CN113017624B - 一种持续葡萄糖监测与调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种持续葡萄糖监测与调节装置，解决了目前葡萄糖监测仪器需要更加小型化、可视化以及兼顾血糖智能调节的问题，包括第一部件、第二部件、移动终端，所述的第一部件部分植入皮肤内，所述的第一部件与所述的第二部件相连，所述的第二部件固定在皮肤表面，所述的移动终端与所述的第二部件通过蓝牙或NFC模式相连；所述的第一部件包括传感器、胰岛素通道，所述的第二部件包括发射器、植入装置、固定装置、胰岛素泵，所述固定装置将所述的第二部件固定在皮肤表面，所述的植入装置与所述的传感器相连，所述的胰岛素泵与所述的胰岛素通道相连，所述的发射器用于接收所述传感器信号并发射至所述的移动终端。
Description
技术领域
本发明涉及持续血糖监测的技术领域，尤其是涉及一种持续葡萄糖监测与调节装置。
背景技术
糖尿病是目前世界上患者最多的疾病之一，血糖检测是检测与诊疗糖尿病的重要手段。目前，糖尿病患者主要是采用第二代手持式血糖仪进行检测，这种检测方式相对方便和便宜，但有以下几个缺点：每天采用取血针在手指上采集末梢血样会给患者带来生理和心理上的负担；不能提供持续葡萄糖数据，特别是运动后以及饭后葡萄糖浓度变化的规律无法掌控；如果胰岛素注射过量，低血糖昏迷带来的患者死亡是不可预测的。通过携带动态血糖监测设备对糖尿病患者进行连续监测被国际学术界普遍认为是最佳诊疗方式。
连续葡萄糖监测仪器需要一直安装在身上直至失效取下，如何能够做到更加轻量化、小型化，同时兼顾监测与智能调控是对于糖尿病患者的福音，真正的做到血糖可视化、治疗可视化。
发明内容
本发明的目的是提供一种持续葡萄糖监测与调节装置，解决了目前葡萄糖监测仪器需要更加小型化、可视化以及兼顾血糖智能调节的问题。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种持续葡萄糖监测与调节装置，包括第一部件、第二部件、移动终端，所述的第一部件部分植入皮肤内，所述的第一部件与所述的第二部件相连，所述的第二部件固定在皮肤表面，所述的移动终端与所述的第二部件通过蓝牙或NFC模式相连；所述的移动终端包括分析模块、胰岛素控制模块、预警模块，所述的第一部件包括传感器、胰岛素通道，所述的第二部件包括发射器、植入装置、固定装置、胰岛素泵，所述固定装置将所述的第二部件固定在皮肤表面，所述的植入装置与所述的传感器相连，所述的胰岛素泵与所述的胰岛素通道相连，所述的发射器用于接收所述传感器信号并发射至所述的分析模块，所述分析模块与所述胰岛素控制模块、预警模块分别相连，所述的传感器包括工作电极、参比电极，所述的工作电极内含有中空通道，所述的中空通道作为所述的胰岛素通道。
进一步地，所述的传感器类型包括：单针电极、双针电极、组装电极或微针阵列电极。
进一步地，所述的组装电极为同心空心圆柱结构，外圆内表面与内圆外表面之间的空腔中设置多块膜片电极，所述的内空心圆柱为所述的中空通道。
进一步地，所述的固定装置包括：胶粘层、负压吸盘。
进一步地，所述的植入装置包括：按钮、横向传动杆、转向齿轮、纵向传动杆、第一弹簧，所述的按钮与所述的横向传动杆相连，所述的第一弹簧一端与所述的传感器相连，所述的第一弹簧另一端与所述的纵向传动杆、转向齿轮、横向传动杆依次相连，所述的按钮穿出所述的第二部件且位于第二部件的侧面上。
进一步地，所述的植入装置包括：滑块、滑动槽、卡位、滑动板、第二弹簧，所述的第二弹簧一端连接在所述的传感器上，所述的第二弹簧的另一端连接在所述的滑动板上，所述的滑动板与所述的滑块相连，所述的滑块在所述的滑动槽中上下移动，所述的滑动槽开在所述的第二部件的侧面上，所述的滑块凸出所述的第二部件表面向外，所述的滑动槽下部设置有突起，所述的滑动槽下部设置有卡位，所述的突起固定在所述的卡位。
进一步地，所述突起固定在所述的卡位后，所述的胰岛素泵连接所述的胰岛素通道。
进一步地，所述的工作电极表面包括：导电层、酶层、外膜层，所述的参比电极表面包括外膜层，所述的导电层为Pt层，所述的酶层为丝素蛋白和/或细胞外基质多孔水凝胶，所述的外膜层为丝素蛋白和/或细胞外基质多孔纤维膜。
进一步地，所述的酶层中吸附包裹葡萄糖氧化酶，所述的外膜层吸附包裹载药微球。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
（1）通过将监测与调节装置一体化，真正实现葡萄糖的可视化自动管理；
（2）通过植入装置的一体化，极大的简化了操作的部件跟步骤，患者自行使用更加简单便捷；
（3）通过对植入装置卡位限制，最大程度利用第二部件内部空间，进一步减小第二部件的体积，更加便携，舒适度更高。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1是一种持续葡萄糖监测与调节装置结构示意图；
图2a是实施例一和实施例二中可选用的传感器的一种结构示意图；
图2b是实施例一和实施例二中可选用的传感器的另一种结构示意图；
图3是实施例一和实施例二中固定装置的结构示意图；
图4是实施例一中植入装置的结构示意图；
图5是实施例二中植入装置的结构示意图。
具体的符号标记为：
第一部件-1；第二部件-2；移动终端-3；固定装置-4；传感器-5；胰岛素通道-6；工作电极-51；参比电极-52；负压吸盘-7；负压泵连接口-8；植入装置-9；按钮-91；横向传动杆-92；转向齿轮-93；纵向传动杆-94；第一弹簧95-1；滑块-96；滑动槽-97；卡位98、滑动板99，第二弹簧95-2。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图及技术方案作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
实施例一：一种持续葡萄糖监测与调节装置，第一部件1、第二部件2、移动终端3，其结构示意图如附图1所示，第一部件1部分植入皮肤内，第一部件1与第二部件2相连，第二部件2固定在皮肤表面，所述的移动终端3与第二部件2通过蓝牙或NFC模式相连。
第一部件1包括传感器5、胰岛素通道6，传感器5与胰岛素通道6有多种位置关系，本实施例主要介绍两种，其结构示意图见附图2a和附图2b，第一种传感器5的工作电极51采用中空结构，中空结构部分突出工作电极51的一端表面，如附图2a所示；第二种多个电极片一起组成了工作电极51，传感器5中间设置导电中空芯，中空芯与将传感器5内部分割成两个中空的腔道，工作电极51安装在中空芯外表面与传感器5内表面之间形成的腔道内，多个电极片交错安装在中空芯的外表面或者传感器的内表面，其结构见附图2b。参比电极52单独设置或者通过在工作电极51外表面部分覆盖绝缘层，参比电极52设置在绝缘层外面，本实施例采用的为缠绕型参比电极52结构，其中绝缘层未示意。
第二部件2包括发射器、植入装置9、固定装置4、胰岛素泵，固定装置将第二部件2固定在皮肤表面，固定的方式为胶粘，为了增强固定的强度，可增加负压吸盘7吸附，负压泵连接口8安装在负压吸盘7上，使用时负压泵相连。其结构示意图见附图3。
植入装置9与传感器5相连，用于辅助传感器5刺破皮肤植入皮肤中，其结构示意图如附图4所示，包括：按钮91、横向传动杆92、转向齿轮93、纵向传动杆94、第一弹簧95-1，第一弹簧95-1一端与传感器5相连，第一弹簧95-1另一端与纵向传动杆94、转向齿轮93、横向传动杆92、按钮91依次相连，按钮91穿出第二部件2且位于第二部件的侧面外部，按钮91余横向传动杆92固定连接。使用时按动按钮91，依次带动横向传动杆92、转向齿轮93、纵向传动杆94、第一弹簧95-1运动，第一弹簧95-1给力给传感器5，完成植入。
第二部件2中除了植入装置9外还包括发射器，发射器与传感器5相连，接收并传送传感器5的信号。
胰岛素通道6连接导管，导管与胰岛素泵连接，胰岛素泵输送胰岛素通过导管，通过胰岛素通道6进入患者体内，导管选用的是可伸缩的塑料管。
移动终端3包括分析模块、胰岛素控制模块、预警模块，移动终端3接收到信号至分析模块，分析模块与胰岛素控制模块、预警模块分别相连。
实施例二：实施例二与实施例一不同之处在于植入装置9的结构以及胰岛素泵的安装时机。
本实施例中植入装置9的结构示意图如附图5所示，包括：滑块96、滑动槽97、卡位98、滑动板99、第二弹簧95-2，第二弹簧95-2一端连接在传感器5上，第二弹簧95-2的另一端连接在的滑动99板上，滑动板99与滑块96相连，滑块96在滑动槽97中上下移动，滑动槽97开在第二部件的侧面上，滑块96凸出第二部件表面向外安装，滑块96下部设置有突起，滑动槽97下部设置有卡位98，突起固定在卡位98处。此时第二部件2中有足够的空间放置胰岛素泵，将胰岛素泵通过导管连接在胰岛素通道上。
实施例一和实施例二中所用到的工作电极与参比电极的结构为：
工作电极51表面包括：导电层、酶层、外膜层，参比电极52表面包括外膜层，导电层为Pt层，酶层为丝素蛋白和/或细胞外基质多孔水凝胶，外膜层为丝素蛋白和/或细胞外基质多孔纤维膜，酶层中吸附包裹葡萄糖氧化酶，外膜层吸附包裹载药微球。其具体的制备方法如下：
制备多孔水凝胶支架：将丝素蛋白80%和细胞外基质20%溶液在水溶剂中，用静电纺丝或3D打印制成多孔支架；
制备载葡萄糖酶多孔水凝胶支架：将葡萄糖酶与葡萄糖酶微球按照重量比70：30比例，每1mlPBS缓冲溶液中添加葡萄糖酶与葡萄糖酶微球的总量为80mg配置溶液，将多孔水凝胶支架浸入溶液中0.5h，干燥，重复三次；
制备多孔纤维膜：在所述的多孔水凝胶支架的基础上用60%的丝素蛋白和40%的细胞外基质水溶液进行静电纺丝制成多孔纤维膜；
制备载药多孔纤维膜：将载药微球均匀分散在PBS缓冲溶液中，将所述的多孔纤维膜浸泡在溶液中8h，干燥，重复两次。
本实施例制得的葡萄糖氧化酶微球的缓释时间为20±3天，药物微球缓释时间为25±2天，用作药物微球制作所用的药物是抗炎药物地塞米松。
制备得到的丝素蛋白多孔水凝胶支架的的孔径范围在245-286um，多孔纤维膜的孔径范围在3.2-6.7um；因为孔径的大小跟形状的不均匀，此处所测得的孔径范围较为粗糙，是采用随机选择测量再统计的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种持续葡萄糖监测与调节装置，其特征在于，包括第一部件、第二部件、移动终端，所述的第一部件部分植入皮肤内，所述的第一部件与所述的第二部件相连，所述的第二部件固定在皮肤表面，所述的移动终端与所述的第二部件通过蓝牙或NFC模式相连；所述的移动终端包括分析模块、胰岛素控制模块、预警模块，所述的第一部件包括传感器、胰岛素通道，所述的第二部件包括发射器、植入装置、固定装置、胰岛素泵，所述固定装置将所述的第二部件固定在皮肤表面，所述的植入装置与所述的传感器相连，所述的胰岛素泵与所述的胰岛素通道相连，所述的发射器用于接收所述的传感器的信号并发射至所述的分析模块，所述分析模块与所述胰岛素控制模块、预警模块分别相连，所述的传感器包括工作电极、参比电极，所述的工作电极内含有中空通道，所述的中空通道作为所述的胰岛素通道；所述的工作电极表面包括：导电层、酶层、外膜层，所述的参比电极表面包括外膜层，所述的导电层为Pt层，所述的酶层为丝素蛋白和/或细胞外基质多孔水凝胶，所述的工作电极的外膜层和参比电极的外膜层为丝素蛋白和/或细胞外基质多孔纤维膜；所述的酶层中吸附包裹葡萄糖氧化酶，所述的工作电极的外膜层和参比电极的外膜层吸附包裹载药微球；所述的植入装置包括：按钮、横向传动杆、转向齿轮、纵向传动杆、第一弹簧，所述的按钮与所述的横向传动杆相连，所述的第一弹簧一端与所述的传感器相连，所述的第一弹簧另一端与所述的纵向传动杆、转向齿轮、横向传动杆依次相连，所述的按钮穿出所述的第二部件且位于第二部件的侧面上。
2.根据权利要求1所述的一种持续葡萄糖监测与调节装置，其特征在于，所述的传感器类型包括：单针电极、双针电极、组装电极或微针阵列电极。
3.根据权利要求2所述的一种持续葡萄糖监测与调节装置，其特征在于，所述的组装电极为同心空心圆柱结构，外空心圆柱的内表面与内空心圆柱的外表面之间的空腔中设置多块膜片电极，所述的内空心圆柱为所述的中空通道。
4.根据权利要求1所述的一种持续葡萄糖监测与调节装置，其特征在于，所述的固定装置包括：胶粘层、负压吸盘。
5.一种持续葡萄糖监测与调节装置，其特征在于，包括第一部件、第二部件、移动终端，所述的第一部件部分植入皮肤内，所述的第一部件与所述的第二部件相连，所述的第二部件固定在皮肤表面，所述的移动终端与所述的第二部件通过蓝牙或NFC模式相连；所述的移动终端包括分析模块、胰岛素控制模块、预警模块，所述的第一部件包括传感器、胰岛素通道，所述的第二部件包括发射器、植入装置、固定装置、胰岛素泵，所述固定装置将所述的第二部件固定在皮肤表面，所述的植入装置与所述的传感器相连，所述的胰岛素泵与所述的胰岛素通道相连，所述的发射器用于接收所述的传感器的信号并发射至所述的分析模块，所述分析模块与所述胰岛素控制模块、预警模块分别相连，所述的传感器包括工作电极、参比电极，所述的工作电极内含有中空通道，所述的中空通道作为所述的胰岛素通道；所述的工作电极表面包括：导电层、酶层、外膜层，所述的参比电极表面包括外膜层，所述的导电层为Pt层，所述的酶层为丝素蛋白和/或细胞外基质多孔水凝胶，所述的工作电极的外膜层和参比电极的外膜层为丝素蛋白和/或细胞外基质多孔纤维膜；所述的酶层中吸附包裹葡萄糖氧化酶，所述的工作电极的外膜层和参比电极的外膜层吸附包裹载药微球；所述的植入装置包括：滑块、滑动槽、卡位、滑动板、第二弹簧，所述的第二弹簧一端连接在所述的传感器上，所述的第二弹簧的另一端连接在所述的滑动板上，所述的滑动板与所述的滑块相连，所述的滑块在所述的滑动槽中上下移动，所述的滑动槽开在所述的第二部件的侧面上，所述的滑块凸出所述的第二部件侧面的表面向外，所述的滑块下部设置有突起，所述的滑动槽下部设置有卡位，所述的突起固定在所述的卡位。
6.根据权利要求5所述的一种持续葡萄糖监测与调节装置，其特征在于，所述突起固定在所述的卡位后，所述的胰岛素泵连接所述的胰岛素通道。
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