿主皮肤的粘合层；和多个传感器装置，每个传感器装置包括被构造来穿刺组织的组织穿刺元件和具有含酶膜的传感器，其中多个传感器装置各自附接到叠层且各自被构造来在不同插入部位上穿透皮肤插入。

在第六方面的实施例中，叠层包括可操作地连接到传感器主体的传感器电子装置。

在第六方面的实施例中，叠层包括被构造来传输传感器数据到远程电脑系统的发射器。

在第六方面的实施例中，多个传感器装置被构造来提供分析物浓度的并行测定。

在第六方面的实施例中，多个传感器装置包括第一传感器装置和第二传感器装置，其中第一传感器装置包括被构造来在分析物浓度的第一范围内测定分析物浓度的第一传感器，并且第二传感器装置包括被构造来在分析物浓度的第二范围内测定分析物浓度的第二传感器，并且其中第一范围不同于第二范围。

在第六方面的实施例中，多个传感器装置包括第一传感器装置和第二传感器装置，其中第一传感器装置包括被构造成驻留在宿主组织内的第一深度处的第一传感器和被构造成驻留在所述宿主组织内的第二深度处的第二传感器，并且其中第一深度不同于第二深度。

在第六方面的实施例中，多个传感器装置的传感器和组织穿刺元件各自被构造成具有足以允许穿透皮肤插入而无明显弯曲的柱强度。

在第六方面的实施例中，组织穿刺元件被构造来在传感器插入期间保护含酶膜不受损。

在第六方面的实施例中，多个传感器装置的每一个还包括被构造成基本上围绕传感器的支撑部件，该支撑部件包括被构造来允许生物流体流到含酶膜的至少一个开口。

在第六方面的实施例中，多个传感器装置包括第一传感器装置和第二传感器装置，其中第一传感器装置包括工作电极而第二传感器包括参考电极。

在第六方面的实施例中，多个传感器装置的每一个包括工作电极和参考电极。

在第七方面，提供一种用于测定分析物浓度的传感器装置，该传感器装置包括：传感器单元，其包括具有组织穿刺元件和传感器主体的活体内部分，传感器主体包括至少一个电极和覆盖该至少一个电极的至少一部分的膜；和安装单元，其被构造来将传感器装置支撑在宿主皮肤的外表面上。

在第七方面的实施例中，安装单元包括引导部分，其被构造来引导传感器单元的活体内部分穿透宿主皮肤插入并且支撑传感器单元的柱强度使得活体内部分能够穿透宿主皮肤插入而无明显弯曲；并且其中引导部分被构造成在传感器单元的活体内部分插入期间保留在活体外。

在第七方面的实施例中，组织穿刺元件在引导部分的支撑下能够承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第七方面的实施例中，组织穿刺元件被构造来在传感器单元的活体内部分插入期间保护膜不受损。

在第七方面的实施例中，横向于组织穿刺元件的纵向轴线的截面的最大尺寸大于横向于传感器主体的纵向轴线的截面的最大尺寸。

在第七方面的实施例中，至少一个电极包括工作电极和参考电极。

在第七方面的实施例中，传感器主体还包括被构造来在传感器单元插入期间保护膜不受损的支撑部件。

在第七方面的实施例中，至少一个电极是支撑部件。

在第七方面的实施例中，支撑元件在安装单元的引导部件的支撑下能够承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

在第七方面的实施例中，支撑部件被构造来支撑至少一个电极的至少一部分。

在第七方面的实施例中，支撑部件被构造成基本上围绕至少一个电极。

在第七方面的实施例中，安装单元包括可操作地并且可拆卸地连接到传感器主体的传感器电子装置单元。

在第七方面的实施例中，传感器电子装置单元被构造成位于传感器插入部位之上。

在第八方面，提供一种用于测定分析物浓度的传感器阵列，该传感器阵列包括：叠层，其包括被构造来将叠层粘合到宿主皮肤的粘合层；和多个传感器装置，其各自附接到叠层并且各自被构造成在不同插入部位上穿透皮肤插入，其中每个传感器装置包括传感器单元和被构造来将传感器装置支撑在宿主皮肤的外表面上的安装单元，传感器单元包括具有组织穿刺元件和传感器主体的活体内部分，传感器主体包括至少一个电极和覆盖该至少一个电极的至少一部分的膜。

在第八方面的实施例中，叠层包括可操作地连接到传感器装置的传感器电子装置。

在第八方面的实施例中，多个传感器装置被构造来提供分析物浓度的并行测定。

在第八方面的实施例中，多个传感器装置包括第一传感器装置和第二传感器装置，其中第一传感器装置被构造来在分析物浓度的第一范围内测定分析物浓度而第二传感器装置被构造来在分析物浓度的第二范围内测定分析物浓度，其中第一范围不同于第二范围。

在第八方面的实施例中，多个传感器装置包括第一传感器装置和第二传感器装置，其中第一传感器装置包括被构造成驻留在宿主组织内的第一深度处的第一传感器主体，其中第二传感器装置包括被构造成驻留在所述宿主组织内的第二深度处的第二传感器主体，并且其中第一深度不同于第二深度。

附图说明

图1图示了传感器装置的一个实施例的示意侧视图。

图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G和图2H图示了组织穿刺元件的远侧尖端的不同实施例的侧视图。

图3A图示了其中未嵌入传感器的传感器装置的另一个实施例的透视图；图3B图示了有传感器嵌入的图3A的实施例的透视图；图3C图示了传感器装置的另一个实施例的透视图；图3D图示了组织穿刺元件的另一个实施例的侧视图；以及图3E图示了传感器电子装置单元适于与安装单元联合的一个实施例。

图4图示了包括参考电极缠绕其上的工作电极的传感器的展开剖视图。

图5A图示了传感器装置的另一个实施例的透视图；图5B图示了图5A的实施例的分解透视图；图5C图示了经由系绳连接到传感器电子装置的传感器装置的一个实施例的透视图；图5D图示了经由系绳连接到传感器电子装置单元的传感器装置的又一个实施例的透视图；图5E图示了从传感器电子装置单元断开的图5D的实施例的透视图；以及图5F图示了连接到传感器电子装置单元的多个传感器装置的透视图。

图6图示了穿透示出膜系统的实施例的传感器的一个实施例的截面图。

图7A图示了传感器的一个实施例；图7B图示了经历切除处理后的图7A的实施例；图7C图示了传感器的另一个实施例；以及图7D图示了经历切除处理后的图7C的实施例。

图8A图示了具有包括突起的上表面的安装单元的传感器装置的一个实施例；图8B图示了具有包括突起的上表面的安装单元的传感器装置的另一个实施例；图8C图示了包括突起的上表面的安装单元的传感器装置的又一个实施例。图8D图示了传感器插入过程后的图8C的实施例。

图9A图示了显示分析物趋势图的用户界面的一个实施例，其包括测定的分析物值、估计的分析物值和临床风险区；以及图9B图示了显示渐变条的用户界面的一个实施例，其包括测定的分析物值、估计的分析物值和临床风险区。

图10A是具有一次性薄叠层传感器外壳的传感器装置的一个实施例的透视图；以及图10B是图10A所示的实施例的剖面侧截面图。

图11图示了与传感器电子装置单元的一个实施例相关的方块图。

图12图示了多个传感器装置组在一起形成传感器阵列的传感器系统的一个实施例。

图13A和图13B图示了具有皮肤张紧器的传感器装置的一个实施例。

图14A、图14B和图14C图示了具有皮肤张紧器的传感器装置的另一个实施例。

图15A和图15B示出包括基于微机电系统(MEMS)的技术的传感器装置的一个实施例。

图16图示了基于MEMS技术构建的传感器装置的又一个实施例。

图17A和图17B图示了基于MEMS技术构建的传感器装置的又一个实施例。

具体实施方式

下文描述和实施例详细描述用于提供分析物浓度连续测定的装置和方法的一些示例性实施例。应当了解存在本发明所涵盖的本文所述的装置、系统和方法的许多变型和修改。因此，不得将某一个示例性实施例的描述视作限制本发明的范围。

定义

为了便于理解本文所述的装置和方法，下文定义多个术语。

如本文所使用的术语“分析物”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于可以被分析的生物流体(例如，血液、间质液、脑脊髓液、淋巴液、尿、汗液、唾液等)中的物质或化学成分。分析物可包括天然生成物质、人造物质、代谢物或反应产物。在一些实施例中，由感测区域、装置和方法测定的分析物是葡萄糖。但是也考虑其它分析物，包含但不限于：羧基凝血酶原、酰基肉碱、腺嘌呤磷酸核糖基转移酶、腺苷脱氨酶、白蛋白、α-胎蛋白、氨基酸构型(精氨酸(克雷布斯循环)、组氨酸/尿刊酸、高半胱氨酸、苯丙氨酸/酪氨酸、色氨酸)、胰高血糖素、酮(例如丙酮)、麻黄碱、特布他林(terbutaline)、O₂、CO₂、钾、PCO₂、PO₂、钠(血球容积计)、反应性氧物种、一氧化氮、二醇类、丙酮酸脱氢酶、NAPDH氧化酶、黄嘌呤氧化酶、酰基CoA氧化酶、血浆胺氧化酶、胆红素、胆固醇、肌氨酸酐、龙胆酸、布洛芬(ibuprofen)、L-多巴、甲基多巴、水杨酸盐、四环素、妥拉磺脲(tolazamide)、甲苯磺丁脲(tobutamide)、人类绒毛膜促性腺激素、麻醉药(例如，利多卡因(lidocaine))、乙酰CoA、克雷布斯循环中的中间体(例如，柠檬酸盐、顺乌头酸盐、D-异柠檬酸盐、琥珀酸盐、富马酸盐、马来酸盐等)、抗癫痫药(例如，ACTH、劳拉西泮(lorazepam)、卡马西平(carbamezepine)、肉毒碱、乙酰唑胺、苯妥英钠、德巴金(depakote)、双丙戊酸钠(divalproex sodium)、盐酸噻加宾、左乙拉西坦(levetiracetam)、氯硝西泮(clonazepam)、拉莫三嗪(lamotrigine)、硝西泮(nitrazepam)、扑米酮(primidone)、加巴喷丁(gabapentin)、三聚甲醛、苯巴比妥(phenobarbital)、卡马西平(carbamazepine)、托吡酯(topiramate)、二钾氯氮卓(clorazepatedipotassium)、卡巴西平(carbazepine)、地西泮(diazepam)、乙琥胺(ethosuximide)、唑尼沙胺(zonisamide))、谷氨酰胺、细胞色素氧化酶、肝素雄烯二酮、安替比林(antipyrine)、阿拉伯糖醇(arabinitol)对映体、精氨酸酶、苯甲酰芽子碱(可卡因(cocaine))、生物素化物酶、生物蝶呤、c-反应性蛋白、肉毒碱、肌肽酶、CD4、血浆铜蓝蛋白、鹅脱氧胆酸、氯喹、胆固醇、胆碱脂酶、共轭1-β羟基-胆酸、皮质醇、肌氨酸激酶、肌氨酸激酶MM同工酶、环孢菌素A、d-青霉胺、脱乙基氯喹、硫酸脱氢表雄酮、DNA(乙酰化剂多晶型、醇脱氢酶、醇氧化酶、α-1-抗胰蛋白酶、囊性纤维化、杜氏/贝氏(Duchenne/Becker)肌营养不良、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、血红蛋白A、血红蛋白S、血红蛋白C、血红蛋白D、血红蛋白E、血红蛋白F、D-Punjab、β-地中海贫血、B型肝炎病毒、HCMV、HIV-1、HTLV-1、赖博氏(Leber)遗传性视神经病变、MCAD、RNA、PKU、间日疟原虫(Plasmodium vivax)、性分化、21-脱氧皮质醇)、脱丁基卤泛群(desbutylhalofantrine)、二氢蝶啶还原酶、白喉/破伤风抗毒素、红细胞精氨酸酶、红细胞原卟啉、酯酶D、脂肪酸/酰基甘氨酸、甘油三酯、游离β-人类绒毛膜促性腺激素、游离红细胞卟啉、游离甲状腺素(FT4)、游离三碘甲腺原氨酸(FT3)、富马酰乙酰乙酸酶、半乳糖/半乳糖-1-磷酸、半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶、艮他霉素(gentamicin)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化物酶、甘氨胆酸、糖基化血红蛋白、卤泛群(halofantrine)、血红蛋白变体、氨基己糖苷酶A、人红细胞碳酸酐酶I、1-α-羟基孕酮、次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶、免疫反应性胰蛋白酶、乳酸盐、铅、脂蛋白((a)、B/A-1、β)、溶菌酶、甲氟喹(mefloquine)、奈替米星(netilmicin)、苯巴比通(phenobarbitone)、苯妥英、植烷酸/降植烷酸、孕酮、催乳激素、脯氨酰氨基酸酶、嘌呤核苷磷酸化酶、奎宁、逆三碘甲腺原氨酸(rT3)、硒、血清胰脂肪酶、西索米星(sissomicin)、促生长因子C、特异性抗体(例如，免疫球蛋白M、免疫球蛋白M、IgG腺病毒、抗核抗体、抗ζ-抗体、虫媒病毒、奥耶斯基氏(Aujeszky′s)病病毒、登革热病毒、麦地那龙线虫(Dracunculus medinensis)、细粒棘球绦虫(Echinococcus granulosus)、溶组织内阿米巴(Entamoebahistolytica)、肠道病毒、十二指肠贾第虫(Giardia duodenalisa)、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)、B型肝炎病毒、疱疹病毒、HIV-1、IgE(特应性疾病)、流感病毒、杜氏利什曼虫(Leishmania donovani)、钩端螺旋体、麻疹/腮腺炎/风疹、麻风杆菌(Mycobacterium leprae)、肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)、肌红蛋白、旋盘尾丝虫(Onchocerca volvulus)、副流感病毒、恶性疟原虫(Plasmodiumfalciparum)、脊髓灰质炎病毒、绿浓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、呼吸道合胞体病毒、立克次氏体(rickettsia)(丛林斑疹伤寒)、曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)、鼠弓形体(Toxoplasma gondii)、梅毒螺旋体(Trepenoma pallidium)、克氏锥虫/蓝氏锥虫(Trypanosomacruzi/rangeli)、水泡性口炎病毒、班氏吴策线虫(Wuchereria bancrofti)、黄热病毒)、特异性抗原(B型肝炎病毒、HIV-1)、琥珀酰丙酮、磺胺多辛(sulfadoxine)、茶碱、促甲状腺素(TSH)、甲状腺素(T4)、甲状腺素结合球蛋白、微量元素、铁传递蛋白、UDP-半乳糖-4-表异构酶、尿素、尿卟啉原I合成酶、维生素A、白血球和锌原卟啉。血液或间质液中天然生成的盐、糖、蛋白质、脂肪、维生素和激素也可以组成某些实施例中的分析物。分析物可以天然存在于生物流体中或是内生，例如，代谢产物、激素、抗原、抗体等。替代地，分析物可被引入体内或是外生，例如，成像用造影剂、放射性同位素、化学试剂、基于氟碳化合物的合成血液或药物或药学组合物，它们包含但不限于：胰岛素、乙醇、大麻(大麻、四氢大麻酚、大麻制剂)、吸入物(一氧化二氮、亚硝酸戊酯、亚硝酸丁酯、氯代烃、烃)、可卡因(快克可卡因)、刺激物(安非他明(amphetamine)、甲基安非他明(methamphetamine)、利他林(Ritalin)、匹莫林(Cylert)、苯甲吗啉、盐酸苄非他明(Didrex)、普利司他(Prestate)、盐酸邻氯苯丁胺(Voranil)、Sandrex、苯双甲吗啉(Plegine))、镇静剂(巴比妥酸盐、安眠酮、镇定药(如安定(Valium)、利眠宁(Librium)、安宁(Miltown)、舒宁(Serax)、眠尔通(Equanil)、氯卓酸钾(Tranxene)))、迷幻剂(苯环己哌啶、麦角酸、麦斯卡林(mescaline)、仙人掌制剂、裸头草碱)、麻醉剂(海洛因、可待因、吗啡、鸦片、哌替啶(meperidine)、盐酸羟考酮和对乙酰氨基酚片剂(Percocet)、复方羟可酮(Percodan)、氢可酮镇咳药(Tussionex)、芬太尼(Fentanyl)、达尔丰(Darvon)、喷他佐新(Talwin)、复方苯乙哌啶片(Lomotil))、策划药(芬太尼、哌替啶、安非他明、甲基安非他明和苯环己哌啶的类似物，例如，迷幻药)、合成代谢类固醇和尼古丁。药物和药学组合物的代谢产物也是考虑的分析物。也可以分析诸如体内所产生的神经化学物质和其它化学物质的分析物，例如，抗坏血酸、尿酸、多巴胺、去甲肾上腺素、3-甲氧基酪胺(3MT)、3，4-二羟基苯乙酸(DOPAC)、高香草酸(HVA)、5-羟基色胺(5HT)和5-羟基吲哚乙酸(FHIAA)。

如本文所使用的短语“连续测定”和类似短语是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于连续、持续和/或间歇(但非定时)执行分析物浓度的监测的一段时间，例如，大约每5分钟到10分钟。

如本文所使用的术语“可操作地连接”和类似术语是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于以允许元件之间的信号传输的方式将一个或多个元件联接到另一(其它)元件。作为一个实施例，可使用一个或多个电极以检测样本中的分析物量并且将该信息转换为信号；该信号随后可传输到电路。在此情况下，电极“可操作地连接”到电子电路。

如本文所使用的术语“宿主”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于动物(例如，人类)和植物。

如本文所使用的术语“活体内部分”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于适于插入和/或存在于宿主活体内的装置的部分(例如，传感器主体、组织穿刺元件或传感器单元)。

如本文所使用的术语“活体外部分”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于适于保留和/或存在于宿主的活体外的装置的部分(例如，安装单元)。

如本文所使用的术语“电化学反应表面”、“电活性表面”和类似术语是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于发生电化学反应的电极表面。例如，在工作电极中，所检测的分析物的酶催化反应所产生的H₂O₂(过氧化氢)反应，从而形成可测定的电流。例如，在检测葡萄糖时，葡萄糖氧化酶产生H₂O₂作为副产物。H₂O₂与工作电极的表面反应以产生两个质子(2H⁺)、两个电子(2e^-)和一个氧分子(O₂)，其产生所检测的电流。在反电极的情况下，还原物(例如O₂)在电极表面上还原以平衡工作电极所产生的电流。

如本文所使用的术语“感测区域”、“传感器”和类似术语是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于负责检测特定分析物的监测装置的区域或机构。

如本文所使用的术语“原始数据流”和“数据流”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于与从葡萄糖传感器测定的葡萄糖浓度直接相关的模拟或数字信号。在一个实施例中，原始数据流是由A/D转换器转换自模拟信号(例如，电压或安培)的代表葡萄糖浓度的“计数”数字数据。这些术语广泛地涵盖了来自大致连续型葡萄糖传感器的多个时间上分隔的数据点，其包括按从几分之一秒到例如1、2或5分钟或更长范围的时间间隔取得的单独的测定值。

如本文所使用的术语“计数”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于数字信号的测定值的单位。例如，计数测定的原始数据流与(例如，由A/D转换器转换的)电压直接相关，该电压与来自工作电极的电流直接相关。在另一个实施例中，计数测定的反电极电压与电压直接相关。

如本文所使用的短语“远处”是广义术语，被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于与特定参照点相比各种元件之间的空间关系。例如，传感器的一些实施例包括具有扩散阻挡层和酶层的膜系统。如果将传感器视作参照点并且与酶层相比，扩散阻挡层的位置距离传感器更远，那么扩散阻挡层与酶层相比位于传感器更远处。

如本文所使用的短语“近处”是广义术语，被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于与特定参照点相比各种元件之间的空间关系。例如，装置的一些实施例包括具有扩散阻挡层和酶层的膜系统。如果将传感器视作参照点并且与扩散阻挡层相比，酶层的位置距离传感器更近，那么酶层与扩散阻挡层相比位于传感器的更近处。

如本文所使用的短语“膜系统”和“膜”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于渗透性或半渗透性膜，该渗透性或半渗透性膜可包括一个或多个层并且由可透氧且可透目标分析物或不可透目标分析物的材料构成。在一个实施例中，膜系统包括固定化葡萄糖氧化酶，其使电化学反应发生以测定葡萄糖的浓度。

如本文所使用的短语“区域”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于可作为层、均匀或不均匀梯度(即各向异性)或提供为膜的部分的膜区域。

如本文所使用的短语“干扰物”、“干扰物质”和类似术语是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于干扰传感器中对目标分析物的测定从而产生无法准确代表分析物测定值的信号的效应或物质。在示例性电化学传感器中，干扰物质可以包含具有与待测分析物一致的氧化电势的化合物。

概述

本文所述的实施例提供用于在不使用单独的施用器或类似物(即除传感器装置本身外)将经皮传感器直接插入宿主体内的各种机构。由于与传感器相关的弯曲风险，将具有线形几何外形(特别是细线)的经皮传感器(例如，电极)直接按压插入在技术上具有挑战性。传感器的直接按压插入还产生与设置在传感器上的膜在插入过程期间受损相关的挑战。在无膜保护的情况下，在插入过程中，膜可能从传感器上脱落或可能受到机械损伤。设计本文所述的实施例以通过提供能够提供用于直接插入经皮传感器并且能够在插入过程期间保护膜不受损的结构支撑(例如机械/结构性质的形式，例如柱强度)的微型化传感器装置克服上述挑战。

图1提供被构造来连续测定宿主的分析物浓度(例如，葡萄糖浓度)以提供代表宿主的分析物浓度的数据流的经皮传感器装置100的示例性实施例的示意侧视图。在图1所示的特定的实施例中，传感器装置100包括被构造成插入宿主皮肤之下的活体内部分160(也被称作传感器单元)和被构造成在传感器插入后保留在宿主皮肤表面之上的活体外部分170。活体内部分160包括：组织穿刺元件110，其被构造来穿刺宿主皮肤180；和传感器主体120，其包括由一个或多个电极构成的支撑部件130和设置在支撑部件130的至少一部分之上的膜140。活体外部分170包括安装单元150，该安装单元150可包括嵌入或可拆卸地附接其中的传感器电子装置单元，或替代地可被构造成可操作地连接到单独的传感器电子装置单元。

在一些实施例中，传感器装置可为大致模块化并且由可彼此拆卸的多个单独的元件(例如，组织穿刺元件、传感器主体、安装单元、传感器电子装置单元)形成。在这些实施例中，可通过熔接、焊接或使用粘合剂接合不同的工件而在不同的元件之间形成耐压接合。在其它实施例中，传感器装置的一个或多个元件可形成为一个工件。例如，组织穿刺元件和传感器主体可制作为单个单一工件。现在将更详细地描述经皮传感器装置的不同元件。

组织穿刺元件

传感器装置100的组织穿刺元件110被构造来穿刺宿主皮肤180并且打开及限定用于将传感器主体120插入宿主组织中的通道。皮肤通常包括多层，包含表皮、真皮和皮下层。表皮的结构内包括多个层，包含角质层(其是最外层并且通常为从大约10微米到20微米厚)和生发层(其为表皮的最深层)。虽然表皮通常不含血管，但是其通过与真皮之间的扩散交换代谢物。尽管不愿受到理论限制，但仍认为因为生发层通过血管化维系，所以生发层上的间质液充分代表宿主的分析物(例如，葡萄糖)水平。表皮下方是真皮，其为从大约1mm到大约3mm厚并且含有血管、淋巴和神经。皮下层位于真皮下方并且主要由脂肪构成。皮下层用于使身体保温不受极端温度影响。皮下层还含有结缔体素和少量血管。

在一些实施例中，传感器装置100的活体内部分160可具有长至足够允许传感器主体120的至少一部分驻留在生发层内的长度。这在一些情况下是必要的，因为表皮不含大量血管或神经末梢；因此，传感器插入可以相对无痛，而且宿主不会经历由插入引起的大量出血或不适。在一些这种实施例中，传感器100的活体内部分160可具有从大约0.1mm到大约1.5mm、或从大约0.2mm到大约0.5mm的长度。在其它实施例中，传感器装置100的活体内部分160可具有允许传感器主体120的至少一部分驻留在真皮层中的长度。这在一些情况下是必要的，因为与皮下层相比，真皮充分血管化，因此可提供足够的分析物(例如，葡萄糖)用于测定并且减小与宿主分析物浓度变化(例如饭后发生的分析物浓度变化)相关的测定滞后。外真皮(以及生发层)附近的主动代谢组织提供间质液与血液的快速平衡。在一些这种实施例中，传感器装置的活体内部分160可具有从大约1mm到大约7mm或从大约2mm到大约6mm的长度。在另外其它实施例中，传感器100的活体内部分160可具有允许传感器主体120的至少一部分驻留在皮下层中的长度。尽管不愿受到理论限制，但仍认为因为皮下层用于使身体保温不受极端温度影响，所以皮下层可减少与温度波动相关的分析物浓度读数的变化。在一些这种实施例中，传感器装置的活体内部分160可具有从大约3mm到大约10mm或从大约5mm到大约7mm的长度。

组织穿刺元件可具有多种几何形状和尺寸的任意一种，包含使组织创伤最小化并且减小皮肤穿透所需的力的几何形状和尺寸。例如，在一些实施例中，如图1和图2A所示，组织穿刺元件可包括大致圆锥形远侧尖端使得组织穿刺元件的截面尺寸(例如，直径)在尖端的远端上渐缩为一个点118，从而提供被构造来促进皮肤穿透的锋利化前缘。如图2B所示，在其它实施例中，组织穿刺元件的远侧尖端可倾斜成具有斜角α，诸如例如从大约5°到大约66°、或从大约10°到大约55°、或从大约40°到大约50°的角度。在其它实施例中，诸如如图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H和图3D所示，尖端的一个或多个表面可以弯曲以在将传感器装置向下推时促进皮肤穿透。在一些实施例中，弯曲表面可能有利，因为其为组织穿刺元件提供比平表面更大的切割表面积，因此使传感器单元可穿透皮肤更顺畅、更受控地插入。此外，与具有笔直表面的组织穿刺元件相比，具有弯曲表面的组织穿刺元件可对被穿刺组织造成较小创伤。

传感器装置的组织穿刺元件被设计成具有适当的柔性和硬度以及足够的柱强度以在传感器装置的活体内部分穿透宿主皮肤插入期间允许活体内部分保持完整并且防止活体内部分明显弯曲。具有这些特性的多种生物兼容性材料的任意一种可用于形成组织穿刺元件，包含但不限于金属、陶瓷、半导体、有机物、聚合物、复合材料及其组合或混合物。可使用的金属包含例如不锈钢(例如，18-8手术钢)、镍钛诺、金、银、镍、钛、钽、钯、金及其组合或合金。可使用的聚合物包含例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸、乙烯乙酸乙烯脂、聚四氟乙烯(TEFLON)和聚酯。在一些实施例中，组织穿刺元件可充当参考电极并且包括导电材料，例如诸如含银材料。在某些实施例中，组织穿刺元件具有足以允许用户使用来自拇指或手指的力按压传感器单元穿透皮肤而组织穿刺元件无明显弯曲的柱强度。因此，组织穿刺元件的结构在受到与穿透组织和皮肤相关的阻力(例如，轴向力)时不会失败。在一些实施例中，组织穿刺元件可具有能够承受大于大约0.5牛顿、或大于大约1牛顿、或大于大约2牛顿、或大于大约5牛顿、或大于大约10牛顿的轴向载荷而无明显弯曲的柱强度。通常，物体的柱厚度增大也会增大其柱强度。在一些实施例中，远侧尖端的底座116可具有从大约0.05mm到大约1mm、或从大约0.1mm到大约0.5mm、或从大约0.15mm到大约0.3mm的外直径以提供组织穿刺元件的必要的柱强度。

本文所述的一些组织穿刺元件被构造来保护传感器主体的膜。如本文其它部分所述，膜可能相对较脆弱，因此可能在传感器单元插入宿主期间受损。所以，膜遭受的任何损伤会影响传感器装置的性能和其正常运行的能力。如图1所示，在一些实施例中，组织穿刺元件110的一个或多个部分形成有大于传感器主体120的截面积(沿着横向于组织穿刺元件110的纵向轴线的平面)。通过具有大于传感器主体120的截面积，传感器装置100的组织穿刺元件110被构造来穿刺宿主皮肤180并且打开及限定用于将传感器主体120插入组织中的通道。所以，插入过程期间，穿透阻力破坏膜140和/或使膜140从传感器主体120的其它部分脱落的风险被最小化。在一些实施例中，横向于组织穿刺元件的纵向轴线的截面的最大尺寸小于大约0.1mm、或小于大约0.05mm、或小于大约0.03mm。

在一些实施例中，如本文其它部分所述，可将一层或多层的一种或多种聚合物和/或生物活性剂涂布到组织穿刺元件上。使用生物活性剂来涂布组织穿刺元件的表面可以在传感器装置的活体内部分插入期间和/或之后在皮下组织中释放生物活性剂。在其它实施例中，可使用一个或多个聚合物层来控制一种或多种生物活性剂的释放速率。这些聚合物可包含但不限于聚对二甲苯、聚对二甲苯C、聚对二甲苯N、聚对二甲苯F、聚(羟甲基对亚苯基二亚甲基)(PHPX)、聚(乳酸共乙醇酸)(PLGA)、聚乙烯共乙酸乙烯酯(PEVA)、聚-L-乳酸(PLA)、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)、磷酰胆碱、聚(异丁烯共苯乙烯)、聚氧乙烯(POE)、聚乙交酯(PGA)(聚(L-乳酸))、聚(酰胺酸)(PAA)、聚乙二醇(PEG)、一种或多种这类聚合物的衍生物及其组合或混合物。

在一些实施例中，组织穿刺元件的表面的一个或多个区域可包括被构造来充当用于容纳生物活性剂的贮液处或贮液点的一个或多个内凹部分(例如，腔、凹口、开口、槽、沟槽等)。内凹部分根据预期应用可形成在任意预先选择的位置上并且具有任意预先选择的深度、大小、几何构造和尺寸。贮液处和贮液点的使用可增加组织穿刺元件能够携载并且输送的生物活性剂的数量。在其它实施例中，组织穿刺元件可具有空腔并且经由各种通道与其表面上的一个或多个开口连接，使得生物活性剂可经由开口从腔内释放。在一些实施例中，例如如图3A和图3B所示，组织穿刺元件310包括凹穴312，该凹穴312的形状和尺寸设置成支撑其上布置有膜的传感器314。

在某些实施例中，传感器装置的活体内部分被构造成在宿主的组织内保持大致固定化，使得传感器主体相对于周围组织的迁移或运动最小化。迁移或运动可能导致传感器植入部位因刺激而导致炎症并且还可能因与运动相关的伪差而导致传感器信号上的噪声。所以，可有利地提供为传感器装置的活体内部分提供支撑以避免上述问题的锚固机构。在一些实施例中，组织穿刺元件可包括具有一个或多个纹理化区域的表面。纹理化可使组织穿刺元件的表面变粗糙，从而提供具有比非纹理化(例如，光滑)表面大的表面积的表面轮廓。因此，与具有非纹理化表面的组织穿刺元件，具有纹理化表面的组织穿刺元件在相同位置可携载并且释放的生物活性剂、聚合物和/或涂层的数量增多。此外，认为纹理化表面在一些情况下也有利，因为表面积增大可提高传感器的活体内部分在宿主组织内的固定化。在某些实施例中，组织穿刺元件可包括具有多孔表面(例如，多孔聚对二甲苯)、脊状表面或类似表面的表面形态。在某些实施例中，可通过叉状物、棘状物、倒刺、翼、钩、(例如，远端上之)球茎状部分、沿着组织穿刺元件的S弯曲部、渐变直径、其组合或类似物(其可单独使用或组合使用以在皮下组织内稳定传感器)提供锚固。例如，在某些实施例中，组织穿刺元件可包括被构造成在传感器单元插入期间或之后(例如，在朝向垂直于传感器单元的纵向轴线的平面的方向上)向外展开。锚固部件的向外布置促进传感器单元的锚固，因为其导致组织穿刺元件压住周围组织，因此减少(或防止)传感器单元的移动和/或旋转。在一些实施例中，锚固部件由形状记忆材料(诸如镍钛诺)形成，该锚固部件可被构造来在特定温度(例如，室温或体温)下从马氏体状态转变为奥氏体状态。在马氏体状态中，锚固部件柔软并且处于收缩构造。在奥氏体状态中，锚固部件布置形成为较大的预定形状，同时变得更坚硬。虽然本文中将镍钛诺描述为可选择作为形成锚固部件的形状记忆材料的一个实施例，但是应当了解也可以使用其它类似材料(例如，形状记忆材料)。

可以相对安装表面(即安装单元的底部表面，以及因此皮肤表面)以多种角度的任意一种从皮下引入传感器装置的组织穿刺元件。例如，在一些实施例中，组织穿刺元件的远侧尖端可以大致垂直于安装表面延伸，但是在其它实施例中，远侧尖端可以例如相对于安装表面以大约15°、20°、30°、40°、45°、60°、75°、80°、90°、105°、100°、120°、135°、140°、150°、160°或165°的角度延伸。

在替代实施例中，为了在传感器装置插入期间提供膜保护，可将传感器主体可嵌入或封装在由生物降解材料形成的针头中。插入之后，针头逐渐生物降解，留下传感器主体，传感器主体随后可被启动。可使用多种生物可降解材料的任意一种(例如，非干扰性碳水化合物)。在一些实施例中，生物可降解材料可包含某一浓度的待测分析物，从而可提供传感器装置的初始校正点。

传感器主体

重新参考图1的实施例，在一个实施例中，传感器装置100包括包含被构造来连续测定宿主的血液分析物浓度的一个或多个电极的传感器主体120。传感器主体120也可包含参考电极(和/或反电极)，工作电极可将该参考电极(和/或反电极)作为参考。替代地或此外，组织穿刺元件110也可以用作参考电极。工作电极可包括适于提供电活性表面的导电材料，例如，诸如铂、铂-铱、金、钯、铱、石墨、碳、导电聚合物、合金和/或类似物。参考电极可包括导电材料，例如，诸如含银材料。如本文其它部分更详细所述，膜设置在电极的至少一部分之上。

如本文其它部分所述，传感器主体120的膜140(如果未保护)在插入期间可能受损，其接着可能影响传感器装置的性能和其正常运行的能力。图1图示了被构造来提供膜140保护的一个实施例。在这个特定的实施例中，传感器主体120包含从组织衔接元件110的近端延伸到安装单元150的支撑部件130。支撑部件130可由工作电极和参考电极组成。在替代实施例中，如图4所示，支撑部件430包括工作电极422，而单独的参考电极424螺旋缠绕工作电极422。安装单元450设有设置在安装单元450的下表面上的粘合材料或粘合层454(例如，粘合垫)而且还可包括可剥离的背衬层。膜414设置在工作电极422和参考电极424上。在这个替代实施例中，参考电极424的螺旋缠绕配置可提供额外的柱强度给支撑部件430的至少一部分并且确保支撑部件430相对于安装表面以预先选择的角度突出。在又一个替代实施例中，支撑部件可以不包括任何电极。而是，工作电极(以及供选择的参考电极)可被构造成包围、围绕、螺旋缠绕或另外大致并列于支撑部件。可在支撑部件(如果导电)、工作电极和参考电极之间提供绝缘体以提供电绝缘。

在替代实施例中，传感器装置可包括两个或更多个传感器主体。例如，一个传感器主体可与工作电极相关联，而另一个传感器主体可与参考电极相关联。多个传感器主体可接合成单个组织穿刺元件，或者替代地形成为独立结构，即各传感器主体与不同的组织穿刺元件相关联。在多个传感器主体形成为独立结构的实施例中，单独的传感器主体可插入近端(但是独立的)位置。使用此配置，工作电极与参考电极的分离可以提供电化学稳定性。

支撑部件可由多种能够提供适当的柔性和硬度以及足够的柱强度使得支撑部件可被推动穿透宿主皮肤而无明显弯曲的生物相容材料的任意一种形成。在某些实施例中，支撑部件具有足以允许用户使用来自拇指或手指的力按压传感器单元穿透皮肤而支撑部件无明显弯曲的柱强度。因此，支撑部件的结构在受到与穿透组织和皮肤相关的阻力(例如，轴向力)时不会失败。可用于形成支撑部件的材料包含但不限于不锈钢、钛、钽、铂、铂-铱、铱、某些聚合物和/或类似物。在某些实施例中，支撑部件可具有能够承受大于大约0.5牛顿、或大于大约1牛顿、或大于大约1.5牛顿、或大于大约2牛顿、或大于大约5牛顿、或大于大约10牛顿的轴向载荷而无明显弯曲的柱强度。

虽然图1和图4所示的支撑部件130、430形成有环形截面，但是在其它实施例中，支撑部件的截面可具有多种截面形状的任意一种，例如，诸如椭圆形、正方形、矩形、三角形、多面体、星形、C形、T形、X形、Y形、不规则形状或类似形状。在某些实施例中，支撑部件可由被一个或多个导电层覆盖的导电芯(例如，导电线)形成(并且可包含为电绝缘而提供的中介绝缘层)。导电层可由任意适当材料组成；但是，在某些实施例以及取决于制作方法，可能需要采用导电层，该导电层包括聚合物或其它粘合物中的导电颗粒(即，导电材料的颗粒)。

类似于组织穿刺元件，一些本文所述的支撑部件可包括被构造来充当用于容纳生物活性剂的贮液处或贮液点的一个或多个内凹部分(例如，腔、凹口、开口、槽、沟槽等)。内凹部分可根据预期应用形成在任意预先选择的位置上并且具有任意预先选择的深度、大小、几何构造和尺寸。贮液处和贮液点的使用可增加组织穿刺元件能够携载并且输送的生物活性剂的数量。在其它实施例中，组织穿刺元件可具有空腔并且在其表面上形成有一个或多个开口，使得生物活性剂可经由开口从腔内释放。

类似于组织穿刺元件，一些本文所述的支撑部件可包括具有经过纹理化以提供具有比非纹理化(例如，光滑)表面大的表面积的表面轮廓的一个或多个区域的表面。在某些实施例中，支撑部件可包括具有多孔表面(例如，多孔聚对二甲苯)、脊状表面或类似表面的表面形态。此外或替代地，支撑部件可设有叉状物、棘状物、倒刺、翼、钩、(例如，远端上之)球茎状部分、沿着组织穿刺元件的S弯曲部、渐变直径、其组合或类似物(其可单独使用或组合使用以在皮下组织内稳定传感器)。

在某些实施例中，膜设置在支撑部件和传感器的至少一部分之上。如图1所示，在一些实施例中，传感器主体120被构造成具有小于组织穿刺元件110的截面积使得传感器主体120的膜140不径向突出超过组织穿刺元件110的最大周界(例如，周围)。所以，在传感器装置100的活体内部分160插入期间保护膜140。在一些实施例中，横向于传感器主体120的纵向轴线的截面的最大尺寸小于大约0.05mm、或小于大约0.04mm、或小于大约0.025mm。

虽然图1图示了用于提供膜保护的一种构造，但是也可以使用其它传感器主体构造。例如，一些本文所述的传感器主体可包含如图3A和图3B所述被构造成部分地围绕传感器或如图3C所示被构造成基本上围绕传感器的支撑部件330。不像本文其它部分所述的其它实施例，在图3A、图3B和图3C所示的实施例中，支撑部件330不包括工作电极。而是，一个或多个工作电极被配置为独立于支撑部件330的工件。在一些实施例中，支撑部件330也可以充当参考电极。

在图3A所示的实施例中，支撑部件330包括被构造来至少部分地容纳传感器(例如，其上设置有膜的工作电极)的纵向凹部332。在一些实施例中，纵向凹部可具有对应于小于支撑部件330的长度的大约90％、或小于大约75％、或小于大约50％、或小于大约33％、或小于大约25％的长度。在其它实施例中，如图3B所示，纵向凹部可大致跨支撑部件330的整个长度延伸。在某些实施例中，支撑部件330可围绕超过传感器的最大周界(例如，圆周)的大约10％，或超过大约25％、或超过大约33％、或超过大约50％、或超过大约75％。

如图3C所示，在传感器(例如，工作电极)被支撑部件330基本上围绕的一些实施例中，支撑部件330可设有一个或多个窗部分334(即，延伸穿透支撑部件330的壁厚的开口或槽)，其暴露电极的某些部分给生物流体(例如，间质液)，因此允许生物流体朝向工作电极的电活性表面和设置在其上的膜扩散并且接触它们。在本实施例中，工作电极和设置在其上的膜实质上容纳在支撑部件330内，因此在装置包装、处理和/或插入期间受到保护。窗部分334可具有多种形状和尺寸的任意一种。例如，在一些实施例中，窗部分可形成有圆形或大致圆形形状，但是在其它实施例中，电极可形成有类似椭圆形、多边形(例如，三角形、正方形、矩形、平行四边形、梯形、五边形、六边形、八边形)或类似形状的形状。在某些实施例中，窗部分可包括围绕支撑部件的纵向截面的周界延伸的区段。例如，可通过使用具有切成螺旋构造的窗部分的海波管(hypo-tube)、通过切除、蚀刻或其它类似技术制作支撑部件。

图5A是传感器装置500的一个实施例的透视图，线552、554从该传感器装置500延伸出来用于将电极522、524与传感器电子装置单元连接。图5B是图5A所示的实施例的分解透视图，其示出组织穿刺元件510和支撑部件530形成为由导电材料形成的传感器单元形式的单一工件。本实施例中的传感器主体包括工作电极522和参考电极524。提供第一绝缘体556用于将传感器单元514的头部516与参考电极524电绝缘。参考电极524与线554相关联以将参考电极524连接到传感器电子装置单元590。提供第二绝缘体557，该第二绝缘体557被构造成设置在支撑部件530与参考电极524之间以在它们之间提供电绝缘。提供第三绝缘体558用于将参考电极524与在这个特定的实施例中位于传感器单元头部516的最远处的工作电极522电绝缘。因为支撑部件530由导电材料形成，所以其提供工作电极522与经由线552连接到传感器电子装置单元590的传感器单元头部516之间的电连接。

如图5C所示，在一些实施例中，传感器装置500可包括通过安装单元550被带到一起的多个传感器单元522、524。在其它实施例中，多个传感器单元可包含与工作电极相关联的第一传感器单元和与参考电极相关联的第二传感器单元。替代地，第一传感器单元和第二传感器单元都可以各自包括工作电极和参考电极。

针对传感器装置可采用多种电极的任意一种。例如，重新参考图4，在一个实施例中，支撑部件430可包括工作电极，该工作电极包括电活性表面部分422和螺旋缠绕工作电极的、单独的参考电极424。在这个特定的实施例中，绝缘体426设置在工作电极(即，支撑部件430)与参考电极424之间以在它们之间提供电绝缘。应当了解，在一些实施例中，电极可部分或整体形成传感器主体的支撑部件，但是在其它实施例中，电极可以是独立于支撑部件的元件。

图7A图示了电极的一个实施例，该电极包括导电芯710、至少部分地围绕芯710的第一层720、至少地部分围绕第一层720的第二层730和至少地部分围绕第二层730的第三层740。可以通过多种技术的任意一种(例如诸如通过采用浸涂、电镀、冲压或喷涂工艺)将共同形成长形主体的这些层沉积到导电芯上。在一些实施例中，第一层720可包括被构造来为一个或多个工作电极提供适当的电活性表面的导电材料，例如，诸如铂、铂-铱、金、钯、铱、石墨、碳、导电聚合物、合金和/或类似物。在某些实施例中，第二层730可对应于绝缘体并且包括绝缘材料，诸如非导电性(例如，电介质)聚合物(例如，聚氨酯、聚酰亚胺或聚对二甲苯。在一些实施例中，第三层740可对应于参考电极并且包括导电材料，诸如含银材料，包含但不限于基于聚合物的导电混合物。图7B图示了图7A的电极在经历雷射切除处理后的一个实施例。如所示，当切除去除第二层730和第三层740以暴露第一导电层720的电活性表面时形成窗区域722，其中暴露的第一导电层720的电活性表面对应于工作电极。

图7C图示了电极的另一个实施例。在本实施例中，除导电芯710、第一层720、第二层730和第三层740外，电极还包括第四层750和第五层770。在又一个实施例中，第一层720和第二层730可分别由类似于图7A的实施例中所述的导电材料和绝缘材料形成。但是，在这个特定的实施例中，除第一层720提供的第一工作电极外，第三层740还可以被构造来为传感器提供第二工作电极。在这个特定的实施例中，第四层750可包括绝缘材料并且提供第三层740与对应于参考电极并且包括上述含银材料的第五层760之间的绝缘。考虑其它类似的实施例可行。例如，在替代实施例中，电极可具有6个、7个、8个、9个、10个或更多层，其各自可由导电材料或非导电材料形成。图7D图示了图7C的电极在经历雷射切除处理后的一个实施例。此时，形成两个窗区域(第一窗区域722和第二窗区域742)，各个窗区域具有不同深度且对应于彼此独立的工作电极。

膜系统

本文所述的膜系统可结合本文其它部分所述用于测定生物流体中的分析物水平的任意传感器(例如，电极)使用，诸如用于监测糖尿病患者的葡萄糖水平的传感器。在一些实施例中，分析物测定传感器是连续型传感器。虽然下文的一些描述涉及葡萄糖测定装置，但是本文所述的膜系统不限于用在测定或监测葡萄糖的装置中。而是，这些膜系统适用于多种装置的任意一种，包含例如检测并且量化生物流体中存在的其它分析物(例如，胆固醇、氨基酸、酒精、半乳糖和乳酸)。

应当了解可省略本文所述的任意层，例如电极层、干扰层、酶层或扩散阻挡层。此外，应当了解膜系统可具有多种层配置的任意一种，一些配置具有比其它配置多或少的层。例如，在一些实施例中，膜系统可包括一个干扰层、一个酶层和两个扩散阻挡层，但是在其它实施例中，膜系统可包括一个电极层、一个酶层和一个扩散阻挡层。

在一些实施例中，膜系统的一层或多层可例如由下列材料形成：硅酮、聚四氟乙烯、聚乙烯共四氟乙烯、聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯、生物稳定性聚四氟乙烯、均聚物、共聚物、聚氨酯三聚物、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氨酯、纤维素聚合物、聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷)及其共聚物和共混物、聚砜及其嵌段共聚物(包含例如二嵌段、三嵌段、交替、无规和接枝共聚物)。

在一些实施例中，膜系统的一层或多层由硅酮聚合物形成。在其它实施例中，硅酮组合物可具有从大约50,000到800,000g/mol的分子量。已发现，使聚合物形成有此分子量促进了提供有利于在活体内使用的强度、抗扯性、稳定性和柔性的交联膜的制备。

在一些实施例中，硅酮聚合物是液体硅酮橡胶，其可以使用金属(例如铂)催化、过氧化物催化、热催化、紫外线催化或其它辐射催化工艺而硫化。在一些实施例中，硅酮聚合物是二甲基硅氧烷和甲基氢硅氧烷的共聚物。在一些实施例中，共聚物具有乙烯基取代基。在一些实施例中，可使用市售的硅酮聚合物。例如，可以使用市售的硅酮聚合物前体组合物来制备诸如下文所述的共混物。在一个实施例中，使用购自NUSILTechnology LLC的MED-4840作为共混物中所使用的硅酮聚合物前体。MED-4840由双组份硅酮弹性体前体(包含乙烯基官能化二甲基硅氧烷和甲基氢硅氧烷的共聚物、无定形二氧化硅、铂催化剂、交联剂和抑制剂)组成。这两种组份可以混合在一起并加热以引发硫化作用，从而形成弹性体固体材料。其它适当的硅酮聚合物前体系统包含但不限于购自NUSIL

Technology LLC的MED-2174过氧化物固化型液体硅酮橡胶、购自DOW CORNING

的SILASTIC

MDX4-4210铂固化型生物医学级弹性体和购自AppliedSilicone Corporation的植入级液体硅酮聚合物(硬度计10-50)。

在一些实施例中，膜系统的一层或多层由硅酮聚合物和亲水聚合物的共混物形成。所谓“亲水聚合物”指的是具有水性物质易于溶解的大致亲水域的聚合物。已发现使用此共混物可提供高的氧可溶性并且允许葡萄糖或其它这种水溶性分子(例如，药物)转移穿透膜。在一个实施例中，亲水聚合物包括亲水域和部分疏水域(例如，共聚物)，其中部分疏水域促进亲水聚合物与疏水硅酮聚合物的共混。在一个实施例中，疏水域本身是聚合物(即聚合疏水域)。例如，在一个实施例中，疏水域不是简单的分子头基，而是聚合的。

用于硅酮/亲水聚合物共混物中的硅酮聚合物可以是任何适当的硅酮聚合物，包含上述硅酮聚合物。用于硅酮/亲水聚合物共混物中的亲水聚合物可以是任何适当的亲水聚合物，包含但不限于下列组分：诸如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚醚(如聚乙二醇或聚环氧丙烷)及其共聚物，包含例如二嵌段、三嵌段、交替、无规、梳状、星状、树枝状和接枝共聚物(美国专利4,803,243和美国专利4,686,044中提到嵌段共聚物)。在一个实施例中，亲水聚合物是聚(环氧乙烷)(PEO)和聚(环氧丙烷)(PPO)的共聚物，例如，诸如PEO-PPO二嵌段共聚物、PPO-PEO-PPO三嵌段共聚物、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物、PEO-PPO的交替嵌段共聚物、环氧乙烷和环氧丙烷的无规共聚物及其共混物。在一些实施例中，共聚物可供选择地被羟基取代基取代。PEO和PPO共聚物的市售实施例包含可购自BASF

的PLURONIC

牌聚合物。一些PLURONIC

聚合物是具有以下通式分子结构的聚(环氧乙烷)-聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)三嵌段共聚物：

HO-(CH₂CH₂O)_x-(CH₂CH₂CH₂O)_y-(CH₂CH₂O)_x-OH

其中各种PLURONIC

产品的重复单元x和y不同。聚(环氧乙烷)嵌段充当允许水性试剂溶解在聚合物中的亲水域。聚(环氧丙烷)嵌段充当促进PLURONIC

聚合物和硅酮聚合物掺合的疏水域。在一个实施例中，使用x为约100且y为约65的PLURONIC

F-127。据制造商所报告，PLURONIC

F-127的分子量为约12,600g/mol。其它PLURONIC

聚合物包含PPO-PEO-PPO三嵌段共聚物(例如，PLURONIC

R产物)。其它适当的商用聚合物包含但不限于购自UNIQEMA

的SYNPERONICS

产品。

一些实施例的膜系统可包括至少一种含有表面活性基团的聚合物。如本文所使用的术语“表面活性基团”和“表面活性端基”是广义术语并且用作其一般含义，包括但不限于具有表面活性性质的表面活性低聚物或其它表面活性部分(诸如，烷基)，其倾向于朝向其所形成的膜的表面迁移。在一些实施例中，含表面活性基团的聚合物是含表面活性端基的聚合物。在一些这种实施例中，含表面活性端基的聚合物是具有共价键合的表面活性端基的聚合物。但是，考虑其它含表面活性基团的聚合物也可以使用并且可以通过经由侧链结构的接枝将充分反应的基质聚合物改性、在膜制作后应用表面处理或涂层(例如，经由表面改性添加剂)、在膜制作前将表面改性添加剂掺合到基质聚合物、在合成期间通过物理夹带使含表面活性基团的软嵌段固定化或类似方式形成。

可用于某些实施例的基质聚合物可以在聚合物的主链结构上包括任意线性或支化聚合物。适当的基质聚合物可包含但不限于树脂、聚烯烃、聚硅醚、聚醚、丙烯酸树脂、聚酯、碳酸酯和聚氨酯，其中聚氨酯可包含聚氨酯共聚物，诸如聚醚-聚氨酯-脲、聚碳酸酯-聚氨酯、聚醚-聚氨酯、硅酮-聚醚-聚氨酯、硅酮-聚碳酸酯-聚氨酯、聚酯-聚氨酯和类似物。在一些实施例中，可针对基质聚合物的整体性质(bulkproperty)对其进行选择，诸如但不限于抗张强度、曲挠寿命、模量和类似参数。例如，已知聚氨酯相对较强并且可以提供许多反应路径，此性质作为连续型传感器的膜层的整体性质可能是有利的。

在一些实施例中，可使用合成具有亲水性嵌段的基质聚合物以形成膜系统的至少一部分。例如，可使用包含生物兼容性嵌段聚氨酯共聚物(包括硬嵌段和软嵌段)的直链基质聚合物。考虑聚异氰酸酯可用于制备共聚物的硬嵌段并且可以是芳族或脂族二异氰酸酯。用于制备聚氨酯的软嵌段可衍生自多官能性脂族多元醇、多官能性脂族或芳族胺或可用于使分析物(例如，葡萄糖)可渗透其中的类似物，并且可包含例如聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺、乙酸酯、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯酸乙酯(PEA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及其变型(例如，PVP乙酸乙烯酯)。

替代地，在一些实施例中，膜系统可以包括基质聚合物(例如，聚氨酯)和一种或多种亲水聚合物，诸如PVA、PEG、聚丙烯酰胺、乙酸盐、PEO、PEA、PVP及其变型(例如，PVP乙酸乙烯酯)的物理共混物或混合物形式的组合，其中每种聚合物保持其独特的化学性质。考虑可使用多种聚合物组合的任意一种产生具有所要葡萄糖、氧气、和干扰物渗透性性质的共混物。例如，在一些实施例中，膜可包括聚碳酸酯-聚氨酯基质聚合物和PVP的混合物或共混物，但在其它实施例中，可使用聚氨酯或另一种基质聚合物和一种或多种亲水聚合物的共混物作为替代。在涉及使用PVP的一些实施例中，聚合物共混物的PVP部分可包括从大约5％到大约50％重量比、或从大约15％到大约20％、或从大约25％到大约40％的聚合物共混物。考虑可使用不同分子量的PVP。例如，在一些实施例中，所使用的PVP的分子量可以从大约25,000道尔顿到大约5,000,000道尔顿、或从大约50,000道尔顿到大约2,000,000道尔顿、或从大约6,000,000道尔顿到10,000,000道尔顿。

可使用本领域已知的形成聚合物共混物的任意方法制作包含至少两种含表面活性基团的聚合物的涂层溶液。在一个示例性实施例中，将含硅酮端基的聚氨酯溶液与含氟端基的聚氨酯溶液混合(例如，其中溶液包含溶解在适当的溶剂(诸如丙酮、乙醇、DMAC、THF、2-丁酮和类似物)中的聚合物)。随后可以使用本文其它部分所述的涂布工艺将混合物涂布到长形导电主体的表面上。随后当长形导电主体被推进穿过固化站时，涂层在高温(例如，大约50到150℃)下固化。

混合物中也可以包含一定含量的交联剂以引发聚合物分子之间的交联。适当的交联剂的非限制性实施例包含异氰酸酯、碳化二亚胺、戊二醛或其它醛、环氧树脂、丙烯酸酯、基于自由基的试剂、乙二醇二缩水甘油基醚(EGDE)、聚(乙二醇)二缩水甘油基醚(PEGDE)或二枯基过氧化物(DCP)。在一个实施例中，当掺杂成分时，相对于所添加的交联剂和聚合物的总干重添加大约0.1％到大约15％(重量/重量)的交联剂(在一个实施例中为大约1％到大约10％)。在固化过程期间，认为大致上所有交联剂发生反应，大致上未在最终膜中留下可检测到的未反应交联剂。

图6是穿透图示膜系统600的一个实施例的电极的一个实施例的截面图。在这个特定的实施例中，膜系统600包括围绕电极的芯610的电极层620、干扰层630、酶层640和扩散阻挡层650。

下文描述的是可以涂布到长形导电主体上以形成膜系统的层的实施例。

扩散阻挡层

在一些实施例中，膜系统包括扩散阻挡层，与其它层相比，该扩散阻挡层可设置在长形导电芯的更远处。血液中存在相对于氧气量过剩的葡萄糖莫耳量，即对于间质液中每个自由氧分子，通常存在超过100个葡萄糖分子(见例如Updike等人的Diabetes Care5：207-21(1982))。因此，在酶层上方不存在半渗透膜以控制葡萄糖和氧气的流量的情况下，只能获得最高大约40mg/dL的针对葡萄糖水平的线性响应。但是，在临床条件下，针对葡萄糖水平的响应须至少达到大约500mg/dL。扩散阻挡层通过控制氧和其它分析物(例如，葡萄糖)至下层酶层的流量来解决这些问题。

扩散阻挡层可以包含控制氧气和葡萄糖至下层酶层的流量的半渗透膜，从而不限制速率的过量氧。所以，葡萄糖测定值的线性上限扩大到比在没有扩散阻挡层的情况下所能达到的值高得多的值。在一些实施例中，扩散阻挡层展现约200∶1的氧-葡萄糖渗透比，但是在其它实施例中，氧-葡萄糖渗透比可为约100∶1、125∶1、130∶1、135∶1、150∶1、175∶1、225∶1、250∶1、275∶1、300∶1或500∶1。由于高的氧-葡萄糖渗透比，一维反应剂扩散可在皮下基质中所发现的所有合理的葡萄糖浓度和氧浓度下提供足够的过量氧(见Rhodes等人的Anal.Chem.，66：1520-1529(1994))。

在一些实施例中，扩散阻挡层由经过合成包含具有亲水性嵌段和疏水性嵌段以控制葡萄糖和氧至分析物传感器的扩散的聚氨酯膜的基质聚合物形成。适当的疏水聚合物组份可为聚氨酯或聚醚聚氨酯脲。聚氨酯是通过二异氰酸酯与双官能含羟基材料的缩合反应产生的聚合物。聚脲是通过二异氰酸酯与双官能含氨基材料的缩合反应产生的聚合物。可使用的二异氰酸酯包含含从大约4个到大约8个亚甲基单位的脂肪族二异氰酸酯。含脂环族部分的二异氰酸酯还可用于制备一些实施例的膜的聚合物和共聚物组份。形成扩散阻挡层的疏水基质的基础的材料可为本领域中已知的、适合用作传感器装置中的膜并且具有足够的渗透性允许相关化合物穿透，例如允许氧分子从检验样本穿透膜以到达活性酶或电化学电极的任意材料。可用于制作非聚氨酯型膜的材料的实施例包含乙烯聚合物、聚醚、聚酯、聚酰胺、无机聚合物(诸如聚硅氧烷和聚碳硅氧烷)、天然聚合物(诸如基于纤维素和蛋白质的材料)及其混合物或组合。

在一些实施例中，扩散阻挡层可包括基质聚合物(例如，聚氨酯)和一种或多种亲水聚合物(例如，PVA、PEG、聚丙烯酰胺、乙酸盐、PEO、PEA、PVP及其变型)的共混物。考虑可使用多种聚合物组合的任意一种产生具有所需的葡萄糖、氧和干扰物渗透性质的共混物。例如，在一些实施例中，扩散阻挡层可由硅酮聚碳酸酯-聚氨酯基质聚合物和PVP亲水聚合物的共混物形成，但是在其它实施例中，可使用聚氨酯或另一种基质聚合物与一种或多种亲水聚合物的共混物作为替代。在涉及使用PVP的一些实施例中，聚合物共混物的PVP部分可包括从大约5％到大约50％重量比、或从大约15％到大约20％、或从大约25％到大约40％的聚合物共混物。考虑可使用不同分子量的PVP。例如，在一些实施例中，所使用的PVP的分子量可以从大约25,000道尔顿到大约5,000,000道尔顿、或从大约50,000道尔顿到大约2,000,000道尔顿、或从大约6,000,000道尔顿到10,000,000道尔顿。

在某些实施例中，扩散阻挡层的厚度可从大约0.05微米或更小到大约200微米或更大。在一些这种实施例中，扩散阻挡层的厚度可从大约0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、6、8微米到大约9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、19.5、20、30、40、50、60、70、75、80、85、90、95或100微米。在一些实施例中，扩散阻挡层的厚度为(在经皮植入的传感器的情况下)从大约2、2.5或3微米到大约3.5、4、4.5或5微米或(在完全植入的传感器的情况下)从大约20或25微米到大约40或50微米。

本文描述的扩散阻挡层不旨在仅适用于扩散阻挡层；而是该描述也适用于膜系统的任意其它层，例如，诸如酶层、电极层或干扰层。

酶层

在一些实施例中，膜系统包括酶层，与扩散阻挡层相比，该酶层可设置在长形导电芯的更近处。酶层包括被构造来与分析物反应的催化剂。在一个实施例中，酶层是包含葡萄糖氧化酶的固定化酶层。在其它实施例中，酶层可以用其它氧化酶浸渍，例如，醇脱氢酶、半乳糖氧化酶、胆固醇氧化酶、氨基酸氧化酶、醇氧化酶、乳酸氧化酶或尿酸酶。例如，为了使酶基电化学葡萄糖传感器正常运行，传感器的响应既不受酶活性限制，也不受辅因子浓度限制。

在一些实施例中，催化剂(酶)可浸渍或另外固定到扩散阻挡层中从而无需单独的酶层(例如，其中提供包含扩散阻挡层和酶层功能性的单一层)。在一些实施例中，酶层由聚氨酯形成，例如包含酶的胶状聚氨酯聚合物的水分散体。

在一些实施例中，酶层的厚度可从大约0.01、0.05、0.6、0.7或0.8微米到大约1、1.2、1.4、1.5、1.6、1.8、2、2.1、2.2、2.5、3、4、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90或100微米。在一些实施例中，酶层的厚度从大约0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、1、1.5、2、2.5、3、4或5微米到大约6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、19.5、20、25或30微米、或(在经皮植入的传感器的情况下)从大约2、2.5或3微米到大约3.5、4、4.5或5微米或(在完全植入的传感器的情况下)从大约6、7或8微米到大约9、10、11或12微米。

本文描述的酶层不旨在仅适用于酶层；而是该描述也适用于膜系统的任意其它层，例如，诸如扩散阻挡层、电极层或干扰层。

电极层

在一些实施例中，膜系统包括电极层，与任意其它层相比，该电极层可设置在长形导电芯的更近处。电极层被构造来促进电活性表面上的电化学反应并且可包含用于维持传感器界面的电化学反应表面上的亲水性的半渗透涂层。在其它实施例中，电极层的功能性可被并入扩散阻挡层中以提供包含扩散阻挡层、酶层和/或电极层的功能性的单一层。

电极层可通过保护和支撑构成邻近层的材料而提高邻近层的稳定性。电极层还可以通过克服电解质不足所导致的电极启动问题和漂移问题来协助稳定装置的运行。电极层中所包括的缓冲电解质溶液还可以防止由于大致疏水干扰层与电极之间因电极的电化学活性而形成的大的pH梯度而导致的pH介导损伤。

在一个实施例中，电极区域包含亲水聚合物膜(例如，柔性、遇水膨胀的水凝胶)，该亲水聚合物膜具有从大约0.05微米或更小到大约20微米或更大、或从大约0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、1、1.5、2、2.5、3或3.5微米到大约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或19.5微米、或从3、2.5、2或1微米或更小到大约3.5、4、4.5或5微米或更大的“干膜”厚度。“干膜”厚度指的是从通过标准涂布技术由涂层配方制成的固化膜的厚度。

在某些实施例中，电极层可由聚氨酯聚合物和亲水聚合物的可固化混合物形成。在一些这种实施例中，涂层由具有阴离子羧酸盐官能基和非离子亲水聚醚嵌段的聚氨酯聚合物形成，其中聚氨酯聚合物在聚乙烯吡咯烷酮存在下经历与水溶性碳二亚胺(例如，1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳化二亚胺(EDC))聚合并在大约50℃的适中温度下固化。

具有可交联羟基官能度的充分反应的胶状聚氨酯聚合物的水分散体(例如BAYBONDMobay Corporation)特别适用于此目的。以分散级供应这些聚合物，其具有含有羧酸盐基团的聚碳酸酯-聚氨酯主链(其被命名为XW-121和XW-123)和含有羧酸盐基团的聚酯-聚氨酯主链(其被命名为XW-110-2)。在一些实施例中，可使用BAYBOND

123，一种以35重量百分比水溶液和助溶剂N-甲基-2-毗咯烷酮溶液销售的脂肪族聚碳酸酯聚氨酯聚合物的水离子分散体。

在一些实施例中，电极层由使电极层大致比上方层(例如，干扰层、酶层)更具亲水性的亲水聚合物形成。这种亲水聚合物可包含例如聚酰胺、聚内酯、聚酰亚胺、聚内酰胺、官能化聚酰胺、官能化聚内酯、官能化聚酰亚胺、官能化聚内酰胺或其组合。

在一些实施例中，电极层主要由亲水聚合物形成，而且在一些这种实施例中，电极层大致由PVP形成。PVP是水溶性亲水聚合物，且可以以一系列粘度等级和平均分子量(范围从大约18,000到大约500,000)，作为BASF Wyandotte和GAF Corporation的PVP K

均聚物系列产品购得。在某些实施例中，可使用平均分子量为大约360,000且被命名为PVP K-90(BASF Wyandotte)的PVP均聚物来形成电极层。同样适当的有N-乙烯基吡咯烷酮的亲水性成膜共聚物，诸如N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物；N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸单体的共聚物及类似物。

在某些实施例中，电极层完全由亲水聚合物形成。考虑可使用的亲水聚合物包含但不限于：聚N-乙烯基吡咯烷酮、聚N-乙烯基-2-哌啶酮、聚N-乙烯基-2-己内酰胺、聚N-乙烯基-3-甲基-2-己内酰胺、聚N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、聚N-乙烯基-4-甲基-2-哌啶酮、聚N-乙烯基-4-甲基-2-己内酰胺、聚N-乙烯基-3-乙基-2-吡咯烷酮、聚N-乙烯基-4，5-二甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯基咪唑、聚-N，N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚环氧乙烷、聚2-乙基-噁唑啉、其共聚物及其混合物。在一些实施例中，可以优选两种或更多种亲水聚合物的共混物。

考虑在某些实施例中，所使用的亲水聚合物可以不交联但是在其它实施例中，可通过多种方法的任意一种，例如通过添加交联剂使用并且实现交联。在一些实施例中，可在PVP存在的情况下通过在膜制作前制备聚合物的预混合物以及添加交联剂使聚氨酯聚合物交联。考虑的适当的交联剂包含但不限于碳二亚胺(例如，1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳化二亚胺盐酸盐、UCARLNK

XL-25(UnionCarbide)、环氧化物和三聚氰胺/甲醛树脂。替代地，还考虑通过足以促进亲水聚合物分子之间的交联的波长的辐射完成交联，认为这样可以形成更曲折的穿透层的扩散路径。

可根据需要通过改变涂层配方中组份的干重固体改变涂层的柔性和硬度。如本文所使用的术语“干重固体”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于基于加入交联剂后的总涂层组合物的干重百分比。在一个实施例中，涂层配方可含有大约6到大约20干重百分比、或大约8干重百分比的PVP；大约3到大约10干重百分比、或大约5干重百分比的交联剂；和大约70到大约91重量百分比、或大约87重量百分比的聚氨酯聚合物(例如，诸如聚碳酸酯-聚氨酯聚合物)。本文中，这种涂层配方的反应产物被称作聚氨酯和PVP的遇水膨胀交联基质。

在一些实施例中，电极层的下层是电解质相，电解质相在水合时是包含含至少一种导电化合物的溶液(通常为可溶氯盐)的游离流体相。在膜系统与诸如本文所述的葡萄糖传感器一起使用的一个实施例中，电解质相在电极上方流动并接触电极层。考虑某些实施例可使用任意适当的电解质溶液，包含标准的、市售溶液。通常，电解质相可具有与所分析样本相同或比其低的渗透压力。在一些实施例中，电解质相包括生理盐水。

本文描述的电极层不旨在仅适用于电极层；而是该描述也适用于膜系统的任意其它层，例如，诸如扩散阻挡层、酶层或干扰层。

干扰层

在一些实施例中，膜系统可包括被构造来大致减小一种或多种干扰物至电化学反应表面的渗透的干扰层。干扰层可被构造成对一种或多种干扰物的渗透性大致低于对所测定的物质的渗透性。还考虑在通过扩散阻挡层(例如，经由扩散阻挡层的含表面活性基团的聚合物)提供干扰物阻挡的一些实施例中，无需使用单独的干扰层。

在一些实施例中，干扰层由含硅酮聚合物形成，诸如含硅酮的聚氨酯或硅酮聚合物。尽管不愿受到理论限制，但仍认为为了使酶基葡萄糖传感器正常运行，葡萄糖可以不用渗透干扰层，其中与酶层相比，干扰层位于电活性表面的更远处。因此，在一些实施例中，可在大致不影响葡萄糖浓度测定值的情况下使用含硅酮的干扰层(其扩散阻挡层相比，包括更高重量百分比的硅酮)。例如，在一些实施例中，含硅酮的干扰层可包括具有高硅酮百分比的聚合物(例如，从大约25％、30％、35％、40％、45％或50％到大约60％、70％、80％、90％或95％)。

在一个实施例中，干扰层可包括离子组份，其被并入聚合基质中以降低干扰层对与离子组份具有相同电荷的离子干扰物的渗透性。在另一个实施例中，干扰层可包含用于催化去除干扰物的反应的催化剂(例如，过氧化物酶)。

在某些实施例中，干扰层可包含被设计来限制某些物质(例如，分子量大于34kD的物质)的扩散的薄膜。在这些实施例中，干扰层允许待由电极测定的某些物质(例如，过氧化氢)穿透并阻止其它物质(诸如可能干扰的物质)通过。在一个实施例中，干扰层由聚氨酯构成。在一个替代实施例中，干扰层包括高溶氧聚合物，诸如硅酮。

在一些实施例中，干扰层是由一种或多种纤维素衍生物形成。通常，纤维素衍生物可包含聚合物，诸如乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、2-羟乙基纤维素、乙酸邻苯二甲酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸偏苯三甲酸纤维素或其共混物和组合。

在一些替代实施例中，可用作干扰层的基质材料的其它聚合物类型包含例如聚氨酯、具有侧基离子基团的聚合物和具有受控孔大小的聚合物。在一个这种替代实施例中，干扰层包含薄的、疏水膜，其不膨胀并且限制低分子量物质的扩散。干扰层可渗透分子量相对较低的物质，诸如过氧化氢，但是限制较高分子量物质通过，包含葡萄糖和抗坏血酸。

考虑在一些实施例中，干扰层的厚度可从大约0.01微米或更小到大约20微米或更大。在一些这种实施例中，干扰层的厚度可从大约0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、1、1.5、2、2.5、3或3.5微米到大约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或19.5微米。在一些这种实施例中，干扰层的厚度可从大约0.2、0.4、0.5或0.6微米到大约0.8、0.9、1、1.5、2、3或4微米。

本文描述的干扰层不旨在仅适用于干扰层；而是该描述也适用于膜系统的任意其它层，例如，诸如扩散阻挡层、酶层或电极层。

治疗剂

多种治疗剂(生物活性剂)可与分析物传感器系统一起使用。在一些实施例中，治疗剂是一种用于在传感器内或传感器上防止凝固的抗凝剂。在一些实施例中，治疗剂是一种抗菌剂，诸如但不限于抗生素或抗真菌化合物。在一些实施例中，治疗剂是一种防腐剂和/或消毒剂。治疗剂可单独使用或与两种或更多种试剂组合使用。治疗剂可分散遍及传感器的材料。在一些实施例中，膜系统可包含治疗剂，其被并入膜的一部分中或其被并入装置中并且适于扩散穿透膜。

存在可将治疗剂并入膜系统中的多种系统和方法。在一些实施例中，治疗剂在制作膜系统时被并入。例如，可在固化膜系统前掺合治疗剂。在其它实施例中，在膜系统制作后例如通过使生物活性剂涂布、渗入、溶剂浇筑或吸附至膜系统中而并入治疗剂。虽然治疗剂可被并入膜系统中，但是在一些实施例中，可在从静脉插入装置的同时、之前或之后通过口服给药或局部地例如通过在植入部位附近进行皮下注射而施用治疗剂。在一些实施例中，可使用如下措施的组合：将治疗剂并入膜系统中以及局部地和/或系统地施用治疗剂。

安装单元

如图1所示，传感器装置100可包含被构造来固定到宿主皮肤接触安装单元150。在一些实施例中，安装单元150包括适于紧固到宿主皮肤的底座152。底座152可由多种硬材料或软材料形成并且可包括低剖面以在使用期间使传感器装置从宿主的突出最小化。在一些实施例中，底座152至少部分由被构造成顺应皮肤轮廓的柔性材料形成以减小或免除与宿主移动相关的与运动相关的伪差。为实现此柔性，所选择的材料可具有如ASTM D790所确定的小于大约5,000Mpa、或小于大约1,000Mpa、或小于大约500Mpa、或小于大约100Mpa、或小于大约50Mpa的挠曲模量。底座152可具有允许材料随皮肤运动弯曲的预先选择的厚度。当经皮传感器装置插入宿主体内时，传感器的各种移动(例如，活体内部分与活体外部分之间的相对移动、皮肤的移动和/或宿主体内(真皮或皮下)的移动)可对装置产生压力并且在传感器信号中产生噪声。认为即使是皮肤的小移动都可以转化成不适和/或与运动相关的伪差，这可通过柔性或铰接的底座来减小或避免。所以，通过提供传感器装置相对宿主皮肤的柔性和/或铰接，可使传感器更好地适应日常使用和宿主的移动。认为柔性或铰接增强了安装单元150到皮肤180的粘合(通过使用粘合层)，从而减少可另外从宿主的移动转化而来并且降低传感器性能的与运动相关的伪差。

在某些实施例中，安装单元150的底座152设有粘合材料或粘合层154(也被称作粘合垫)，其优选设置在安装单元的底部表面上并且可包含可剥离的背衬层。因此，去除背衬层并且将安装单元150的底座152压到宿主皮肤180上使安装单元150粘合到宿主皮肤180。可选择适当的粘合层并且将其设计为伸展、成长形、顺应该区域(例如，宿主皮肤)和/或使该区域(例如，宿主皮肤)透气。

可使用多种适合粘合到宿主皮肤的粘合层的任意一种。例如，在某些实施例中，粘合层由水刺泡沫、开孔或闭孔泡沫和/或无纺纤维形成并且可包含设置于其上的粘合剂。在一些实施例中，用双面粘合层将安装单元粘合到宿主皮肤。在其它实施例中，粘合层包含泡沫层，例如泡沫设置在粘合层的侧边缘之间并且充当减震体的一层。在某些实施例中，粘合层由防水材料形成。

在一些实施例中，粘合层的表面积大于安装单元的底座的底部表面的表面积。替代地，粘合层可定大小为具有与底座的底部表面大致相同的表面积。粘合层在将安装到宿主皮肤上的一面上具有比安装单元底座的底部表面的表面积大大约1、1.25、1.5、1.75、2、2.25或2.5倍的表面积。这样的更大表面积可增强安装单元与宿主皮肤之间的粘合、使安装单元与宿主皮肤之间的移动最小化和/或保护伤口出口位点(传感器插入部位)不受环境和/或生物污染的影响。但是，在一些替代实施例中，在假定可实现充分粘合的情况下，粘合层的表面积可以小于背面。

如图3A至图3C所示，在某些实施例中，安装单元530可包括用于提供电极与传感器电子装置单元之间稳定的机械和电连接的接触件358，其详细地描述于本文的其它部分。可使用多种已知方法提供稳定的连接，例如，突起(例如，拱形)的金属接触件、悬臂式指状物、弹簧针或类似物。在某些实施例中，接触件由电极延伸穿透其中的导电弹性体材料形成，诸如炭黑弹性体。在一些情况下导电弹性体是优选，因为其弹性性质对互相衔接的接触件形成自然压力，从而提供与其牢固的压配合。在其它实施例中，接触件由硬塑料材料形成，其经过成形以在施加压力时顺应。在一些情况下，非金属接触件可因其可无缝制造性、对热压缩的健壮性、非腐蚀性表面和由于其高于金属的电阻而天然抗静电放电(ESD)损伤而成为优选。在另外其它实施例中，安装单元不包括接触件。而是，电极可直接硬连线到传感器电子装置单元以在传感器插入之前、期间和/或之后提供电连接。

图8A图示了具有突起上表面852的安装单元850的实施例，该突起上表面852由弹性体材料形成并且适于接收来自用户用于插入传感器装置的活体内部分的压力。在一些实施例中，突起上表面852可以可拆卸地附接到包括组织穿刺元件810和传感器主体830的传感器单元814，传感器主体830由其上设置膜的一个或多个电极组成。虽然本文中将上表面852示为具有拱形形状，但是可以使用多种其它形状的任意一种，例如，诸如截头圆锥形状。如图8A所示，传感器装置800可为自含无菌区域并且可以传感器单元814处于收缩状态而供应给用户，即活体内部分隐藏在传感器装置800内。这种构造允许用户在无法观察看传感器单元814的情况下将传感器装置800放置在皮肤上。传感器单元814被隐藏，可以消除一些用户对使用传感器装置的恐惧，从而使传感器单元814的插入更顺利。为了使用传感器装置800，用户首先将传感器装置800从背衬层822上剥离。背衬层822剥离后，传感器装置800的无菌底部表面824暴露，从而无需传感器装置与宿主皮肤的接触表面824的进一步消毒。传感器装置的底部表面824包括使安装单元容易地粘合到皮肤的粘合剂。在传感器装置800粘合到宿主皮肤后，当用户将安装单元850的上表面(例如，拱形部)向下压以导致传感器装置的活体内部分穿透宿主皮肤时，将传感器单元814引入宿主的组织中。在某些实施例中，在压力从上表面852释放后，当上表面852恢复其正常的凸的形状并且当传感器主体830仍内嵌在宿主的组织中时，上表面852变为脱离传感器单元814。在替代实施例中，取代(或补充)从上表面852的顶部使用向下压力以导致上表面852塌缩，传感器装置800被构造从成可使用来自其它方向的压力。例如，传感器装置800可以配备放置在上表面852的边缘上的两个完全相反的突片，在相反方向上拉动这两个突片以导致上表面852塌缩，从而完成传感器主体830的布置。在另外其它实施例中，也可以采用不完全依赖用户所施加的压力的其它机构。例如，在一个实施例中，上表面852可由有利于引致传感器装置800呈塌缩状态的材料(例如，形状记忆材料)形成。在本实施例中，背衬层822的去除和用户的轻触足以导致上表面852的塌缩和传感器主体830的布置。

在一些实施例中，突起上表面852和底部表面824被构造成在传感器单元814插入后可由用户容易地剥离。在其它实施例中，突起上表面852和/或底部表面824被构造成在插入后仍保留在传感器单元814上。在其它实施例中，突起上表面852可被构造成在插入过程后保持塌缩状态。在一些情况下，这种构造是优选，因为得到的传感器装置800的低剖面可减小上表面852移动的风险(例如，来自宿主的意外碰撞)，上表面852移动可转化为传感器单元814的移动并且因此形成与运动相关的伪差。多种机构的任意一种可用于实现塌缩状态构造。例如，如图8B所示，在一个实施例中，传感器装置800可包括锁定机构，该锁定机构是附接到上表面852的底侧的闩锁部件872和作为底座878的一部分的锁定插座874的形式。闩锁部件872和锁定插座874在传感器插入过程期间彼此匹配，从而将接触件882、884带到一起，使得传感器单元与传感器电子装置之间的电连接完成。在一些实施例中，底座878形成传感器电子装置单元的至少一部分且/或包括被构造来将传感器数据传输到远程电脑系统的发射器。

为了提高传感器装置的活体内部分的柱强度和稳定性，一些本文所述的安装单元(诸如图8A和图8B所示的安装单元)可包括引导部分862，该引导部分862被构造来在传感器800的活体内部分穿透宿主皮肤插入时为其提供引导和支撑。已发现插入过程所需的最大力涉及推动传感器800的尖端穿透皮肤所需的力。一旦传感器装置800的一部分穿透皮肤，组织穿刺元件810就形成一个开口，该开口允许传感器装置800的其余部分以最小阻力穿透皮肤。此外，在此情况发生时，传感器装置800周围的组织压住传感器装置800的这个部分并且因此为其提供额外的柱强度。引导部分862可以具有多种构造的任意一种。例如，如图8A所示，在一些实施例中，引导部分862可以具有螺旋弹簧的构造，组织穿刺元件和/或传感器主体可以穿透该螺旋弹簧。替代地，如图8C所示，引导部分862可以具有管状构造。在这个特定的实施例中，使用嵌套的管状机构，其可包含内管形部件864和供选择的、嵌套在外管形元件868的腔内的一个或多个中间管形部件866。如图8D所示，传感器单元814附接到内管形部件并且被构造成在内管形部件864被推进到中间管形部件866和外管形部件868中时纵向移动穿透皮肤。在其它实施例中，管形部件可包括被构造来在内管形部件864已被推进到中间管形部件866和外管形部件868后将管形部件锁定在适当位置以防止传感器单元814退回其原始收缩位置的闩锁。

如图3E所示，在一些实施例中，安装单元350适于与本文其它部分更详细所述的传感器电子装置单元390联合以共同形成肤上单元。在某些实施例中，传感器电子装置单元可从安装单元上拆卸下来(或，可释放地附接到安装单元)，但是在其它实施例中，传感器电子装置单元与安装单元一体化并且不可从安装单元上拆卸下来。肤上单元还可以包含经由多种用于显示传感器信息的方法的任意一种将传感器信息显示给宿主的用户界面，例如，诸如LED、LCD屏幕、电脑产生的可听信息、触觉信号或其它用户界面类型。本文所使用的术语“用户界面”是广义术语、被赋予本领域一般技术人员所知的一般和通用含义(并且不限于特殊或专门含义)并且涉及但不限于向用户通信的任意方法。

在诸如图9A所示的一些实施例中，用户界面包含显示阈值(包含高阈值900和低阈值902)的屏幕930，阈值代表对于病人而言临床安全状况与临床风险状况之间的边界。在一个示例性实施例中，葡萄糖传感器的正常葡萄糖阈值设定为从大约100到160mg/dL，并且临床风险区904图示在这些阈值之外。在替代实施例中，正常的葡萄糖阈值是从大约80到大约200mg/dL、从大约55到大约220mg/dL或可由制造商、医生、病人、电脑程序或类似物设定的其它阈值。

在一些实施例中，屏幕930(通过阴影、梯度)显示临床风险区904(也被称作危险区)或指示临床风险增大的区域的其它图形。临床风险区904例如可经由按钮932由制造商设定、由医生定制、和/或由用户设定。在一些实施例中，危险区904可连续地显示在屏幕930上或危险区可在所测定和/或所估计的分析物值落入危险区904时出现。可在屏幕上显示额外信息，诸如估计的临床风险时间。在一些实施例中，危险区可被划分成危险等级(例如，低、中和高)且/或可用色彩编码(例如，黄色、橙色和红色)或另外图示以指示对病人的危险等级。此外，屏幕或屏幕的部分可以动态地改变代表接近临床风险和/或临床风险严重性的色彩或图示。

在一些实施例中，诸如如图9A所示，屏幕930显示测定的分析物数据906的趋势图。测定的分析物数据可诸如本文其它部分更详细所述进行平滑处理和校正。测定的分析物数据可以显示达特定时间段(例如，前1小时、3小时、9小时等)。在一些实施例中，用户可以使用按钮932切换屏幕来使用不同格式查看不同时间段所测定的分析物数据或查看某些分析物值(例如，高值和低值)。

在一些实施例中，诸如图9A所示，屏幕930用点显示估计的分析物数据908。在此图示中，点的大小可以代表估计的置信水平、估计值的变化或类似情况。例如，当时间远离当前(t＝0)时，估计的准确度的置信水平可能下降。在一些替代实施例中，虚线、符号、图标或类似物可用于代表估计的分析物值。在一些替代实施例中，阴影区、色彩、图案或类似物也可以用来代表估计的分析物值、这些值的置信水平和/或这些值的变化。

图9B是另一个实施例中的用户界面的图示，其示出使用渐变条代表分析物浓度和方向趋势。在本实施例中，屏幕930以将有用的分析物信息传达给用户的简单但有效的方式图示了测定的分析物值和估计的分析物值。在本实施例中，提供渐变条910，其包含诸如上文参考图9A更详细所述的设定为高值和低值的阈值912。此外，可存在色彩、阴影或其它图形以代表诸如上文参考图9A更详细所述的渐变条910上的危险区914。

通过标记916(诸如暗条或彩条)在渐变条910上代表测定的分析物值。通过用条916代表测定的分析物值，(例如，在值的范围内)将低分辨率的分析物值展示给用户。例如，渐变条916上各段可代表约10mg/dL的葡萄糖浓度。作为另一个实施例，各段可动态地代表落在Clarke误差栅格的“A”区和“B”区的值的范围。尽管不愿受到理论限制，但仍认为参考分析物监测器和/或连续分析物传感器中所知的误差因诸如本文其它部分更详细所述的已知变量而可能存在并且可不予强调使得用户重视病症的预防性护理，而非参考分析物监测器和连续分析物传感器内以及之间不重要的偏差。

此外，代表性渐变条以简单和有效的方式(即通过方向箭头918)将分析物浓度的方向趋势传达给用户。例如，在传统糖尿病血糖监测中，糖尿病患者获得血液样本并且使用试纸条或类似物测定葡萄糖浓度。不幸的是，这种信息无法告知糖尿病患者血糖浓度是升高或降低。在诸如图9B所示的情况下，上升或下降方向趋势信息可能特别重要，如果用户不知道葡萄糖浓度在上升，那么其可能认为葡萄糖浓度在下降并且不采取措施。但是，因为提供了上升方向趋势信息918，糖尿病患者可以通过采取措施(例如，注射胰岛素)来预先控制临床风险。估计的分析物数据可以通过箭头特性(例如，大小、色彩、闪烁速度或类似特性)并入方向趋势信息中。

在一些实施例中，渐变条可以是垂直条而非水平条。在一些实施例中，渐变填充可用于代表例如分析物浓度、变化或临床风险。在一些实施例中，条线图包含色彩，例如中心在安全区可以是绿色，其逐渐变成危险区中的红色；这可以补充或取代分段。在一些实施例中，条线图的段通过线清楚划分；但是色彩、渐变或类似物可用于代表条线图的区域。在一些实施例中，方向箭头可由级联箭头代表以代表慢或快的变化速率。在一些实施例中，方向箭头可以闪烁以代表移动或可能出现的危险。

图9B的屏幕930还可包括将传达给病人的分析物浓度、日期、时间或其它信息的数字代表。但是，用户可有利地使用图9B所示的本实施例的简单和有效的代表推断对其病症有用的信息，而无需读取其分析物浓度的数字代表。

在一些替代实施例中，趋势图或渐变条、标度盘、饼图或其它直观代表可以使用阴影、色彩、图案、图标、动画或类似物提供分析物数据。

在一些实施例中，用户界面包含能够根据分析物浓度(例如，葡萄糖浓度)的变化可逆地改变色彩的色彩显示元件。例如，色彩显示元件可被构造来在葡萄糖浓度处于预定目标范围内时展示绿色。此外，如果传感器装置检测到高血糖(即，葡萄糖浓度高于其目标范围)，那么色彩显示元件可以改变成另一种色彩(例如，暗蓝色)。相反地，如果传感器装置检测到低血糖情况(即，葡萄糖浓度低于目标范围)，那么色彩显示元件可以改变成其它一种色彩(例如，红色)。色彩显示元件还可以被构造来提供代表葡萄糖浓度变化程度的色彩渐变方案。举例来说，从红色(严重低血糖)到黄色(中度低血糖)的色彩渐变方案可用于低葡萄糖浓度水平。相应地，从暗蓝(严重高血糖)到浅蓝(中度高血糖)的色彩渐变方案可用于高葡萄糖浓度水平。可使用多种色彩显示元件的任意一种，例如，诸如LED、LCD或变色材料。在一些情况下，可能需要LED，因为其能耗低、尺寸小以及耐用。但是，在其它情况下，可能需要低耗电或不耗电机构。包含具有变色指示剂的化学组合物的材料(例如，4-氨基安替比林、N-乙基-N-(2-羟基-3-磺丙基)-3，5-二甲氧基苯胺钠盐)可用于触发变色。

虽然在一些实施例中，传感器装置可以针对不同分析物浓度显示三种或更多种色彩(例如，针对高血糖的第一色彩；针对血糖正常的第二色彩和针对低血糖的第三色彩)，但是在其它实施例中，为简洁起见，传感器装置可设计为显示两种色彩的一种并且向用户提供有关特定病症(例如，低血糖)的警告。例如，传感器装置可以设计为针对除低血糖以外的所有葡萄糖水平显示第一色彩以及针对低血糖显示第二色彩。在一些实施例中，变色转化可响应涉及分析物浓度和分析物浓度变化速率的情况。例如，对于设计成向用户提供低血糖情况警告的传感器装置，色彩显示元件可设计成在葡萄糖浓度的变化速率小于或等于大约-4mg dL^-1min^-1(例如，-4.5mg dL^-1min^-1)以及葡萄糖浓度低于或等于大约100mg dL^-1时触发变色。考虑传感器装置可设计成经由变色响应其它事件，诸如葡萄糖浓度的变化速率小于或等于大约-3mg dL^-1min^-1以及葡萄糖浓度低于或等于大约90mg dL^-1的病症、葡萄糖浓度的变化速率小于或等于大约-2mg dL^-1min^-1以及葡萄糖浓度低于或等于大约75mg dL^-1的病症、葡萄糖浓度的变化速率小于或等于大约-1mg dL^-1min^-1以及葡萄糖浓度低于或等于大约70mg dL^-1的病症和葡萄糖浓度低于或等于大约50mg dL^-1的病症而不考虑葡萄糖浓度的变化速率。应当了解本文提供的病症仅为示例性，可使用其它病症补充(或取代)上列病症。

如上所述，在一些实施例中，肤上单元可包含提供用于处理传感器数据的系统和方法的传感器电子装置单元。传感器电子装置单元通常包含经由传感器实现分析物水平测定以及实现传感器数据的听觉、触觉或视觉通信或显示的硬件、固件和/或软件。因此，传感器电子装置单元实现传感器数据的处理和显示。例如，传感器电子装置单元可以包含用于回溯和/或主动启动校正、转换传感器数据、更新校正和/或评估分析物传感器的校正的程序。

传感器电子装置单元可固定到印制电路板(PCB)或类似物并且可采用多种形式。例如，传感器电子装置单元可采用诸如本文参考传感器电子装置单元和/或远程电脑系统更详细所述的集成电路(IC)的形式，诸如专用集成电路(ASIC)、微控制器或处理器。在一些实施例中，传感器电子装置单元包括被构造来对来自A/D转换器的原始数据流进行平滑处理的数字滤波器，例如IIR或FIR滤波器。

在传感器电子装置单元至少部分可去除地附接到肤上单元的实施例中，可提供一个系统以实现传感器电子装置单元的对接，从而在远程装置(例如，传感器接收器、PDA、电脑系统、对接站、胰岛素泵、助听器或类似物)上实现传感器数据的下载和查看。在一个这种实施例中，肤上单元提供数字传感器信息；此外，用户可将肤上单元的可去除传感器电子装置单元对接到远程装置上以查看额外信息(例如，图形传感器信息)。替代地，可使用肤上单元取代远程电脑系统以存储以及处理所有所需的数据直到远程电脑系统可用于传送数据(或实现一个无需远程电脑系统的系统)。在一些替代实施例中，肤上单元经由电缆、无线电频率、光学、感应耦合、红外线、微波或其它已知的数据传输方法与远程电脑系统通信。在一个这种示例性实施例中，肤上单元被构造来在远程电脑系统“请求”或查询时与远程电脑系统通信。例如，当远程电脑系统保持靠近肤上单元(例如，3米以内)时，可以请求传感器数据的传输(例如，使用数据传输方法，诸如感应耦合、光学、红外线或类似方法)。

可直接进行数据通信的肤上单元为病人提供更大的便利(例如，无需病人时刻关注远程电脑系统以及将其保持在传感器的预定范围内)以及更简单的操作(例如，需病人了解、编程和/或携带的零件更少)。此外，存在病人可能无法携带远程电脑系统的情况(例如，飞机上、游泳时等)或不允许进行某种无线传输的时刻；但是，使用肤上用户通信单元，病人可以时刻掌握关键的传感器数据。

图10A是传感器系统的一个实施例的透视图，其包含一次性的、薄的叠层传感器外壳形式的安装单元。叠层传感器外壳1000包含粘合层1008和外壳盖1054下方的多个层(见图10B)。传感器外壳1000通过本文其它部分更详细所述的粘合层1008粘合到皮肤。叠层外壳可由多个薄层形成，该多个薄层被固定在一起以形成总的薄外壳。

在一些实施例中，叠层外壳的总高度的最小尺寸不超过大约0.5英寸、或其最小尺寸不超过大约0.25英寸、或其最小尺寸不超过大约0.125英寸。在一些实施例中，叠层外壳的总高度从大约0.075英寸或更小、0.08英寸或更小、0.09英寸或更小、0.1英寸或更小、或0.125英寸或更小到大约0.15英寸或更大、0.2英寸或更大、0.225英寸或更大、或0.25英寸或更大；而叠层外壳的长度和/或宽度大致更大，例如，至少大约0.25英寸或更大、0.5英寸或更大、1英寸或更大或1.5英寸或更大。在一些实施例中，层叠外壳的宽高比至少为大约10∶1、15∶1、20∶1、30∶1、40∶1或50∶1。

图10B是一个实施例中的薄、叠层、柔性传感器系统的剖面侧视截面图。如所示，这些层被固定在一起，而传感器主体与传感器电子装置单元电连接。虽然，图10B图示了这些层的特定顺序，但是在其它实施例中，这些层可在仍然实现传感器功能和性能的同时相对于彼此重新定位、彼此一体化和/或另外修改。

在一些实施例中，传感器装置包含被构造来连续测定宿主的分析物浓度的传感器主体1020和被构造来接收传感器主体的传感器外壳1000。如本文其它部分更详细所述通过按压插入将传感器主体1020插入宿主的皮下组织中。传感器外壳1000可适于放置成邻近宿主皮肤并且包含多层(例如，叠层外壳)，该多层包含一个或多个下列功能元件：电子装置，其可操作地连接到传感器主体1020并且包含被构造来提供与宿主的分析物浓度相关的信号的处理器模块；电源，其被构造来至少给传感器主体和电子装置之一供电；天线，其被构造来辐射或接收RF传输；和粘合层，其被构造来将外壳粘合到宿主皮肤。在一些实施例中，传感器外壳1000是大致平坦、柔性、叠层外壳。

在一些实施例中，传感器外壳包含与大致平坦、柔性基板相关联(例如，位于该基板中或该基板上)的电源。在一些实施例中，叠层传感器外壳1000包含柔性电池1044，如本文其它部分更详细所述，该柔性电池1044为传感器主体和/或电子装置提供电源。虽然在图示的示例性实施例中电池1044被示作邻近粘合层的一层，但是柔性电池可设置在粘合层中和/或层压到粘合层，包括含有其它层位于柔性电池与粘合层之间的构造。在一些实施例中，柔性电池的最小尺寸不超过大约0.2、0.1、0.05、0.03、0.02或0.01英寸。在一些实施例中，柔性电池是薄的、柔性电池并且至少具有大约10∶1的宽高比。在一些替代实施例中，柔性电池成形为顺应外壳盖的至少一部分。在一些实施例中，电池形成为螺旋构造。在一些实施例中，将电池组合到叠层外壳的另一个功能层中；例如，其本身可以不是单独一层。

在一些实施例中，叠层传感器外壳1000包含导电接触层1028，该导电接触层1028提供传感器主体1020与传感器电子装置之间的电连接(例如，柔性电路板1050上的电接触件)。在一些实施例中，导电接触层1028形成电子装置或电子装置元件的至少一部分。在一些实施例中，导电接触层包含被构造来将传感器主体的一个或多个电极电连接到传感器电子装置的一个或多个不连续的电接触件(例如，沉积其上，如本文其它部分所述单独提供或类似方法)。

虽然图示的实施例示出位于电池与柔性电电路板之间的导电接触层，但是导电接触层可位于允许该层用作电接头的任意位置，包含作为柔性电路板的一体化部分(例如，其中导电接触层本身并非单独一层)。

在一些实施例中，导电接触层1028包含仅在z轴上导电的导电材料。在一个示例性实施例中，导电材料是用于将传感器主体电连接到传感器电子装置的z轴导电膜并且包含各向异性导体材料，例如，包含各向异性导电性(即z轴导电性)的膜，其在其它方向上导电性较小或不导电。在本示例性实施例中，无需不连续的电接触件，而是提供一块这种各向异性导体材料以(例如，针对各个电极)传导多个独立信号。

可根据一些实施例使用的适当的Z轴导电膜的一个实施例是具有纳米大小的孔的合成树脂膜，该奈米大小的孔从一个膜表面延伸穿透膜到另一个表面且至少一些孔填充有导电材料或组合物(诸如金或其它金属)、或填充有一种或多种非金属导电材料。Z轴导电膜可具有从大约0.0002或更小、0.0003英寸、0.0004英寸或0.0005英寸到大约0.001英寸、0.0025英寸、0.005英寸或0.01英寸或更大的厚度。膜和金属微丝的尺寸在50GHz和更高频率下提供良好性能。美国专利5,805,426描述了适用于某些实施例的一些z轴导电膜。

适当的z轴电导体膜的另一个实施例可形成为粘合剂和/或形成为独立形式并且可由镍颗粒(例如，每个导电路径一个)和聚合物基质(例如，用作独立膜的聚偏氟乙烯和用作粘合膜的树脂)制成，诸如(见，例如Yunsheng Xu和D.D.L.Chung，Journal of ElectronicMaterials，第28卷，第11号，1307页-1313页(1999年))。

在一些实施例中，传感器电子装置位于大致平坦、柔性基板上。在一些实施例中，叠层传感器外壳包含诸如本文其它部分更详细所述的柔性电路板，传感器电子装置的至少一部分位于该柔性电路板上。柔性电路板为设置在粘合层中、设置在粘合层上和层压到粘合层的至少一种情况，但是其它构造也可行。在一些实施例中，柔性电路板的最小尺寸可为不超过大约0.2、0.1、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01英寸。在一些实施例中，柔性电路板组合到叠层外壳的另一个功能层中；例如，其本身可以不是单独一层。

在一些实施例中，叠层传感器外壳包含外壳盖1054，其被构造来协助和/或为传感器外壳提供耐水、防水和/或不透气密封性质中的至少一种；但是叠层外壳的其它部分(例如，层)还可以包含提供耐水、防水和/或不透气密封性质的构造和配置。此外或替代地，外壳盖被构造来为叠层外壳的层提供机械和/或粘合力。此外或替代地，外壳盖包含全面覆盖型绷带，其被构造来覆盖装置的粘合剂和/或传感器外壳的一些部分或所有部分。

在一些实施例中，传感器外壳包含被构造来辐射或接收RF传输的天线，其中天线位于大致平坦、柔性基板上。在一些实施例中，天线为设置在粘合层中、设置在粘合层上和层压到粘合层的至少一种情况，但是其它构造也可行。例如，天线可以位于叠层传感器外壳的任意层内。替代地，传感器主体可被构造来使用其它通信系统和方法与另一个装置(例如，接收器)通信，包含但不限于有线连接、IR和类似物。尽管不愿受到理论限制，但仍认为如本文所述的一次性薄叠层传感器外壳可减小或消除外部影响(例如，传感器外壳的碰撞或其它移动)所导致的运动伪差，其在(例如，具有带更低宽高比和/或更大厚度的传感器外壳的)传统传感器系统中被转移到活体内的传感器主体，导致传感器信号上的运动伪差。因此，可使用如上所述的薄叠层传感器外壳实现更稳定的信号和总体上得到改进的病人舒适度。

传感器电子装置单元

图11是图示了传感器电子装置单元590、1100的一个实施例的方块图。在本实施例中，ASIC 1005耦合到通信端口1138和电池1134。虽然图示的实施例包含专用集成电路(ASIC)1105(其包含多数电子电路)，但是在其它实施例中，用任意的适当逻辑装置的一种或多种取代ASIC 1105，例如，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器、模拟电路或其它数字或模拟电路。

在图11所示的实施例中，稳压器1110耦合到分析物传感器以从分析物传感器接收传感器数据。可使用多种结构的任意一种将稳压器1110耦合到分析物传感器。例如，在一个实施例中，工作电极的一个或多个末端暴露以提供稳压器与第一传感器元件和第二传感器元件之间的电连接。在一个实施例中，稳压器1110提供电压给分析物传感器以使传感器偏压以实现指示宿主的分析物浓度的当前值的测定(也被称作模拟部分)。稳压器例如取决于工作电极的数量可具有一个信道或多个信道。在一些实施例中，稳压器1110包含将电流转化成电压的电阻器(未示出)。在一些实施例中，提供电流-频率转换器，其被构造来例如使用电荷计数装置将测定的电流连续积分。在一些实施例中，A/D转换器将模拟信号数字为“计数”进行处理。因此，计数形式的所得原始数据流与稳压器1110测定的电流直接相关。

处理器模块1114是控制传感器电子装置单元的处理的中心控制单元。在一些实施例中，处理器模块1114形成为定制芯片(诸如ASIC)的一部分，但是如上所述除ASIC以外的电脑系统可用于处理数据，例如，微处理器可用于一些或所有传感器电子装置模块处理。处理器模块1114通常提供程序存储器1116，该程序存储器1116提供数据的半永久性存储，例如存储数据(诸如传感器标识符(ID)和程序)以处理数据流(例如，滤波、校正、失败安全检查和类似操作)。处理器还可用作系统的高速缓冲存储器，例如用于临时存储最新的传感器数据。在一些实施例中，处理器模块包括存储器存储元件，诸如ROM、RAM、动态RAM、静态RAM、非静态RAM、EEPROM、可重写ROM、闪存和类似物。在一个示例性实施例中，RAM 1118可用作系统的高速缓冲存储器，例如用于临时存储最新的传感器数据。

在一些实施例中，处理器模块1114包括被构造来对来自A/D转换器的原始数据流进行平滑处理的数字滤波器，例如IIR或FIR滤波器。通常，数字滤波器经过编程以对按预定时间间隔(也被称作采样率)采样的数据进行过滤。在一些实施例中，诸如当稳压器1110被构造来按不连续的时间间隔测定分析物时，这些时间间隔确定数字滤波器的采样率。在一些替代实施例中，其中稳压器1110被构造来例如使用电流-频率转换器连续测定分析物，处理器模块1114可经过编程以按预定时间间隔(也被称作获取时间)从积分器请求数字值。在这些替代实施例中，通过处理器模块1114获得的值有利地在当前测定连续期间的获取时间内平均化。因此，获取时间决定数字滤波器的采样率。

在一个实施例中，处理器模块1114还被构造来产生数据包以传输到一个或多个显示装置。此外，处理器模块1114产生数据包以例如经由遥测装置传输到这些外部源。如上所述，数据包可例如针对每个显示装置定制并且可包含任意可使用的数据，诸如具有定制的传感器数据或经过转化的传感器数据的可显示传感器信息、传感器/传感器电子装置模块ID码、原始数据、经过过滤的数据、经过校正的数据、变化速率信息、趋势信息、误差检测或纠正或类似数据。

数据储存器1120可操作地连接到处理器模块1114并且被构造来存储多种传感器信息。在一些实施例中，数据储存器存储1、3、4、5、6、7、8、9、11、11、12、13、14、15、20、30天或更多天的连续分析物传感器数据。在一些实施例中，数据储存器1120存储传感器信息，诸如原始传感器数据(一个或多个原始分析物浓度值)、经过转化的传感器数据或任意其它可显示传感器信息。

在一些实施例中，传感器电子装置单元被构造来接收以及在数据储存器(或程序存储器)中存储联系信息，包含传感器宿主和宿主的保健提供商(例如，家庭成员、护士、医生或其它保健提供商)的电话号码或电子邮件，其实现与联系人的通信(例如，经由响应警报(例如，宿主未响应低血糖警报)的电话、寻呼机或短信)。在一些实施例中，用户参数可经由显示装置诸如个人电脑、个人数字助理或类似物在传感器电子装置模块的数据储存器(或程序存储器)中编程(或修改)。用户参数可包含联系信息、警告/警报设置(例如，阈值、声音、音量或类似设置)，校正信息、字体大小、显示偏好、默认设置(例如，屏幕)或类似参数。替代地，传感器电子装置模块可被构造来对某些用户参数进行直接编程。

在一个实施例中，医疗从业者的临床数据被上传到传感器电子装置单元并且存储在例如数据储存器1120上。因此，与宿主病症、治疗、用药等相关的信息可以存储在传感器电子装置单元上并且可供宿主或其它经过授权的用户查看。在一个实施例中，某些临床数据包含在响应警告触发而传输到显示装置的数据包中。临床数据可以经由任意可使用的通信协定上传到传感器电子装置单元，例如，诸如经由无线蓝牙、红外线或RF连接或经由有线USB连接直接传输。此外，临床数据可经由间接传输上传到传感器电子装置单元，例如，诸如经由一个或多个网络(例如，局域网、个人网或广域网或因特网)或经由从医疗从业者的装置接收临床数据并且将临床数据再传输到传感器电子装置单元的中继器。

可使用单独的数据和程序存储器的多种构造的任意一种，包含提供必要的存储空间以支持传感器电子装置数据处理和存储要求的一个或多个存储器。因此，所描述的任意特定信息或程序的存储地址不意在限制，而是示例性的。

在一些实施例中，传感器电子装置单元被构造来对传感器数据(例如，原始数据流或其它传感器信息)执行平滑处理或滤波算法，其中经过平滑处理或滤波的数据存储在数据储存器中作为经过转化的数据。同时待审的美国专利申请公开案US-2005-0043598-A1、美国专利申请公开案US-2007-0032706-A1、美国专利申请公开案US-2007-0016381-A1和美国专利申请公开案US-2008-0033254-A1(各案的全文以引用的方式并入本文中)描述可用于执行本文的数据平滑处理或滤波(包括信号伪差替代)的一些算法。

在一些实施例中，传感器电子装置单元被构造来校正传感器数据，而数据储存器1120存储经过校正的传感器数据点作为经过转化的传感器数据。在一些其它实施例中，传感器电子装置单元被构造来从显示装置接收校正信息，传感器电子装置模块被构造从该传感器电子装置单元校正传感器数据。美国专利7,310,544和美国专利6,931,327(各案的全文以引用的方式并入本文中)描述可用于本文的传感器校正的一些算法。

在一些实施例中，传感器电子装置单元被构造来对传感器数据(例如，原始数据流或其它传感器信息)执行额外的算法处理，而数据储存器1120被构造来存储与算法相关的经过转化的传感器数据或传感器诊断信息。美国专利7,310,544和美国专利6,931,327(各案的全文以引用的方式并入本文中)描述可由传感器电子装置模块处理的一些算法。

用户界面1122可包含多种界面的任意一种，诸如一个或多个按钮1124、液晶显示器(LCD)1126、振动器1128、音频换能器(例如，扬声器)1130、背光或类似物。例如，可提供背光以在低亮度环境下协助用户读取LCD。包括用户界面1122的元件提供控制装置以与用户(例如，宿主)互动。一个或多个按钮1124可允许例如切换、菜单选择、选项选择、状态选择、对屏载问题的是/否响应、“关闭”功能(例如，针对警报)、“延时响闹”(例如，针对警报)、重设或类似操作。例如，可提供LCD 1126以向用户提供视觉数据输出。音频换能器1130(例如，扬声器)响应某种警报的触发提供听觉信号，诸如现在或预测的高血糖和低血糖病症。在一些实施例中，听觉信号可通过音调、音量、工作周期、类型、持续时间或类似物加以区别。在一些实施例中，听觉信号被构造成通过按压传感器电子装置模块上的一个或多个按钮1124或使用显示装置(例如，密匙、手机或类似物)上的按钮或选择发送信号给传感器电子装置模块而静音(例如，延时响闹或关闭)。

在一些实施例中，音频换能器1130安装到电路板或传感器电子装置模块外壳。在一些实施例中，音频换能器1130所产生的声音从传感器电子装置单元中的声音端口(诸如传感器电子装置单元上的孔)离开装置。孔可通过易于允许声波穿透其中的防水材料而防水或另外防潮。在一个实施例中，通过透声排气材料使孔防潮(其中该材料允许至少大约60％、70％、80％、90％、95％或更多的传输的声波穿透)，诸如螺纹型排气孔、压配合排气孔、搭扣配合排气孔、O形环排气孔和粘合排气孔或类似物。提供透声排气材料的制造商是W.L.Gore&Associate(Elkton，MD)，商标Protective Vents(Acoustic Vents)。

振动器1128可包含出于诸如上文参考音频换能器所述的原因而提供例如触觉信号或警告的电机。在一个实施例中，振动器电机1128响应一个或多个警告的触发提供信号，该一个或多个警告可由处理器模块1114触发，该处理器模块1114处理可用于确定与一个或多个警告相关的警告条件是否满足(例如，目前或预测的高血糖或低血糖病症)的算法。在一些实施例中，一个或多个不同的警告可通过强度、数量、类型、持续时间或类似物区分。在一些实施例中，警报被构造成通过按压传感器电子装置单元上的一个或多个按钮1124或使用显示装置(例如，密匙、手机或类似物)上的按钮或选择发送信号给传感器装置单元而静音(例如，延时响闹或关闭)。

在一些实施例中，振动器电机1128安装到电路板或传感器电子装置外壳。电机的直径可小于或等于大约6mm、5mm、4mm、3.5mm、3mm、2.5mm或2mm。振动器电机的总长度可小于或等于大约18mm、16mm、14mm、12mm或10mm。通过提供低功率振动器电机，可将电机放置在传感器电子装置单元中而不明显肤上传感器电子装置单元的低剖面本质。在一些实施例中，振动器电机1128用于提供振动警报，其使传感器在宿主体内振动或移动。

在另一个替代实施例中，传感器电子装置单元被构成来传输声波到宿主体内(例如，腹部或其它身体部位)，由宿主感知，从而警告宿主而无需呼叫宿主注意或允许听力受损、视力受损或触觉受损的宿主收到警告。在一些实施例中，使用传感器自带的电极将声波传输到宿主体内。在一些实施例中，提供一个或多个经皮电极(除与分析物测定有关的电极外)以传输声波。在一些实施例中，在将传感器/传感器电子装置模块固定到宿主身体上的粘合贴片中提供电极，其可用于传输声波。在一些实施例中，不同的声波用于传输不同的警报条件给宿主。声波可通过任意声音特性加以区分，诸如但不限于振幅、频率和类型。

在另一个替代实施例中，轻微电击可用于传输一个或多个警报给宿主。所发射的电击水平可对应于不会给宿主造成过度不适的水平；但是，电击水平的强度可被构造成在宿主未在一个时间期限内响应警告(例如，延时响闹或关闭)时增大。在一些实施例中，使用传感器自带的电极发射电击到宿主的身体。在一些实施例中，传感器装置包含被构造来(单独或与和分析物测定相关的电极组合)发射电击给宿主的一个或多个额外的电极。在又一个实施例中，一个或多个电极设置在宿主皮肤上(诸如粘合贴片中)用于发射电击。替代地，提供一个或多个额外的贴片(各包含一个电极)用于发射电击。额外的贴片可与传感器电子装置模块有线或无线通信。

遥测模块1132可操作地连接到处理器模块1114并且提供实现传感器电子装置单元与一个或多个显示装置之间的无线通信的硬件、固件和/或软件。可在遥测模块1132中实施的多种无线通信技术包含无线电频率(RF)、红外线(IR)、蓝牙、扩频通信、跳频通信、ZigBee、IEEE 802.11/802.16、无线(例如，蜂窝)电信、寻呼网络通信、磁感应、卫星数据通信、GPRS、ANT或类似技术。在一个实施例中，遥测模块包括蓝牙芯片。在一些实施例中，将蓝牙技术与遥测模块1132和处理器模块1114组合实施。

电池1134可操作地连接到处理器模块1114(和可能传感器电子装置单元的其它元件)并且提供传感器电子装置单元所需的电力。在一个实施例中，电池是锂-二氧化锰电池，但是可使用其它任意适当大小和电力的电池(例如，AAA、镍-镉、锌-碳、碱性、锂、镍-氢、锂离子、锌-空气、锌-氧化汞、银-锌或不透气密封电池)。在一些实施例中，电池可再充电。在一些实施例中，用多个电池给系统供电。

电池充电器或调节器1136可被构造来从内部充电器或外部充电器接收能量。在一个实施例中，电池调节器(或平衡器)1136通过泄放过剩充电电流来调节再充电过程以允许传感器电子装置模块中的电池完全充电而不使其它电池过度充电。在一些实施例中，电池1134(或电池)被构造成经由感应或无线充电垫充电。可采用给电池充电的多种已知方法的任意一种，其可用本文所述的系统实施，包含有线(电缆/插头)和无线方法。

可提供一个或多个通信端口1138(也被称作外部接头)以允许与其它装置通信，例如可提供PC通信(com)端口以实现与传感器电子装置模块独立或一体化的系统通信。通信端口例如可包括串行(例如，通用串行总线或“USB”)通信端口；允许与另一个电脑系统(例如，PC、个人数字助理或“PDA”、服务器或类似物)通信。在一个示例性实施例中，传感器电子装置单元能够传输历史数据给PC或其它计算装置供病人或医生进行回溯分析。

在一些连续分析物传感器系统中，传感器电子装置单元和/或另一个电脑系统的处理器模块被构造来执行用于产生经过转化的传感器数据或可显示传感器信息的回溯算法，包含例如评估参考或传感器数据的临床可接受性、基于选纳入标准评估最佳校正的校正数据、评估校正的质量、将估计的分析物值与对应于测定的分析物值的时间作比较、分析估计的分析物值的变化、评估传感器或传感器数据的稳定性、检测信号伪差(噪声)、替代信号伪差、确定传感器数据的变化速率或趋势、执行动态和智能分析物值估计、对传感器或传感器数据执行诊断、设置操作模式、评估异常情况的数据或类似操作的算法，其更详细地描述于美国专利7,310,544、美国专利6,931,327、美国专利申请公开案US-2005-0043598-A1、美国专利申请公开案US-2007-0032706-A1、美国专利申请公开案US-2007-0016381-A1、美国专利中请公开案US-2008-0033254-A1、美国专利申请公开案US-2005-0203360-A1、美国专利申请公开案US-2005-0154271-A1、美国专利申请公开案US-2005-0192557-A1、美国专利申请公开案US-2006-0222566-A1、美国专利申请公开案US-2007-0203966-A1和美国专利申请公开案US-2007-0208245-A1(各案的全文以引用的方式并入本文中)。此外，传感器电子装置单元可被构造来存储经过转化的传感器数据(例如，值、趋势信息)以及将可显示传感器信息传达到多个不同显示装置。在一些实施例中，显示装置是“名义上的”装置，即其被构造来显示如接收自传感器电子装置单元的可显示传感器信息，而不进行任何额外的传感器数据处理。

如本文其它部分所述，在一些实施例中，传感器装置可包括与安装单元联合的传感器电子装置单元。替代地，如图5D和图5E所示，传感器电子装置单元590可以经由系留连接可拆卸地连接到传感器装置500的安装单元以使宿主能在活动(诸如淋浴、游泳或健身)期间去除传感器电子装置单元590。在一些情况下需要系留构造，因为其将与传感器电子装置单元590相关的任何移动、压力和其它伪差与传感器装置500隔离。因此，使用系留构造，与传感器电子装置单元直接连接到电极的情况相比，降低(或消除)了任意上述伪差转移到电极的风险。如图5F所示，在一些实施例中，多个传感器装置502、504可以连接到传感器电子装置单元590。在其它实施例中，一个或多个传感器装置可以各自与一个工作电极相关联，而另一个传感器装置可以与一个参考电极相关联。替代地，多个传感器装置中的每一个可以各自包括一个工作电极和参考电极。

图12图示了包括多个传感器装置的传感器系统的另一个实施例。与图5F图示的实施例不同，在这个特定的实施例中，独立的传感器装置1210各自附接到可包括传感器电子装置的叠层1220，从而组合在一起形成一个传感器阵列1200。替代地或此外，叠层1220可包括被构造来传输传感器数据到远程电脑系统的发射器。传感器数据到远程电脑系统的传输可无线或替代地经由提供传感器与传感器电子装置单元之间的电连接的系绳执行。叠层1220可包括多个层，包含用于将叠层粘合到皮肤的粘合层。在某些实施例中，叠层1220和传感器阵列1200可为一次性的并且被构造成用于单次使用。叠层1220的顶部表面可设有位于多个传感器装置1210顶部的标记，使得用户可以看见应在何处施加压力以穿透皮肤插入传感器装置1210。叠层的额外细节在本文的其它部分描述并且包含对应于图10A和图10B所示的叠层的描述。

在一些实施例中，多个传感器装置1210被构造成大致等同并且可共同提供在宿主组织的某些区域中执行并行测定的能力。并行测定提供冗余并且可增大总体测定的准确性和可靠性，因为可以(例如，藉由将多个测定值平均化和/或剔除偏离平均值达预定值的离群测定值)处理多个测定。

在其它实施例中，除插入部位的差异外，传感器阵列的传感器装置的多种特性也可能不同。例如，可调节阵列的一些传感器装置以在低分析物浓度下检测分析物，同时可调节相同阵列的其它传感器装置以在高分析物浓度下检测分析物。作为另一个实施例，传感器阵列的不同传感器装置可被构造来穿透皮肤达不同预先选择的深度并且驻留在皮肤的不同层(例如、生发层、真皮、皮下层)中。在一些实施例中，某些传感器装置1210可用于检测不同的分析物。例如，阵列1200的一个或多个传感器装置1210可被构造来检测葡萄糖，而其它传感器装置1210可用于检测乳酸、尿酸或其它分析物。在一些实施例中，传感器阵列1200被构造来从身体的不同局部提供生理信息，例如与伤口愈合、肌肉中的乳酸、干扰物存在、心脏监测等相关的信息。接着可处理从不同传感器装置1210收集的信息(例如，作为用于触发校正、更新校正和/或验证或拒绝来自参考分析物监测器的不准确的参考分析物值的算法的输入)以产生可显示给用户的分析物浓度值。可收集的其它信息包含对应于可能影响传感器特性(例如，传感器灵敏度或基线)的参数的信息。

在一些实施例中，从多个传感器装置1210收集的信息可用于为确定阵列1200中的哪个传感器装置1210可能提供更具代表性或更准确的分析物测定的基础。例如，如果阵列1200局部内的一定数量的传感器装置1210与其它局部的传感器装置1210相比提供彼此更一致(例如，较小标准偏差)的测定值，那么可处理此信息从而为这个特定的局部赋予更高的置信水平。接着，传感器装置测定值的平均化可通过为来自与这个特定的局部相关的传感器装置1210赋予比来自与其它局部相关的其它传感器装置1210的测定值大的权重而考虑此信息。

替代地，多个传感器装置1210可用于提供与某一参数沿着传感器阵列1200所覆盖的区域的平面的差异相关的信息。参数可能与生理信息(诸如分析物浓度)相关，从而可测定分析物浓度梯度。在一个实施例中，传感器阵列1200可被构造来检测某一局部(例如，在某些肌肉)中因健身而出现的乳酸堆积。了解乳酸水平使得人们(例如，参加长距离跑步竞赛的运动员)可确定并且设置目标步速(例如，某一跑步步速以达到目标时间)。作为另一个实施例，参数可与药物浓度相关，从而可确定身体对药物吸收速率。

在某些实施例中，一个或多个传感器装置1210可用作参考电极和/或一个或多个其它传感器装置1210可用作反电极。在另外其它实施例中，叠层的一部分(例如，接触皮肤的部分)可用作参考电极或反电极。

在一些实施例中，传感器装置可包含按压皮肤表面以在皮肤表面形成张紧力的皮肤张紧器。图13A和图13B图示了一个这种实施例的截面侧视图，图13A代表传感器装置1310在布置前的被张紧构造，而图13B代表布置后的放松构造。如所示，传感器装置1310配备允许皮肤表面1330受到跨被皮肤张紧器1370所覆盖的某一皮肤区域的大致均匀或均衡的张紧。传感器装置插入前的皮肤张紧可在待插入皮肤之下的传感器装置的一部分的侧向移动最小的情况下实现更稳定的插入。接着，这还可进一步降低对用户造成的不适。在一些实施例中，皮肤张紧器1370可由具有柔性并且允许其顺应皮肤表面1330轮廓的多种柔性材料(例如，硅酮、聚氨酯、氯丁橡胶)的任意一种形成。但是，在其它实施例中，皮肤张紧器可由刚性材料形成。

如图13A和图13B所示，皮肤张紧器1370可由突出元件形成，该突出元件被构造成在压靠皮肤表面1330时向外弯曲。虽然示作在与皮肤表面1330接触前相对于传感器装置1310的下表面以大约135度的角度α向外突出，但是考虑皮肤张紧器1370可相对于传感器装置1310的下表面以大于90度并且小于180度的任意角度突出。在一些实施例中，角度α可以从100度到170度、或从115度到155度、或从125度到145度。皮肤张紧器1370可被构造来限定类似多种形状的任意一种的区域。在一个实施例中，皮肤张紧器限定大致类似圆形的形状。但是，考虑在其它实施例中，皮肤张紧器可限定类似椭圆形、正方形、矩形或形成围封的任意其它形状的形状。

在使用期间，当将传感器装置1310放置在皮肤表面1330上时，形成含有空气的凹穴1360。当在朝向皮肤表面1330的方向上(例如，由用户)施加压力到传感器装置1310时，凹穴1360中的一些空气逸出，从而在凹穴中形成相对负压。因此，皮肤张紧器1370允许传感器装置1310更牢固地固定在皮肤表面1330。在其它实施例中，皮肤张紧器可配备真空机构，在将皮肤张紧器1370应用到皮肤表面1330时该真空机构允许从形成的空气凹穴将空气吸出。在一个实施例中，真空机构可包括当向传感器装置施加向下压力时将空气从凹穴释放的单向气阀。当将空气从凹穴1360吸出时，皮肤表面1330被拉紧并且还可以朝向传感器装置1310的穿刺针头1354向上张紧。

如图13A和图13B所示，传感器装置1310包括螺旋弹簧1320、传感器插入引导部1340、夹持器1350和上述皮肤张紧器1370。螺旋弹簧1320的一端形成被构造成插入皮肤表面1330之下的活体内部分1322。传感器装置1310的其它部分被构造成保留在皮肤表面1330之上。螺旋弹簧1320可由具有高弹簧常数的材料形成。在制作期间，螺旋弹簧1320被张紧且活体内部分被放置到传感器插入引导部1340中以在插入期间防止弯曲。夹持器1350使传感器1310装置保持张紧状态即负载状态。在使用期间，在传感器装置1310固定到皮肤使得传感器装置1310可供插入后，(例如，藉由拔出突片)去除夹持器1350。由于张紧/弹簧力，传感器装置1310的活体内部分1322经由传感器插入引导部1340穿透皮肤表面1330插入。

图14A、图14B和图14C图示了包括皮肤张紧器1470的传感器装置1410的另一个实施例。如图14A所示，传感器装置1410还包括容纳传感器单元1450的传感器插入引导部1440，该传感器单元1450包括设计用于放置在皮肤表面1430下方的活体内部分1422。在使用期间，如图14B所示，首先将传感器装置1410固定到皮肤表面1430。接下来，如图14C所示，将传感器单元1450向下推以导致布置。这可通过多种方式的任意一种实现。例如，在一些实施例中，向下推力可以源自用户(例如，通过按压按钮)直接在传感器单元1450上施加压力的动作。在其它实施例中，向下推力可以源自用户将某些元件(例如，发射器、传感器电子装置单元)附接到传感器装置1410上的动作。

在一些实施例中，传感器装置可包括基于微机电系统(MEMS)的技术，其允许最小侵入性装置的微型化。使用半导体制作技术，MEMS技术允许将高水平的功能性封装到微型针头中。采用MEMS技术的另一个优点是其允许晶圆级传感器装置的构建，其可减少制作期间所需步骤的数量。

图15A示出基于MEMS技术构建的传感器装置1510的一个实施例。传感器装置1510包含可由半导体材料(例如，硅)形成的传感器主体1590。传感器装置1510还包含活体内部分1560，该活体内部分1560包括工作电极1522、支撑部件1530和参考电极1524。可通过硅的氧化以在传感器主体1590的表面上产生薄的氧化物层从而实现绝缘以防止工作电极1522与参考电极1524之间的电连接。此外或替代地，可将绝缘材料(例如，碳化硅、聚酰亚胺)沉积到传感器主体1590上以提供绝缘。传感器装置1510的活体外部分1570包括针头底座1516，该针头底座1516包括用于提供工作电极1522与传感器电子装置单元之间的电连接的接触件1558。

工作电极1522包括组织穿刺元件1512，该组织穿刺元件1512包含锋利的远侧尖端。工作电极1522可通过使用已知的微电子制造方法(例如，光刻法、溅射和外延生长)将薄膜导电材料(例如，铂)层图案化。如提供工作电极1522的特写图的图15B所示，工作电极1522形成在传感器装置1510的内凹部分中。凹部允许膜(未绘示)沉积到工作电极1522上，并且还提供膜保护使得膜在传感器装置插入期间不被污染或损伤。可使用任意已知沉积技术沉积不同的膜层，诸如浸镀、喷镀或喷墨式材料沉积。在一些实施例中，取代(或补充)采用凹部提供膜保护，可通过将工作电极(和与之相关联的膜)封装或嵌入将在生理环境中化学分解的有机、生物可降解材料(诸如碳水化合物)中而保护膜。但是，考虑在其它实施例中，在传感器装置插入期间可使用可通过施加少量电流溶解的无机材料(例如，金箔)密封和保护膜。可通过将一层导电材料(例如，诸如含银材料)施加到传感器装置1510未电连接到工作电极1522的一部分上而形成参考电极1524。替代地，可通过将导电材料施加到传感器装置的背面提供参考电极。虽然在图15A中示作位于传感器装置1510的活体内部分1560中，但是在某些实施例中，例如，参考电极可存在于传感器装置1510接触皮肤表面的位置上的活体外部分1570中。虽然未示出，但是考虑在一些实施例中，可采用由导电材料(例如，铂)形成的反电极补充或取代参考电极1524。

图16图示了基于MEMS技术构建的传感器装置1610的又一个实施例。在这个特定的实施例中，工作电极1622沉积在传感器主体1690上，而非组织穿刺元件上。如所示，传感器主体1690上沉积工作电极1622的部分相对于传感器装置1610的组织穿刺元件1612内凹。因此，可在传感器插入过程期间保护沉积/形成在工作电极1622上方的膜(未绘示)不层离。

图17A图示了基于MEMS技术构建的传感器装置1710的又一个实施例。图17A所示的实施例与图16所示的实施例的不同之处在于传感器主体1790包括从传感器主体1790的表面向外突出的支柱1792，该支柱1792可形成工作电极1722或支撑沉积在其上方形成工作电极的导电材料。图17B是沿着图17A的线17B-17B的截面侧视图。如图17B所示，膜1794可沉积到工作电极1722上并且在传感器插入过程期间由支柱1792保护而不层离。

远程电脑系统

在一些实施例中，传感器数据可无线传输到远程电脑系统。无线传输可为远程电脑系统与传感器电子装置之间RF链路(例如，蓝牙、Wi-Fi、蜂窝等)并且可为单向或双向的。远程电脑系统可包含促进或允许传感器数据的进一步处理和/或显示的多种装置的任意一种，例如，诸如询问传感器电子装置以下载传感器数据的读取器、记录器、数据库、传感器接收器、个人数字助理(PDA)、MP3播放器、对接站、个人电脑(PC)或膝上型电脑、工作站、胰岛素泵和/或类似装置。此外或替代地，传感器数据可经由有线链路诸如通过电缆(例如，LAN或USB线等)传输到远程电脑系统。

在一些实施例中，远程电脑系统提供多数传感器数据处理和显示并且由用户方便地选择穿戴和/或去除。因此，传感器系统可以不连续地穿戴并且可提供多数传感器数据处理和显示的接收器可由用户方便地选择穿戴和/或去除。远程电脑系统可包含诸如参考美国专利公开案US-2005-0027463-A1(其全文以引用的方式并入本文中)更详细所述之用于回溯和/或主动启动校正、转换传感器数据、更新校正、评估所接收的参考数据和传感器数据和评估分析物传感器的校正的程序。

制造方法

可使用多种工艺的任意一种制作本文所述的传感器装置的实施例。在一些实施例中，可包括传感器、组织穿刺元件和/或支撑部件的传感器单元可由单一工件形成，例如，由线、平坦基板或任意其它类型的长形主体形成。蚀刻工艺可用于去除长形主体的某些部分以在其上形成电活性表面，从而形成对应于工作电极的内凹区域或窗区域/表面。蚀刻工艺可包括多种技术的任意一种，诸如化学蚀刻、雷射切除、喷砂清理或其它类似技术。在一些实施例中，在蚀刻工艺前可将长形主体的部分遮蔽以限定电活性表面的边界。在蚀刻工艺后，可使用多种其它类型的涂布工艺的任意一种将包括酶的膜沉积到长形主体上，例如，诸如浸镀、喷涂或气相沉积。随后，可清洁长形主体并且将其切割分离成单独的传感器单元。可将多种已知切割机构的任意一种(例如，诸如液压切割装置)用于分离工艺。在某些实施例中，长形主体可经历表面处理工艺(例如，等离子处理)。在分离工艺后，传感器单元可经历进一步处理以使组织穿刺元件的尖端的远端变锋利并且将传感器装置的其它元件(例如，安装单元、传感器电子装置单元、电接触件)接合。应当了解，上述工艺仅为示例性，并且一些步骤可省略或由其它步骤替代。例如，虽然可采用卷对卷连续处理执行上述工艺，但是也可以使用其它连续处理或批量处理。作为另一个实施例，虽然在上述工艺中，组织穿刺元件、支撑部件和/或传感器由单一工件形成并且共同形成传感器单元，但是在其它实施例中，这些元件可形成为单独的工件并且单独处理。随后将这些工件组装在一起形成传感器单元。还应当了解虽然方法步骤以特定顺序描述，但是各种步骤无需按顺序或按上述顺序执行。

成套装置

根据本文所述的实施例的传感器装置可供选择地以成套装置形式提供给用户。成套装置可包括包装在一个适当的容器中的一个或多个传感器装置和传感器电子装置单元。在一些实施例中，传感器装置可大致为模块并且由多个待组装的元件(例如，组织穿刺元件、传感器主体、安装单元、传感器电子装置单元)形成。成套装置还可包含详细介绍组装和/或使用成套装置元件的方法的说明书或用户手册。

本文以引用方式并入的公开案和专利或专利申请与本说明书所含公开内容相抵触的，以本说明书内容为准。

除非另有明确说明，否则本文献中所使用的术语和短语及其变型应当解释为开放式而非限制性。作为上述内容的一个实施例，术语“包含”应解读为意指“包含但不限于”或类似含义；如本文所使用的术语“包括”与“包含”、“含有”或“特征为”同义而且含义范围广或开放并且不排除额外的、未提及的元件或方法步骤；术语“实施例”用于提供所述项目的示例性实例，而非详尽或限制为其列表；诸如“已知”、“传统”、“常见”、“标准”的形容词和类似含义的术语不得解释为将所述项目限制为特定时间周期或截止特定时间可使用的项目，而是应解读为涵盖目前或将来任何时候可使用或已知的已知、常见或标准技术；如“优选”、“所需的”或“需要的”和类似含义的术语的使用不得理解为暗示某些特征对于本发明的结构或功能而言是关键的、必要的或甚至重要的，而是仅旨在强调可以或不可以在本发明的特定的实施例中使用的替代或额外特征。同样地，用连词“和”连接的一组项目不得解读为要求这些项目中的每一个都出现在该组中，而是应解读为“和/或”，除非另有明确规定。类似地，用连词“或”连接的一组项目不得解读为规定组内的互相排他性，而是应解读为“和/或”，除非另有明确规定。此外，如本申请案中所使用，冠词“一”和“一个”应解释为提及冠词的一个或多个(即至少一个)语法标的物。举例来说，“一个元件”意指一个元件或多个元件。

在一些情况下存在广义词和短语(诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其它类似短语)不得解读为意指在不存在这些广义短语的情况下期望或规定范围较窄的含义。

在所有情况下，本说明书中用于表示配方数量、反应条件等等的所有数字应当理解为由术语“大约”修饰。因此，除非有相反的规定，否则本文所述的数字参数是可取决于企图获得的所要性质而变化的近似值。在绝非视图将等同原则申请限于要求本申请的优先权的任意申请中的任意权利要求的范围的情况下，应当将各个数字参数按有效数字位数和常见的四舍五入方法进行解释。

此外，虽然为了阐明和理解的目的已通过图示和实施例详细描述上述内容，但是应当了解某些变更和修改可行。因此，这些描述和实施例不得解释为将本发明的范围限制为本文所述的特定实施例和实施例，而是也覆盖符合本发明的的真实范围和精神的所有修改例和替代例。

Claims (18)

1.一种用于测定分析物浓度的传感器装置，所述传感器装置包括：

传感器单元，其包括具有组织穿刺元件和传感器主体的活体内部分，所述传感器主体包括至少一个电极和覆盖所述至少一个电极的至少一部分的膜；和

安装单元，其被构造来将所述传感器装置支撑在宿主皮肤的外表面上。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述安装单元包括引导部分，其被构造来引导所述传感器单元的所述活体内部分穿透宿主皮肤插入并且支撑所述传感器单元的柱强度使得所述活体内部分能够穿透宿主皮肤插入而不明显弯曲；并且其中，所述引导部分被构造成在所述传感器单元的所述活体内部分插入期间保留在活体外。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，所述组织穿刺元件在所述引导部分的支撑下能够承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

4.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述组织穿刺元件被构造来在所述传感器单元的所述活体内部分插入期间保护所述膜不受损。

5.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，横向于所述组织穿刺元件的纵向轴线的截面的最大尺寸大于横向于所述传感器主体的纵向轴线的截面的最大尺寸。

6.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述至少一个电极包括工作电极和参考电极。

7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述传感器主体还包括被构造来在所述传感器单元插入期间保护所述膜不受损的支撑部件。

8.根据权利要求7所述的传感器装置，其中，所述至少一个电极是支撑部件。

9.根据权利要求7所述的传感器装置，其中，所述支撑部件在所述安装单元的引导部件的支撑下能够承受大于大约1牛顿的轴向载荷而无明显弯曲。

10.根据权利要求7所述的传感器装置，其中，所述支撑部件被构造来支撑所述至少一个电极的至少一部分。

11.根据权利要求7所述的传感器装置，其中，所述支撑部件被构造成基本上围绕所述至少一个电极。

12.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述安装单元包括可操作和可拆卸地连接到所述传感器主体的传感器电子装置单元。

13.根据权利要求12所述的传感器装置，其中，所述传感器电子装置单元被构造成位于传感器插入部位之上。

14.一种用于测定分析物浓度的传感器阵列，所述传感器阵列包括：

叠层，其包括被构造来将所述叠层粘合到宿主皮肤的粘合层；和

多个传感器装置，每个传感器装置附接到所述叠层并且每个传感器装置被构造来在不同插入部位上穿透皮肤插入，其中，每个传感器装置包括传感器单元和被构造来将所述传感器装置支撑在宿主皮肤的外表面上的安装单元，所述传感器单元包括具有组织穿刺元件和传感器主体的活体内部分，所述传感器主体包括至少一个电极和覆盖所述至少一个电极的至少一部分的膜。

15.根据权利要求14所述的传感器阵列，其中，所述叠层包括可操作地连接到所述传感器装置的传感器电子装置。

16.根据权利要求14所述的传感器阵列，其中，所述多个传感器装置被构造来提供分析物浓度的并行测定。

17.根据权利要求14所述的传感器阵列，其中，所述多个传感器装置包括第一传感器装置和第二传感器装置，其中，所述第一传感器装置被构造来在分析物浓度的第一范围内测定分析物浓度，而所述第二传感器装置被构造来在分析物浓度的第二范围内测定分析物浓度，其中，所述第一范围不同于所述第二范围。

18.根据权利要求14所述的传感器阵列，其中，所述多个传感器装置包括第一传感器装置和第二传感器装置，其中，所述第一传感器装置包括被构造成驻留在宿主组织内的第一深度处的第一传感器主体，其中，所述第二传感器装置包括被构造成驻留在所述宿主组织内的第二深度处的第二传感器主体，并且其中，所述第一深度不同于所述第二深度。

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