CN103908266B - 微型体液采样器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微针微型体液采样器，其包括微针、微针固定器、和微针固定贴士。本发明的微型体液采样器用手指力将单针或多针刺入到皮肤中，从身体中以合适流速抽取合适量的体液，结合微泵用于体液中分析物的连续监测，特别适合应用于体液中的血糖连续监测。本发明的体液采样器结构紧凑、容易使用；本发明的体液采样器在大气压力下使用，取样时，一方面死体积小，结果可靠和准确，另一方面时间延迟非常短，可以用于连续监测，并且取样后不需要将抽取的体液送回到身体中。

Description

微型体液采样器
技术领域
本发明涉及临床上样品的制备，特别涉及一种微型体液采样器。
背景技术
血糖的自我监测系统（SMBG），如血糖测试试纸条和血糖仪，广泛地用于血糖的检测。这种血糖的自我监测系统需要实时从患者身体上采集测试血糖用的样品。一种商用但不是普通消费产品的连续血糖监测是GlucoDay，应用微透析的原理，将有透析膜的一个约25mm长小导管手术植入皮下组织，通过透析液将体内的血糖带到体外，用位于体外的葡萄糖传感器测量透析液中的葡萄糖，并换算成体内的血糖浓度。使用这个系统进行体液采样的局限性：手术植入透析导管；插入点的局部组织损伤和炎症造成信号漂移；由于葡萄糖在体内组织和透析液之间的平衡需要时间，导致较长的滞后时间，而且这与透析液流量有关。
可穿戴血糖表设备采用反离子电渗技术，非常小的电流可通过完整皮肤将葡萄糖标本收集到凝胶盘上，进行测定。这种采用反离子电渗技术的取样技术可以用于连续监测血糖，但是这种监测血糖不可靠、不准确、和受汗水干扰。
微型化侵入式SpectRx的生物光子技术使用激光设备在皮肤的角质层中产生直径小于100μm的微孔。通过这些微孔和由泵提供动力的轻微吸管在膜片中收集组织液。这种取样技术可以用于连续监测，但是这种技术是需要多个步骤、复杂体积庞大的系统、抽取很多体液、大的死体积以及滞后时间。
Arkal医疗技术使用微针阵列将组织液取出用于间歇测量，没有连续流和没有连续监测。在美国专利US7949382B2中公开了使用驱动器移动流体，例如通过单向瓣阀将贮存器中流体运送到感应区域，但是这种取样技术不能用于连续监测，且系统是复杂的。
在美国专利8050729B2中描述了一种使用压电泵用导管(针)提取体液到流体槽；流体传输系统包括喷射液滴的喷嘴和在流体内生成压力脉冲的脉冲生成器，以便于从喷嘴喷射液滴。压力调节阀维持流体槽中压力大于大气压力。这种取样技术是复杂和具有风险的系统，其中流体槽中压力大于大气压力，对于患者的使用是不利的。
另外的一些体外系统，将从体内抽取的血液的一小部分通过多个泵送到体外的葡萄糖传感器，进行血糖的测定；同时，将抽取的血液的绝大部分通过清洗装置清洗后送回体内。这样一个系统是非常复杂和危险的，并且价格昂贵，使它难以应用在必需快速设置或简陋的工作环境中，如家庭医疗保健或急诊室。体液的抽取量应极大的减少，以使得提取液刚刚足够用于连续的血糖监测，因为没用的过多提取液返回体内是不安全的。
为了克服现有技术在连续血糖监测中上述取样技术的缺陷，本发明提供一种微型体液采样器。
发明内容
为了解决现有技术的上述不足，本发明目的是提供一种微型体液采样器，所述微型体液采样器的技术方案如下。
微型体液采样器，其包括：
微针，微针固定器，和微针固定贴士；
所述微针固定器包括：在底部具有孔的凸起插头，在侧面的流体出口，微针固定器内的流体通道，和微针固定器主体；
所述微针固定贴士包括：微针固定贴士主体中的凹入插座，凹入插座中的孔，在凹入插座周围的凸缘，和贴在凸缘底部上的医用粘合剂；
所述微针固定器的凸起插头位于微针固定器的底部，所述凸起插头的底部孔用于容纳微针，微针密封地固定在凸起插头的底部孔中，并且伸出凸起插头；
所述微针在微针体中具有将所述微针固定器的流体出口与体液连通的孔；
所述微针固定贴士的孔和凹入插座分别与所述微针和所述微针固定器的凸起插头在位置、尺寸和几何形状上匹配。
在一种实施方式中，所述微针固定器中凸起插头的底部具有多个孔和多个所述微针密封地固定在插头的底部，所述固定贴士内凹入插座和多个孔分别与所述凸起插头和多个微针在位置、尺寸和几何形状上匹配。
在一种实施方式中，在微针固定器中具有用于聚集来自多个微针的多个流体流动路径进入到一个路径中的通道。
在一种实施方式中，体液采样器面积小于5cm2，高度小于10mm。
在一种实施方式中，所述微针的外径优选地小于380um。
在一种实施方式中，微针伸出凸起插头的长度通常小于10mm，优选地小于5mm，和更优选地小于3mm；当微型体液采样器用于取样血糖样品时，微针伸出凸起插头的长度优选地小于5mm。
在一种实施方式中，通过调节伸出固定器插头的长度来控制微针植入体内深度，通过穿入皮肤中不同的深度来取样不同体液，例如可以取样组织液、血液、或者组织液和血液的混合物。
在一种实施方式中，微针可以以不同角度插入体内，优选地角度为90度。
在一种实施方式中，微针穿入体内并留在体内进行长时间采样，对皮肤及皮下组织只有微创或几乎无创，这样极大地减少了身体对进入体内微针的反应。
在一种实施方式中，微针可以由任何生物兼容性并且有机械强度的材料制成，例如由不锈钢、钛及钛合金、硅及其化合物、钨合金、塑料、陶瓷等等制成；微针可以从市场上购买，例如皮下注射器针头、Kumetrix’s硅微针等等。
在一种实施方式中，微针固定器内的流体通道和在侧面的流体出口形状和大小可以根据需要进行选择，优选地是它们直径小于400um；流体通道长度小于20mm。
在一种实施方式中，用于辅助微针进入并固定在体内的微针固定器插头可以使用任何合适的形状和大小，优选地为直径小于8mm的凸出的圆锥体。
在一种实施方式中，微针固定器尺寸与固定微针的数量有关，当是单个微针时，微针固定器的面积优选地小于3cm2。
在一种实施方式中，微针固定器可以由可用于医疗设备的材料制成，例如由塑料、橡胶、金属、陶瓷等制成。塑料可以是PE、PP、POM、PTFE、PES、PSU、PEEK、PC、PU、和医疗级PVC等等；橡胶可以是硅橡胶等等；金属可以是不锈钢、钛、钛合金、铝、铝合金等等。
在一种实施方式中，微针固定器可机械加工或模具制造的方法进行制造。
在一种实施方式中，微针固定贴士内用于辅助微针进入并固定在体内的凹入插座是直径小于10mm凹入的圆锥腔。
在一种实施方式中，微针固定贴士尺寸与固定微针的数量有关，，当是单个微针时，微针固定贴士的面积优选地小于5cm2。
在一种实施方式中，微针固定贴士底面有带胶的宽边，用于将整个体液采样器固定在采样处皮肤表面，长时间采样。
在一种实施方式中，贴在凸缘底部上的医用粘合剂是创可贴式的胶。
在一种实施方式中，微针固定贴士的材料是对皮肤无刺激的医用材料，例如塑料和橡胶，塑料可以是PE、PTFE、PES、PU、医疗级PVC等等；橡胶可以是硅橡胶等等。
在一种实施方式中，微针固定贴士可机械加工或模具制造的方法进行制造。
在一种实施方式中，整个体液采样器固定在采样处皮肤表面，长时间采样。
在一种实施方式中，微针固定器流体出口可以直接连接至微泵。
在一种实施方式中，微针固定器流体出口可以通过生物芯片，然后连接至微泵。
本发明的微型体液采样器用手指力将单针或多针刺入到皮肤中，从身体中以合适流速抽取合适量的体液，结合微泵用于体液中分析物的连续监测，特别适合应用于体液中的血糖连续监测。本发明的体液采样器结构紧凑、容易使用；本发明的体液采样器在大气压力下使用，取样时，一方面死体积小、结果可靠和准确，另一方面时间延迟非常短，可以用于连续监测，并且取样后不需要将抽取的体液送回到身体中。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是单微针微型体液采样器的拆分和组装结构示意图；
图2是单微针微型体液采样器的拆分和组装结构示意图沿A-A和B-B线的剖视图；
图3是多微针微型体液采样器的拆分和组装结构示意图；
图4是多微针微型体液采样器的拆分和组装结构示意图沿C-C线的剖视图。
具体实施方式
为了使本领域技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1单微针微型体液采样器
参见图1和图2，体液采样器包括三个主要组件：微针101，微针固定器1，和微针固定贴士2。微针101在微针体中具有通道，该通道具有能够将出口103与体液连通的孔。
微针固定器1包括以下四个部分：在底部具有孔的凸起插头102，在侧面的流体出口103，微针固定器1内的流体通道104，和微针固定器主体105。凸起插头102位于微针固定器1的底部和在凸起插头102的底部孔用于容纳单微针101。微针101密封地固定在凸起插头102的底部孔中，并且以特定长度伸出凸起插头102，伸出凸起插头102的长度通常小于10mm，优选地小于5mm，和更优选地小于3mm。流体通道104连接微针101和出口103。
微针固定贴士2包括以下四个部分：在凹入插座202中的孔201，在微针固定贴士主体204中间的凹入插座202，在凹入插座202周围的凸缘203，和贴在凸缘203的底部上具有衬垫的医用粘合剂205。孔201和凹入插座202两者分别与微针101和凸起插头102在位置、尺寸和几何形状上精确地匹配。
当体液取样时，用酒精清洁皮肤取样部位，剥去医用粘合剂205的衬垫，将凸缘203贴在皮肤取样部位；将凸起插头102放入凹入插座202中，并且保证伸出微针101在孔201处对准，然后用手指力按压固定器主体105，推动固定的微针101通过孔201穿刺进入皮肤中，并且保留在皮肤中，由贴在皮肤上的微针固定贴士2固定住。刺入皮肤的深度由伸出微针101的长度控制，和凸起插头102限制穿入深度以保证安全，不管使用者的技能如何。可以通过穿入皮肤中不同的深度来取样不同体液，例如可以取样组织液、血液、或者组织液和血液的混合物。
根据特定应用需要，流体出口103可以直接连接至微泵，或者先通过其它装置，例如生物芯片，然后连接至微泵。当运行连接的微泵时，体液连续或间断地从植入微针101中抽取，流动通过流体通道104和流出出口103，进入到检测装置中用于连续监测体液中的分析物，例如体液中的血糖、乳酸等等。
当需要去除时，用手指将整个微针固定器1和微针固定贴士2从皮肤拿开，然后将其安全地丢弃。
实施例2：多微针微型体液采样器
参见图3和图4，单微针微型体液采样器和多微针微型体液采样器之间的主要区别是：在微针固定器1中凸起插头102的底部的多个孔和多个微针101密封地固定插头102的底部。同时，在固定贴士2内凹入插座202和多个孔201分别与凸起插头102和多个微针101在位置、尺寸和几何形状上精确地匹配。在微针固定器1中另外通道106用于聚集来自多个微针的多个流体流动路径进入到一个路径中，连接到流体通道104和出口103。
当将凸起插头102放入到凹入插座202中时，确保在推动凸起插头102进入到凹入插座202中时，伸出的多个微针101精确地对准它们相应孔201。
多微针微型体液采样器的其它结构、运行和操作方式与实施例1中的单微针微型体液采样器基本相同，这里不重复地说明。
应该理解到披露的本发明不仅仅限于描述的特定的方法、方案和物质，因为这些均可变化。还应理解这里所用的术语仅仅是为了描述特定的实施方式方案的目的，而不是意欲限制本发明的范围，本发明的范围仅受限于所附的权利要求。
本领域的技术人员还将认识到，或者能够确认使用不超过常规实验，在本文中所述的本发明具体实施方案的许多等价物。这些等价物意欲包含在所附的权利要求中。

Claims (10)

1.微型体液采样器，其特征在于，其包括：
微针，微针固定器，和微针固定贴士；
所述微针固定器包括：在底部具有孔的凸起插头，在侧面的流体出口，微针固定器内的流体通道，和微针固定器主体；
所述微针固定贴士包括：微针固定贴士主体中的凹入插座，凹入插座中的孔，在凹入插座周围的凸缘，和贴在凸缘底部上的医用粘合剂；
所述微针固定器的凸起插头位于微针固定器的底部，所述凸起插头的底部孔用于容纳微针，微针密封地固定在凸起插头的底部孔中，并且伸出凸起插头；
所述微针在微针体中具有将所述微针固定器的流体出口与体液连通的孔；
所述微针固定贴士的孔和凹入插座分别与所述微针和所述微针固定器的凸起插头在位置、尺寸和几何形状上匹配。
2.根据权利要求1所述的微型体液采样器，其特征在于，所述微针固定器中凸起插头的底部具有多个孔，多个所述微针密封地固定在插头的底部，所述固定贴士内凹入插座和多个孔分别与所述凸起插头和多个微针在位置、尺寸和几何形状上匹配。
3.根据权利要求2所述的微型体液采样器，其特征在于，在微针固定器中具有用于聚集来自多个微针的多个流体流动路径进入到一个路径中的通道。
4.根据权利要求1所述的微型体液采样器，其特征在于，所述体液采样器面积小于5cm2，高度小于10mm。
5.根据权利要求1所述的微型体液采样器，微针伸出凸起插头的长度小于10mm。
6.根据权利要求5所述的微型体液采样器，其特征在于，微针伸出凸起插头的长度小于5mm。
7.根据权利要求1所述的微型体液采样器，其特征在于，所述微针穿入体内并留在体内进行长时间采样，对皮肤及皮下组织只有微创或几乎无创。
8.根据权利要求1所述的微型体液采样器，其特征在于，所述微针固定贴士底面有带胶的宽边，用于将整个体液采样器固定在采样处皮肤表面，长时间采样。
9.根据权利要求1所述的微型体液采样器，其特征在于，所述微型体液采样器固定在采样处皮肤表面，长时间采样。
10.根据权利要求1所述的微型体液采样器，其特征在于，所述微针固定器流体出口直接连接至微泵，或者微针固定器流体出口通过生物芯片，然后连接至微泵。
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