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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fluidsystem mit einem Flusssystem
zum Durchleiten eines Fluids. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung ein Fluidsystem für
eine Vorrichtung zur Blutzuckerbestimmung bei der ein Fluss des
Fluids im Fall einer Fehlfunktion der Blutzuckerbestimmungsvorrichtung
unter- oder abgebrochen oder umgeleitet wird.
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Fluidsysteme,
bei welchen Flüssigkeiten durch
ein Flusssystem geleitet werden, das einen Einlass und einen Auslass
für die
Flüssigkeit
und eine oder eine Vielzahl von Fluidleitungen, die vom Einlass
zum Auslass führen,
umfassen, werden in den verschiedensten technischen Gebieten eingesetzt.
Besonders in der Medizintechnik ist eine zuverlässige Funktion eines solchen
Fluidsystems wesentlich, da eine Fehlfunktion des Fluidsystems eine
Vielzahl von Risiken für
den Anwender bzw. den Patienten birgt. Wird z. B. ein fluider Wirkstoff,
wie etwa Insulin, transportiert, kann es bei einer Fehlfunktion
zu einer Über-
oder Unterdosierung des Wirkstoffes kommen. Bei der Beförderung
einer Messlösung können bei
einer Fehlfunktion ungenaue oder falsche Messungen entstehen oder
es kann eine Gefährdung aufgrund
einer Unverträglichkeit
der Messlösung
für den
Patienten auftreten.
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Um
die Sicherheit für
Anwender zu gewährleisten,
kann das Fluidsystem eine Sicherungseinrichtung aufweisen, die durch
Messung einer Kontrollgröße, wie
z. B. dem Druck in dem Flusssystem, eine Fehlfunktion des Fluidsystems
registriert und daraufhin den Flüssigkeitsstrom
in dem Flusssystem unterbricht.
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Eine
solche Sicherungseinrichtung ist beispielsweise bei einem Messverfahren
wünschenswert,
bei welchem eine Messsonde mit einer Dialysemembran in ein Gewebe
des Patienten eingebracht wird, durch die eine Messflüssigkeit
geführt
wird. Ein Beispiel für
eine derartiges Messverfahren ist die Bestimmung von Blutzuckerwerten
eines Diabetespatienten. Die Messflüssigkeit kann z. B. aus einer
Ampulle als Fluidbehälter über ein
Fluidsystem in die Sonde eingeleitet werden. Um einen Blutzuckerwert zu
messen, wird die Messflüssigkeit
mit einem konstanten Druck durch das Flusssystem der Sonde geleitet.
Die Sonde wird in ein Körpergewebe
des Patienten eingebracht, so dass die Messflüssigkeit über die Dialysemembran mit
dem Umgebungsmilieu des Gewebes in Austausch tritt. Sollte z. B.
ein Leck in der Dialysemembran innerhalb des Gewebes auftreten,
strömt
die Messflüssigkeit
aus dem Flusssystem in das Gewebe. Eine derartige Fehlfunktion kann
z. B. an dem damit verbundenen Druckabfall oder vollständigen Druckausfall
in dem Flusssystem festgestellt werden. Wenigstens für die Sicherheit
des Patienten ist es wünschenswert,
bei einer solchen Fehlfunktion den Strom der Messflüssigkeit
in dem Flusssystem zu unterbinden, damit keine Messflüssigkeit in
das Gewebe gelangt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fluidsystem zu
schaffen, das Sicherungsvorkehrungen für den Fall einer Fehlfunktion
des Fluidsystems aufweist, ein unerwünschtes Auslaufen eines Fluids
im Falle einer Leckage vermeidet, die Sicherheit bei der Anwendung
des Fluidsystems erhöht und
in einfacher Weise an oder in dem Fluidsystem vorgesehen werden
kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung
zur Messung von Blutzuckerwerten vorzusehen, bei der im Fall einer
Fehlfunktion des Fluidsystems für
eine Messflüssigkeit eine
Sicherung vorgesehen ist, so dass keine oder nur eine vernachlässigbare
Menge an Messflüssigkeit
in ein Körpergewebe
gelangen kann.
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Die
Aufgaben der Erfindung werden durch ein Fluidsystem mit den Merkmalen
der Ansprüche
1 und 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fluidsystems und der erfindungsgemäßen Blutzuckermessvorrichtung
gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Demnach
geht die vorliegende Erfindung von einem Fluidsystem mit einem Flusssystem
für ein Fluid
aus, dass einen Einlass, einen Auslass und wenigstens eine Fluidleitung
umfasst, die vom Einlass zum Auslass führt. Der Auslass kann in einen
Auffangbehälter
oder in ein sich an das Fluidsystem anschließendes Leitungssystem münden. Die
Fluidleitungen können
z. B. durch Schläuche
oder Rohre gegeben sein. Vorzugsweise wird die Erfindung bei einem
sogenannten Fluidik-Chip eingesetzt, der ein Kanalsystem für nur geringe
Fluidmengen aufweist, bei dem die Fluidleitungen durch Kanäle in Form
von Vertiefungen in einem festen Träger ausgebildet sind, die an
ihrer offenen Seite z. B. durch eine Laminierfolie abgeschlossen
sind.
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Erfindungsgemäß ist das
Fluidsystem durch eine elektrisch aktivierbare Schmelzeinrichtung
gekennzeichnet, durch deren Schmelzen ein Fluss des Fluids durch
das Flusssystem unter- oder abgebrochen wird oder das Fluid umgeleitet
wird. Durch das Schmelzen der Schmelzeinrichtung kann eine Fluidleitung
verstopft werden, so dass kein Durchfluss des Fluids mehr möglich ist.
Vorzugsweise wird jedoch durch das Schmelzen eine Ableitung gebildet,
die z. B. aus einer Öffnung
in wenigstens einer der Fluidleitungen besteht. Die Ableitung kann
in einen Umleitkanal münden,
der vor der Aktivierung der Schmelzeinrichtung keine Fluidverbindung
mit einer Fluidleitung aufweist.
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Die
Schmelzeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann z. B. allein
durch einen elektrischen Leiter gebildet werden, der beim Anlegen
eines Überstroms
schmilzt, d.h. beim Anlegen eines Stroms der höher ist, als aufgrund der Dimensionierung
des elektrischen Leiters zulässig
ist. Durch das Schmelzen des elektrischen Leiters kann eine Fluidleitung
verstopft werden oder es kann eine Öffnung als Ableitung in eine
Fluidleitung eingebracht werden. Es ist auch möglich, als erfindungsgemäße Schmelzeinrichtung
ein schmelzbares Material vorzusehen, dass durch einen elektrischen
Leiter geschmolzen werden kann. Ein solches Material sind z. B.
Thermoplaste. Beim Durchleiten eines Stroms durch den elektrischen
Leiter wird dieser erwärmt und
kann das Material schmelzen, wodurch eine Verstopfung oder eine
Ableitung an einer Fluidleitung ausgebildet werden kann. Der elektrische
Leiter selbst muss in diesem Fall nicht schmelzen.
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Bei
einem Fluidsystem mit einer erfindungsgemäßen Schmelzeinrichtung kann
bei einer Fehlfunktion des Fluidsystems der Flüssigkeitsstrom auf einfache
und schnelle Weise durch Aktivierung der Schmelzeinrichtung unterbrochen
oder umgeleitet werden. Ein Fluss des Fluids in unerwünschte Bereiche
kann dadurch unmittelbar nach dem Festsstellen der Fehlfunktion
gestoppt werden. Zum Beispiel kann die Zuführung von Messflüssigkeit
bei einem Messverfahren mit einem Fluidkreislauf oder die Verabreichung
eines Fluids an eine bestimmte Stelle beendet werden. Dadurch kann
die Sicherheit eines Anwenders des Fluidsystems bedeutend erhöht werden.
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Zur
Ausbildung der Ableitung wird der elektrische Leiter an eine Fluidleitung
angrenzend angeordnet. Die Führung
des elektrischen Leiters an der Fluidleitung kann dabei beliebig
ausgestaltet werden. Beispielsweise kann der elektrische Leiter
spiralförmig
um eine schlauchartige Fluidleitung geführt werden oder auch nur an
einer Stelle an der Fluidleitung anliegen. Weiter ist es möglich, dass
der elektrische Leiter einen Teil der Wandung der Fluidleitung bildet. Es
ist vorteilhaft, den elektrischen Leiter an einer Stelle an der
Fluidleitung vorzusehen, die zur Ausbildung einer Ableitung günstig ist.
Zur Aktivierung der Schmelzeinrichtung wird ein elektrischer Strom
durch den elektrischen Leiter geleitet, der höher ist als ein Maximalstrom
für den
der elektrische Leiter ausgelegt, bzw. dimensioniert ist. Durch
einen solchen Überstrom
schmilzt der elektrische Leiter oder er erwärmt sich soweit, dass das den
Leiter umgebende Material schmilzt. Dadurch wird eine Ableitung
an der Fluidleitung erzeugt, indem z. B. durch das Schmelzen in
der Fluidleitung eine Öffnung
oder ein Leck entsteht oder der Teilbereich der Fluidleitung, der
von dem elektrischen Leiter gebildet wird, durch das Schmelzen offen
gelegt wird.
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Vorzugsweise
weist der elektrische Leiter eine Verengung als Schmelzstelle auf.
Die Verengung kann z. B. durch eine Engstelle in einem bandartigen
Leiter oder durch eine Stelle mit geringerem Durchmesser in einem
drahtartigen Leiter gebildet werden. Die Engstelle weist gegenüber dem übrigen Leiter
einen erhöhten
elektrischen Widerstand auf. Beim Anlegen eines Überstroms erhitzt sich der
elektrische Leiter zuerst an der Verengung. Die Verengung des elektrischen
Leiters ist daher an einer Stelle an der Fluidleitung anzuordnen,
die für
die Ableitung vorgesehen ist.
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Um
eine Fehlfunktion des Fluidsystems feststellen und daraufhin die
Schmelzeinrichtung aktivieren zu können, kann in dem Flusssystem
z. B. ein Drucksensor zur Messung des Drucks des Fluids innerhalb
des Flusssystems vorgesehen sein. Bei einem bestimmten kritischen
Druck, wie z. B. bei einem bestimmten Druckabfall oder einem vollständigen Druckausfall,
kann die Schmelzeinrichtung automatisch aktiviert werden. Hierfür kann das
Fluidsystem z. B. mit einer Batterie und einer einfachen Steuerung versehen
sein. Bevorzugt wird die Schmelzeinrichtung bei einem Druckabfall
oder einem Druckausfall im Flusssystem aktiviert. Ein Druckabfall
oder -ausfall kann z. B. durch ein Leck in dem Flusssystem entstehen,
durch das das Fluid in unerwünschte
Bereiche gelangen kann. Durch das Leck bricht der Druck in dem Flusssystem
zusammen oder fällt
wenigstens stark ab. Fällt
der Druck unter einem Mindestwert, kann die Schmelzeinrichtung durch
einen Überstrom aktiviert
werden, so dass die Ableitung erzeugt wird und das Fluid aus dem
Flusssystem abgeleitet wird. Natürlich
ist es auch möglich,
andere Parameter, wie z. B. die Temperatur des Fluids, als kritische
Größe zur Aktivierung
der Schmelzeinrichtung zu verwenden oder auch die Schmelzeinrichtung
nach Wunsch manuell zu aktivieren.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
werden anhand der Zeichnung näher
erläutert.
Dort offenbar werdende Merkmale sollen erst zum Umfang der Erfindung
gehörend
betrachtet werden. In der Zeichnung stellen dar:
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1 eine perspektivische Ansicht
eines Fluidik-Chip;
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2a eine Explosionsansicht
eines Fluidik-Chips mit einer Schmelzeinrichtung nach der vorliegenden
Erfindung in einer ersten Ausführungsform in
einer Ansicht von unten;
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2b eine Explosionsansicht
des Fluidik-Chips aus 2a in
einer Ansicht von oben;
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2c eine Vergrößerung eines
Teilbereichs der 2a;
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3 eine Explosionsansicht
eines Fluidik-Chips mit einer Schmelzeinrichtung nach der vorliegenden
Erfindung in einer zweiten Ausführungsform;
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4a eine Explosionsansicht
eines Fluidik-Chip mit einer Schmelzeinrichtung nach der vorliegenden
Erfindung in einer dritten Ausführungsform;
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4b eine Vergrößerung eines
Bereichs aus 4a und
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5 eine perspektivische Ansicht
einer Vorrichtung zur Blutzuckermessung mit einem Fluidsystem nach
der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist ein Fluidik-Chip 1 gezeigt,
wie er in verschiedenen Geräten
oder Apparaten, insbesondere für
medizinische und therapeutische Anwendungen, eingesetzt werden kann,
bei welchen ein Durchfluss oder eine Verabreichung eines Fluids
erforderlich ist. Ein solcher Fluidik-Chip ist vor allem zur Leitung
von nur geringen Mengen eines Fluids geeignet. Der Fluidik-Chip 1 besteht
aus einer oberen Trägerplatte 2 mit
einem Einlass 3 für
das Fluid auf ihrer Oberseite und einer unteren Trägerplatte 4.
Zwischen der oberen Trägerplatte 2 und
der unteren Trägerplatte 4 ist
eine Laminierfolie 5 vorgesehen, die aus schmelzbarem Material
besteht.
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In
den 2a und 2b ist eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Fluidsystems dargestellt.
In den Figuren ist der Fluidik-Chip in einer Explosionsdarstellung
gezeigt, um das im inneren des Fluidik-Chip untergebrachte Fluidsystem
zu zeigen, das ein Flusssystem und eine erfindungsgemäße Schmelzeinrichtung
umfasst. In der oberen Trägerplatte 2 sind
auf ihrer im inneren des Fluidik-Chip 1 liegenden Seite
Fluidleitungen 6 und 6' als Vertiefungen in der Trägerplatte 2 vorgesehen.
Die Fluidleitung 6 ist mit dem Einlass 3 verbunden
und bildet daher eine Fluidverbindung vom inneren des Fluidik-Chip 1 zu
dessen Oberseite. Die Fluidleitungen 6 und 6' sind miteinander
verbunden und die Fluidleitung 6' weist einen Auslass (nicht gezeigt)
auf, der in einen Auffangbehälter 7 mündet. Der
Auffangbehälter 7 ist
als großflächige wannenförmige Vertiefung auf
der Innenseite der oberen Trägerplatte 2 in
diese eingelassen und kann einen verschließbaren Ausgang nach außen aus
dem Fluidik-Chip 1 aufweisen. Der
Einlass 3, die Fluidleitungen 6 und 6' und der Auslass
in den Auffangbehälter 7 bilden
das Flusssystem für
ein Fluid durch den Fluidik-Chip. Natürlich ist es auch möglich, eine
Fluidleitung an dem Fluidik-Chip vorzusehen, die aus dem Fluidik-Chip 1 in die äußere Umgebung
hinaus und wieder in den Fluidik-Chip hineinführt. In der äußeren Umgebung
kann das Fluid z. B. über
eine semipermeable Membran an der Fluidleitung mit der Umgebung
wechselwirken, wie es z. B. bei einer Blutzuckermessung ausgenützt wird.
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Die
Laminierfolie 5 bedeckt die gesamte Innenfläche der
oberen Trägerplatte 2 und
schließt
dadurch die Kanalvertiefungen in der Trägerplatte 2 für die Fluidleitungen 6 und 6' auf der Innenseite
der Trägerplatte 2 ab.
Auf der Laminierfolie 5 ist ein elektrischer Leiter 8 derart
angeordnet, dass er von einem Rand der Laminierfolie 5 in
einen Bereich 9 und von dort zurück zum Rand der Laminierfolie
führt.
Der Bereich 9 liegt über
der Fluidleitung 6, so dass der elektrische Leiter 8 an
die Fluidleitung 6 angrenzt. Grundsätzlich kann der elektrische
Leiter 8 von verschiedenen Seiten zum Bereich 9 über der
Fluidleitung 6 geführt
werden. Dabei ist lediglich darauf zu achten, dass eine Zuleitung
und eine Ableitung zur Versorgung des elektrischen Leiters mit einem
elektrischen Strom von einer Außenseite
des Fluidik-Chip 1 zugänglich
sind. Der Bereich 9 ist in Vergrößerung in 2c gezeigt. Daraus ist ersichtlich, dass
der elektrische Leiter 8 bandförmig auf der Laminierfolie 5 angeordnet
ist und an der Stelle, an der er an die Fluidleitung 6 angrenzt,
eine Verengung 10 aufweist. In dem Bereich der Verengung 10 weist
der elektrische Leiter 8 eine geringere Bandbreite auf
als in dem übrigen
Leitungsband.
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In 2b ist die Innenseite der
unteren Trägerplatte 4 des
Fluidik-Chip 1 gezeigt, in der eine Vertiefung als Umleitkanal 11 vorgesehen
ist. Der Umleitkanal 11 wird in zusammengesetztem Zustand des
Fluidik-Chips 1 von der Laminierfolie 5 abgeschlossen.
Der Umleitkanal 11 beginnt auf der unteren Trägerplatte 4 an
einer Stelle, die an die Verengung 10 des elektrischen
Leiters 8 angrenzt, und führt zu einer Stelle unterhalb
des Auffangbehälters 7.
Durch eine Öffnung 12 in
der Laminierfolie 5 mündet
der Umleitkanal 11 in den Auffangbehälter 7.
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In
zusammengesetztem Zustand des Fluidik-Chips 1 wird bei
der ersten Ausführungsform
der Erfindung das Fluidsystem aus dem oben beschriebenen Flusssystem,
dem elektrischen Leiter 8 mit der Verengung 10 als
Schmelzeinrichtung, dem Umleitkanal 11 und dem Auffangbehälter 7 gebildet.
Bei einer ordnungsgemäßen Funktion
des Fluidsystems wird ein Fluid durch den Einlass 3 in
den Fluidik-Chip eingeleitet, das Fluid fließt durch die Fluidleitungen 6 und 6' und durch den
Auslass in den Auffangbehälter 7.
Bei einer Fehlfunktion des Fluidsystems, insbesondere bei einem
Druckabfall oder Druckausfall des Flüssigkeitsstroms in den Fluidleitungen 6 und 6', wird ein elektrischer
Strom in einer Höhe
durch den elektrischen Leiter 8 geführt, für die die Verengung 10 des
elektrischen Leiters 8 nicht ausreichend dimensioniert
ist, d.h. es wird ein Überstrom
an dem elektrischen Leiter erzeugt. Aufgrund des Überstroms schmilzt
der elektrische Leiter 8 an der Verengung 10 und
erzeugt dadurch eine Ableitung in Form eines Lochs, bzw. Lecks,
in der Laminierfolie 5, in dem Bereich, der an die Fluidleitung 6 angrenzt.
Die Verengung 10 bildet eine Schmelzstelle der erfindungsgemäßen Schmelzeinrichtung.
Durch das in der Laminierfolie 5 erzeugte Loch entsteht
eine Fluidverbindung zu dem Umleitkanal 11 in der unteren
Trägerplatte 4,
so dass Fluid aus der Fluidleitung 6 in den Umleitkanal 11 abgeleitet
wird. Der Umleitkanal 11 ist derart groß dimensioniert, dass das Gesamte
durch den Einlass 3 in die Fluidleitung 6 einströmende Fluid durch
die Öffnung 12 an
der Schmelzstelle von dem Umleitkanal 11 aufgenommen und
weitergeleitet werden kann. Das Fluid fließt dann statt durch die Fluidleitungen 6 und 6' des Flusssystems
durch den Umleitkanal 11 zur Öffnung 12 und in den
Auffangbehälter 7.
Der Fluss des Fluids wird demnach erfindungsgemäß durch die elektrische Aktivierung
der Schmelzeinrichtung unterbrochen, bzw. abgebrochen oder reduziert.
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Der
Fluidik-Chip 1 gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung bildet eine Art geschlossenes System, d.h. auch bei
einer Fehlfunktion, bei der der Fluss des Fluids durch die Aktivierung
der Schmelzeinrichtung unterbrochen wird, strömt das Fluid nicht aus dem
Fluidik-Chip 1 aus, sondern wird innerhalb des Fluidik-Chips 1 umgeleitet
und gelangt in den Auffangbehälter 7.
Das Fluid tritt daher nicht aus dem Fluidsystem aus, wodurch es
Schäden
oder Störungen
an einem Gerät
erzeugen oder ein Risiko für
einen Anwender bzw. Patienten darstellen kann.
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In 3 ist eine zweite Ausführungsform
eines Fluidsystems nach der vorliegenden Erfindung in Form eines
Fluidik-Chips 1 dargestellt. Die obere Trägerplatte 2 ist
in gleicher Weise mit einem Einlass 3 (nicht gezeigt),
Fluidleitungen 6, 6' und
einem Auslass zu einem Auffangbehälter 7, wie bei der
in den 2a bis 2c gezeigten ersten Ausführungsform ausgebildet.
Ferner sind Fluidleitungen 6'' ersichtlich, die
einen Anschluss zu einer Leitung in einen Außenbereich außerhalb
des Fluidik-Chips 1 ermöglichen. Auf
der Laminierfolie 5 ist ein elektrischer Leiter 8 vorgesehen,
der an einem seitlichen Rand der Laminierfolie 5 beginnt,
weitläufig über einen
mittleren Bereich der Folie geführt
wird und wieder an dem Rand der Laminierfolie 5 endet.
Auf der unteren Trägerplatte 4 sind
keine weiteren Vorkehrungen für
das Fluidsystem vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel dient die untere
Trägerplatte 4 dem
stabilen Abschluss des Fluidik-Chips 1.
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In
zusammengesetztem Zustand des Fluidik-Chips 1 grenzt der
elektrische Leiter 8 an mehreren Stellen an die Fluidleitung 6'. Durch das
Anlegen eines elektrischen Stroms an den elektrischen Leiter 8 schmilzt
die Laminierfolie 5 an den von dem elektrischen Leiter 8 überdeckten
Bereichen, wodurch die Fluidleitung 6' an den an den elektrischen Leiter 8 angrenzenden
Stellen verstopft wird. Grundsätzlich
ist es natürlich
ausreichend, die Fluidleitung 6' an nur einer Stelle zu verstopfen.
Hierfür
kann z. B. ähnlich wie
im ersten Ausführungsbeispiel
eine Verengung in dem elektrischen Leiter 8 vorgesehen
werden. Durch die Verstopfung der Fluidleitung 6' wird der Fluss
des Fluids durch das Flusssystem abgebrochen. Vorteilhaft wird eine
Verstopfung in einem Bereich der Fluidleitung 6' erzeugt, die
vor der Fluidleitung 6'' liegt, so dass
ein Fluss in eine außerhalb
des Fluidik-Chips liegende
Leitung abgebrochen werden kann. Ein unerwünschtes Austreten eines Fluids
aus dem Fluidik-Chip 1 bei einer Fehlfunktion des Fluidsystems kann
dadurch unterbunden werden.
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In
den 4a und 4b ist eine dritte Ausführungsform
eines Fluidsystems nach der vorliegenden Erfindung in Form eines
Fluidik-Chips 1 gezeigt. Die obere Trägerplatte 2 ist im
wesentlichen analog zu der in den 2a bis 2c gezeigten ersten Ausführungsform
aufgebaut, weist jedoch einen Umleitkanal 15 und einen
Bereich 14 auf, in dem eine erfindungsgemäße Schmelzeinrichtung
nach der dritten Ausführungsform
vorgesehen ist. Der Bereich 14 ist in 4b in Vergrößerung dargestellt. Von der
Fluidleitung 6 zweigt der Umleitkanal 15 als Vertiefung
in der oberen Trägerplatte 2 ab
und führt
zu dem Auffangbehälter 7.
Zwischen der Fluidleitung 6 und dem Umleitkanal 15 ist
ein elektrischer Leiter 8 derart angeordnet, dass er eine
Fluidverbindung zwischen der Leitung 6 und dem Kanal 15 abschließt, d.h.
die Leitung 6 von dem Kanal 15 trennt. Der elektrische
Leiter 8 weist in dem Trennbereich zwischen der Fluidleitung 6 und
dem Umleitkanal 15 eine Verengung 10 auf, an der
er eine geringere Querschnittsfläche
als an den angrenzenden Bereichen hat. Der elektrische Leiter 8 ist
in der gezeigten Ausführungsform
parallel zu der Fluidleitung 6 in die innere Oberfläche der oberen
Trägerplatte 2 integriert.
Die beiden Enden des elektrischen Leiters 8 bilden eine
Zuleitung und eine Ableitung für
einen elektrischen Strom und können
zu diesem Zweck durch die obere Trägerplatte 2 nach außen zur äußeren Oberfläche der
Trägerplatte 2 geführt werden.
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Die
Laminierfolie 5 ist entsprechend der Form der oberen Trägerplatte
zugeschnitten. Bei dieser Ausführungsform
sind auf der Laminierfolie 5 keine weiteren Einrichtungen
für das
Fluidsystem erforderlich. Auch auf der unteren Trägerplatte 4 sind
keine zusätzlichen
Einrichtungen für
das Fluidsystem notwendig.
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Durch
die elektrische Aktivierung der Schmelzeinrichtung, d.h. durch Zuführung eines Überstroms
in den elektrischen Leiter 8, schmilzt der elektrische
Leiter 8 an der Verengung 10 und gibt die Fluidverbindung
zwischen der Fluidleitung 6 und dem Umleitkanal 15 frei.
Durch das Schmelzen des elektrischen Leiters 8 wird demnach
eine Ableitung für das
Fluid aus dem Flusssystem erzeugt. Der Umleitkanal 15 ist
derart dimensioniert, dass das durch den Einlass 3 eingeleitete
Fluid vollständig
durch den Umleitkanal 15 abgeleitet und eine durch die
Fluidleitung 6 fließende
Fluidmenge vernachlässigt
werden kann.
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Das
Fluidsystem der dritten Ausführungsform
bildet eine Art geschlossenes System entsprechend der ersten Ausführungsform
gemäß den 2a bis 2c.
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Bei
der ersten Ausführungsform
nach den 2a bis 2c und bei der zweiten Ausführungsform nach
der 3 umfasst die erfindungsgemäße elektrisch
aktivierbare Schmelzeinrichtung einen elektrischen Leiter und eine
Laminierfolie, die beim Durchleiten eines elektrischen Stroms durch
den elektrischen Leiter schmelzbar ist. Eine Unterbrechung oder
ein Abbruch des Flusses des Fluids durch das Flusssystems des Fluidsystems
kann daher allein durch ein Schmelzen der Laminierfolie erfolgen.
Der elektrische Leiter muss dabei nicht unbedingt selbst schmelzen,
solange er eine Öffnung
in die Laminierfolie schmilzt, die groß genug ist, um als Ableitung
für das
Fluid aus dem Flusssystem zu dienen oder ausreichend Laminierfolie
schmilzt, um eine Fluidleitung zu blockieren. Es ist jedoch auch
möglich,
dass bei Aktivierung der Schmelzeinrichtung neben der Laminierfolie
auch der elektrische Leiter selbst schmilzt. Zur Blockierung einer
Fluidleitung ist dann insgesamt darauf zu achten, dass das geschmolzene
Material von Laminierfolie und elektrischem Leiter gemeinsam oder
von der Laminierfolie allein oder von dem elektrischen Leiter allein
ausreicht, um eine Fluidleitung zu blockieren.
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Bei
der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nach den 4a und 4b muss die Laminierfolie
nicht schmelzbar ausgestaltet sein. Eine Ableitung für das Fluid
aus dem Flusssystem kann allein durch Schmelzen des elektrischen
Leiters erzeugt werden. Bei dieser Ausführungsform wird die elektrisch
aktivierbare Schmelzeinrichtung von dem elektrischen Leiter gebildet,
ohne das ein weiteres schmelzbares Material vorgesehen werden muss.
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In 5 ist eine Vorrichtung zur
Blutzuckermessung gezeigt, bei der ein Fluidsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird. Die Blutzuckermessvorrichtung weist ein
Gehäuse 16 auf,
von dem eine Mikrodialysesonde 17 abragt. Neben verschiedenen
anderen Vorrichtungen zur Blutzuckermessung ist in bzw. an dem Gehäuse 16 ein
Fluidsystem nach der vorliegenden Erfindung angeordnet. Aus einem
innerhalb des Gehäuses 16 befindlichen Fluidreservoirs
wird Fluid durch eine Fluidleitung 18 zu einer Fluidleitung 19 geleitet,
die in einem innerhalb der Sonde 17 befindlichen Schlitz
zur Spitze der Sonde hin und von dieser zurück in das Gehäuse 16 führen wird.
Durch das Flusssystem kann von der Messvorrichtung eine Messlösung aus
dem Gehäuse 16 heraus
durch die Fluidleitung 19 mit Hilfe der Sonde 17 in
ein Gewebe eines Patienten ein- und wieder ausgeführt werden.
Die Fluidleitung 19 weist eine semipermeable Membran auf,
so dass die Messlösung mit
dem Umgebungsmilieu des Gewebes in Wechselwirkung treten kann. Bei
einer Fehlfunktion des Fluidsystems, wie z. B. einem Leck in der
Fluidleitung 19, ist es möglich, dass Messlösung aus
dem Flusssystem in das Gewebe gelangt. Dadurch kann ein Risiko für den Patienten
entstehen und die Messung des Blutzucker nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden.
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Ein
drahtartiger elektrischer Leiter 20 ist spiralförmig um
die Fluidleitung 18 an dem Gehäuse 16 angeordnet,
so dass er entlang seinen Windungen an die Fluidleitung 18 angrenzt.
Bei einer oben beschriebenen Fehlfunktion des Fluidsystems der Messvorrichtung
fällt der
Druck in der Fluidleitung 19 stark ab oder bricht vollständig zusammen.
Diese Druckänderung
kann z. B. durch einen Drucksensor innerhalb der Vorrichtung registriert
werden und dadurch die elektrisch aktivierbare Schmelzeinrichtung
in Form des elektrischen Leiters 20 aktiviert werden. Hierfür wird ein Überstrom
von einer in dem Gehäuse
angeordneten Batterie oder einem Kondensator durch den elektrischen
Leiter 20 geleitet. Dadurch schmilzt der elektrische Leiter 20 und
erzeugt eine Ableitung in der Fluidleitung 18, indem er
eine Öffnung,
bzw. ein Leck in diese einschmilzt. Für die Fluidleitung 18 wird hierfür ein schmelzbares
Material verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung wurde hauptsächlich anhand eines Fluidsystems
für eine
medizinische oder pharmazeutische Vorrichtung beschrieben. Ein erfindungsgemäßes Fluidsystem
kann jedoch auch in anderen Vorrichtungen vorteilhaft eingesetzt
werden, wie z. B. bei mikroskopischen Nachweisverfahren, Kristallisationsverfahren
oder anderen wissenschaftlichen und technischen Methoden.
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- 1
- Fluidik-Chip
- 2
- obere
Trägerplatte
- 3
- Einlass
- 4
- untere
Trägerplatte
- 5
- Laminierfolie
- 6
- Fluidleitung
- 6'
- Fluidleitung
- 6''
- Fluidleitung
- 7
- Auffangbehälter
- 8
- elektrischer
Leiter
- 9
- Schmelzbereich
- 10
- Verengung
- 11
- Umleitkanal
- 12
- Öffnung
- 13
- Auslass
- 14
- Bereich
- 15
- Umleitkanal
- 16
- Gehäuse
- 17
- Sonde
- 18
- Fluidleitung
- 19
- Fluidleitung
- 20
- elektrischer
Leiter