DE19848112A1 - Minimalinvasives Sensorsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein minimalinvasives Sensorsystem zur Bestimmung von Stoffkonzentration im menschlichen Körper. Derartige Sensorsysteme werden in der medizinischen Diagnostik, beispielsweise zur Bestimmung der Konzentration an Glukose im Blut bzw. in der interstitiellen Flüssigkeit, bei der Therapie von Diabetikern verwendet. DOLLAR A Das erfindungsgemäße minimalinvasive Sensorsystem besteht aus einer Hohlsonde (3) zur Entnahme eines Fluids aus Geweben, die an einem Träger (2) angeordnet ist. An dem Träger angeordnet ist weiterhin ein Sensor (S) mit einem Sensorelement. Der Sensor (S) besitzt einen Durchflußkanal, der mit dem Sensorelement in räumlichem Kontakt steht und mit dem Innenraum der Hohlsonde (3) unmittelbar verbunden ist. Die Verbindung kann auch über eine Hohlkörperverbindung (4) erfolgen. Für die Hohlsonde (3), die Hohlkörperverbindung (4) und den Sensor (S) werden mikrofluidische Elemente verwendet, so daß unmittelbare und kontinuierliche Messungen von Stoffkonzentrationen der über die Hohlsonde (3) dem Gewebe entnommenen Flüssigkeiten durch den Sensor (S) möglich sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein minimalinvasives Sensor­ system zur Bestimmung von Stoffkonzentrationen im menschlichen Körper. Derartige Sensorsysteme werden in der medizinischen Diagnostik, beispielsweise zur Bestimmung der Konzentration an Glukose im Blut bzw. in der interstitiellen Flüssigkeit bei der Therapie von Diabetikern verwendet.

Nach dem Stand der Technik, der beispielsweise in D. Moskone et al. "Ultrafiltrate Sampling Device for Continuous Monitoring", "Medical and Biological En­ gineering and Computing", 1996, Band 34, Seiten 290-294 gegeben wird, bestehen Sensorsysteme zur Messung von Glukose im Blut aus einer Ultrafiltrationssonde, die mit einem dünnen und langen Schlauch zur Speicherung der gewonnenen Gewebsflüssigkeit verbun­ den ist. In regelmäßigen Zeitabständen wird die in diesem Speicherschlauch gespeicherte gewonnene Gewebsflüssigkeit zu einem Sensor transferiert, der die in der Gewebsflüssigkeit befindliche Glukosekon­ zentration bestimmt. Die interstitielle Gewebsflüs­ sigkeit wird dabei mit Hilfe von Unterdruck durch eine Ultrafiltrationsmembran in einer als Schleife subkutan gelegten Ultrafiltrationssonde aus dem Sub­ kutangewebe gewonnen. Die Probevolumina liegen im Bereich von einigen 100 nl/min. Um die Volumina, die dem Sensor zugeführt werden können, weiter zu er­ höhen, wird nach der Sammlung und Zwischen­ speicherung der gewonnenen Gewebsflüssigkeit diese zusätzlich mittels eines Verdünnungspuffers verdünnt. Nachteilig ist bei derartigen Ultrafiltrationsverfah­ ren, daß solche Systeme nur für eine chargenweise Probenvermessung eingesetzt werden können, denn die Messung der Stoffkonzentrationen erfolgt aufgrund der Zwischenspeicherung erheblich zeitversetzt. Ein direktes Monitoring von Stoffkonzentration am Menschen ist damit nicht möglich.

Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von Ultrafiltrationssonden besteht darin, daß diese aus einer Hohlfasermembran bestehen. Diese müssen gewöhnlich durch stabilere Materialien in ihrem in­ neren Lumen gestützt werden. Derartige Ultrafiltrationssonden sind nicht nur aufwendig her­ zustellen sondern sie weisen auch einen Durchmesser auf, der deutlich über dem Durchmesser von dünnen Stahlkanülen liegt, die beispielsweise in der In­ sulintherapie von Diabetikern eingesetzt werden. Die Akzeptanz zur Implantation derartig dicker Ultra­ filtrationssonden ist bei Diabetikern daher verständlicherweise gering.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Sensorsystem zur Verfügung zu stellen, das die Mes­ sung von Stoffkonzentration im Blut oder in Gewebsflüssigkeiten von Lebewesen direkt, kontinuier­ lich und minimalinvasiv erlaubt und einfach und an­ genehm angewandt werden kann. Weiterhin ist es Auf­ gabe der vorliegenden Erfindung Verwendungen derartiger minimalinvasiver Sensorsysteme zur Ver­ fügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch das minimalinvasive Sensor­ system nach Anspruch 1 sowie die Verwendung eines derartigen minimalinvasiven Sensorsystems nach Anspruch 22 gelöst.

Das erfindungsgemäße minimalinvasive Sensorsystem weist einen Träger auf, an dem eine Sonde zur Fluidentnahme aus Geweben von Lebewesen sowie ein Durchflußsensor angeordnet sind. Der Durchflußsensor besitzt ein Sensorelement sowie einen Durchflußkanal, der mit dem Sensorelement in räumlichem Kontakt steht. Der Durchflußkanal und der Innenraum der Hohlsonde sind unmittelbar miteinander verbunden. Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystem ist insbesondere seine kleine Bauart aufgrund der kompakten Anordnung von Sonde und Sen­ sorelement auf/an einem Träger sowie die direkte Ver­ messung der geringen gewonnenen Gewebsflüssigkeiten. Dadurch erübrigt sich eine Zwischenspeicherung oder eine Verdünnung der gewonnenen Gewebsflüssigkeiten vor der Messung der Stoffkonzentrationen im Sensor. Folglich ist eine direkte, wirklich kontinuierliche und minimalinvasive Bestimmung von Stoffkon­ zentrationen im Blut bzw. in den Geweben eines Lebewesens, insbesondere eines Menschen möglich. Weiterhin ist durch die kleine Bauart und geringen Dimensionen sowohl des Trägers, des Durchflußsensors als auch insbesondere der Hohlsonde die Belastung des Patienten nur sehr gering, so daß die Akzeptanz des erfindungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystems bei den Patienten erheblich höher ist als bei den Meßverfahren nach dem Stand der Technik.

Das erfindungsgemäße Sensorsystem kann verwendet wer­ den, um physikalische, chemische und/oder biochemische Eigenschaften, insbesondere Stoffkon­ zentrationen in Lebewesen, insbesondere in deren Geweben und Körperflüssigkeiten, in vivo zu bestim­ men.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystems sowie seiner Verwen­ dungen werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.

Zur Aufnahme der Gewebs- oder Körperflüssigkeiten besitzt die Hohlsonde mikroskopische und/oder makro­ skopische Öffnungen. Dabei kann die Hohlsonde als endständige Hohlsonde ausgebildet sein, die an dem dem Durchflußsensor abgewandten Ende offen und/oder auf ihrer Mantelfläche perforiert oder porös ist. Dadurch wird erreicht, daß über die Öffnungen die Gewebsflüssigkeit oder die Körperflüssigkeit in die Hohlsonde eintritt und beispielsweise mit einer Vor­ richtung zur Erzeugung eines Vakuums, insbesondere einer Saugpumpe oder einem Vakuumbehälter, der auf der der Hohlsonde abgewandten Seite des Durchflußkanales des Durchflußsensors angeordnet ist, in Richtung des Durchflußsensors transportiert wird. Bei Verwendung mikrofluidischer Elemente für die Hohlsonde, die Hohlkörperverbindung zwischen der Hohlsonde und dem Durchflußsensor sowie für den Durchflußsensor können besonders geringe Gewebsflüs­ sigkeitsmengen vermessen werden.

Zur Stabilisierung der Hohlsonde kann diese einen Ar­ mierungsträger, beispielsweise einen Draht, eine Nadel oder ein Faserbündel, beispielsweise ein Glas­ faserbündel oder ein Kohlefaserbündel, enthalten. Ist dieser Armierungsträger entfernbar, so kann er nach Legen der Hohlsonde in das subkutane Gewebe entfernt werden, so daß der Tragekomfort für das erfin­ dungsgemäße minimalinvasive Sensorsystem für einen Patienten verbessert wird.

Der Fluß der interstitiellen Flüssigkeit oder der Gewebsflüssigkeit in Richtung der Hohlsonde und damit die Menge an gesammelter, zu vermessender Flüssigkeit kann dadurch verbessert werden, daß an dem Träger mindestens eine als Kathode schaltbare Elektrode an­ geordnet ist. Als Gegenelektrode kann eine großflächige Anode verwendet werden. Beim Anlegen einer Spannung an die Kathode wird beispielsweise die interstitielle Flüssigkeit in Richtung der Kathode, d. h. in Richtung des Trägers gezogen und dadurch ein Fluß in Richtung der Hohlsonde erzeugt. Als weiterer Effekt quillt die Haut im Bereich der Kathode auf, so daß ein größeres Volumen an interstitieller Flüssig­ keit im Bereich der Hohlsonde vorliegt. Idealerweise ist die Hohlsonde selbst oder der Armierungsträger, sofern er in der Hohlsonde verbleibt, elektrisch leitend und als Kathode schaltbar ausgelegt. Dadurch ergibt sich eine Ausrichtung des oben beschriebenen elektrophoretischen/elektroosmotischen Flusses der interstitiellen Flüssigkeit auf die Hohlsonde hin. Die Hohlsonde kann in diesem Falle aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise aus Edelstahl oder einem Edelmetall, bestehen oder elektrisch leitend, beispielsweise mit einem Metall, bedampft sein. Eine weitere Verstärkung und Ausrichtung des elektrophoretischen/elektroosmotischen Flusses der interstitiellen Flüssigkeit wird bewirkt, wenn an dem Träger weitere als Kathode schaltbare Elektroden an­ geordnet sind.

Die Hohlsonde des erfindungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystems ist nicht notwendigerweise als Ultrafiltrationssonde ausgebildet. In diesem Falle ist es günstig, zwischen der Hohlsonde und dem Durchflußsensor einen Fluidfilter anzuordnen. Weiter­ hin ist es vorteilhaft in diesem Bereich eine Gasblasenfalle vorzusehen, um unerwünschte Gasblasen aus dem Fluidstrom innerhalb der Hohlkörperverbindung oder des Durchflußsensors zu entfernen, um Störungen des Meßsystems zu vermeiden.

Da die Hohlsonde interstitielle Flüssigkeit oder Kör­ perflüssigkeit sammelt, die neben dem zu vermessenden Stoff weitere Bestandteile enthält, kann zwischen der Hohlsonde und dem Durchflußsensor ein Voroxidationsreaktor zur Entfernung dieser störenden Stoffe angeordnet sein.

Als Durchflußsensoren für das erfindungsgemäße minimalinvasive Sensorsystem eignen sich Durchflußsensoren, die aus einer Grundplatte, einem darauf angeordneten plattenförmigen Kanalträger mit einer kanalartigen Aussparung sowie einem darauf wiederum angeordneten plattenförmigen Sensorträger mit einer flächigen Aussparung zur Aufnahme eines Sensorelementes bzw. statt des plattenförmigen Sen­ sorträgers ein flächiges Sensorelement aufweisen. Die Grundplatte, der Kanalträger und der Sensorträger bzw. das Sensorelement sind miteinander abdichtend aufeinander so gestapelt, daß die flächige Aussparung bzw. das flächige Sensorelement sich über der kanalartigen Aussparung in dem Kanalträger befinden. Dadurch entsteht ein Durchflußsensor mit minimalen Abmessungen, der geeignet ist, die geringen Flüssig­ keitsmengen präzise und unmittelbar kontinuierlich zu vermessen. Die Hohlsonde selbst kann dabei an dem Träger so angeordnet sein, daß ihr eines Ende die Grundplatte durchbricht und in die kanalartige Aussparung in den Kanalträger ragt.

Ein weiterer vorteilhafter Durchflußsensor, der geeignet ist zur Vermessung der geringen gesammelten Flüssigkeitsmengen besteht aus einem plattenförmigen Sensorträger, in dem mindestens ein sich verjüngen­ des, das Sensorelement enthaltende Containment ein­ gebracht ist, das sich zwischen den beiden Oberflächen des Sensorträgers erstreckt sowie min­ destens eine mit der zweiten Oberfläche des Sen­ sorträgers verbundene Platte enthält. Im Bereich der Grenzfläche zwischen Sensorträger und Platte, beispielsweise in der Oberfläche des Sensorträgers oder in der Oberfläche der Platte oder auch jeweils teilweise in beiden, ist eine kanalartige Vertiefung ausgebildet, die mit der kleineren Öffnung des Con­ tainments, die sich an der Grenzfläche zwischen Sen­ sorträger und Platte befindet, in Kontakt steht. Dadurch ist ein Durchflußsensor gegeben, der-bei minimalen Abmessungen des Durchflußkanals eine op­ timale Vermessung der durchströmenden Flüssigkeiten ermöglicht.

Der Träger des minimalinvasiven Sensorsystems kann zugleich als Grundplatte oder als plattenartiger Kanalträger des Durchflußsensors mit einer kanalartigen Aussparung ausgebildet sein. In diesem Falle ergibt sich eine besonders kompakte und ein­ fache Bauweise des erfindungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystems.

Auch hier kann das Sensorsystem aus einem plattenför­ mig ausgebildeten Substrat bestehen, in das ein sich zwischen den beiden Oberflächen verjüngendes Contain­ ment eingebracht ist, wobei das Containment das Sen­ sorelement enthält und auf der dem Träger bzw. der dem Kanal zugewandten Seite eine verjüngte kleinere Öffnung aufweist.

Auch bei dieser Anordnung kann die Hohlsonde an dem Träger so angeordnet sein, daß sie den als Grundplatte des Sensorelementes ausgebildeten Träger durchbricht und in den Kanal ragt. Träger, Hohlsonde und Sensor bilden so eine äußerst kompakte Einheit mit sehr kurzen Wegen des gewonnenen Fluides zwischen Entnahmestelle im Gewebe und Sensorelement.

Das erfindungsgemäße minimalinvasive Sensorsystem kann insbesondere zur Bestimmung von Stoffkon­ zentrationin Geweben oder Körperflüssigkeiten in vivo, insbesondere zur Bestimmung der Glukosekon­ zentration im Blut und/oder der interstitiellen Flüs­ sigkeit des subkutanen Gewebes des Menschen ein­ gesetzt werden. Der Anwendungsbereich betrifft also insbesondere die medizinische, insbesondere human­ medizinische Diagnostik und Therapeutik, wobei die Verwendung in der Diabetestherapie zur Kontrolle des Blutzuckerspiegels und zur Bestimmung der einzuset­ zenden Insulingaben im Vordergrund steht. Im folgen­ den werden einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystems beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes minimalinvasives Sen­ sorsystem;

Fig. 2 ein weiteres erfindungsgemäßes minimal in­ vasives Sensorsystem;

Fig. 3 zwei Sensorelemente für ein erfindungsgemäßes minimalinvasives Sensorsystem;

Fig. 4 ein weiteres erfindungsgemäßes minimal in­ vasives Sensorsystem;

Fig. 5 einen Sensor für ein erfindungsgemäßes minimalinvasives Sensorsystem;

Fig. 6 einen weiteren Durchflußsensor für ein erfin­ dungsgemäßes minimalinvasives Sensorsystem;

Fig. 7 ein erfindungsgemäßes minimalinvasives Sen­ sorsystem;

Fig. 8 ein erfindungsgemäßes minimalinvasives Sen­ sorsystem;

Fig. 9 ein erfindungsgemäßes minimalinvasives Sen­ sorsystem;

Fig. 10 Hohlsonden für ein erfindungsgemäßes minimalinvasives Sensorsystem;

Fig. 11 ein weiteres erfindungsgemäßes minimal in­ vasives Sensorsystem;

Fig. 1 zeigt Beispiele für den Einsatz eines erfin­ dungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystems. Das minimalinvasive Sensorsystem besteht in Fig. 1a aus einem Träger 2, auf dem ein Durchflußsensor 5 mit einem Durchflußkanal 6 angeordnet ist.

Weiterhin erstreckt sich in Verlängerung des Durchflußkanals 6 eine Hohlkörperverbindung zu einer Hohlsonde 3. Die Hohlsonde 3 ist in dem Träger 2 an­ geordnet und ragt über den Träger 2 auf der dem Durchflußsensor 5 abgewandten Seite hinaus. Weiterhin ist der Durchflußkanal 6 auf der der Hohlkörperver­ bindung 4 abgewandten Seite über eine Hohlkörperver­ bindung 7 mit einem Systemmodul 8 verbunden. Das Sys­ temmodul 8 ist weiterhin über zwei elektrische Zuleitungen 9, 10 mit dem Sensorelement des Durchflußsensors 5 verbunden, über die das erfaßte Meßsignal geleitet wird. Das Systemmodul 8 enthält eine Elektronik E, eine Batterie B zur Stromversor­ gung der Elektronik E, eine Saugpumpe P, um an die Hohlkörperverbindung 7, den Durchflußkanal 6, die Hohlkörperverbindung 4 sowie die Hohlsonde 3 einen Unterdruck anzulegen, und einen Auffangcontainer C für die über die Hohlkörperverbindung 7 in das Sys­ temmodul eintretenden Flüssigkeiten. Die mit Hilfe des Sensorsystems ermittelten Meßwerte sowie andere Systemdaten können über ein Display D im Systemmodul 8 angezeigt werden.

Wie in Fig. 1a gezeigt, liegt der Träger 2 auf einer Hautoberfläche 1 mit derjenigen Seite auf, auf der die Hohlsonde 3 aus dem Träger 2 hervorragt. Dies bedeutet, daß die Hohlsonde die Hautoberfläche 1 durchdringt und bis in das subkutane Gewebe des Patienten ragt.

Mit Hilfe des durch die Saugpumpe P erzeugten Unterdruckes in der Hohlsonde 3, den Hohlkörperver­ bindungen 4, 7 und dem Durchflußkanal 6 wird nun durch die Hohlsonde 3 interstitielle subkutane Gewebsflüs­ sigkeit angesaugt und über die Hohlkörperverbindung 4 zum Durchflußkanal 6 des Durchflußsensors 5 und weiter durch die Hohlkörperverbindung 7 zur Pumpe P und anschließend in den Auffangcontainer C gepumpt. Die Volumina der Hohlkörperverbindungen 4 und 7 sowie des Durchflußkanals 6 sind sehr klein.

Fig. 1b zeigt ein prinzipiell ähnliches minimal in­ vasives Sensorsystem wie Fig. 1a. Daher sind diesel­ ben Elemente auch mit den selben Bezugszeichen wie in Fig. 1a bezeichnet. Zusätzlich zu Fig. 1a ist hier jedoch an der Hohlsonde 3 eine Elektrode, die als Kathode geschaltet werden kann, angeordnet. Weiterhin enthält der Träger 2 auf der der Hautoberfläche zugewandten Seite eine großflächige Anode. Kathode 11 und Anode 12 sind über elektrische Verbindungen 13, 14 mit dem Systemmodul 8 verbunden, über das an beide eine Spannung angelegt werden kann. Diese Spannungen und Ströme werden mit Hilfe der Batterie B und der Elektronik E im Systemmodul 8 erzeugt. Aufgrund der angelegten Spannung ergibt sich im subkutanen Bereich ein elektrophoretischer/elektroosmotischer Strom der interstitiellen Gewebsflüssigkeit auf die Kathode 11 hin. Dies führt zu einem deutlich größeren Fluß der interstitiellen Gewebsflüssigkeit zur Hohlsonde 3 und in die Hohlsonde 3.

Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, indem wie in Fig. 1c gezeigt, auf dem Träger 2 an der der Hautoberfläche 1 zugewandten Seite eine weitere zusätzliche Kathode angeordnet ist, die über eine elektrische Verbindung 16 ebenfalls von dem System­ modul 8 beschaltet wird. Diese Kathode 15 verursacht im subkutanen Gewebe einen zusätzlichen elektrophoretischen/elektroosmotischen Fluß der interstitiellen Gewebsflüssigkeit. Da senkrecht zur Hautoberfläche 1 eine Divergenz des elektrophoretisch/elektroosmotischen Flusses auftritt, die durch die wenig durchlässigen oberen Haut schichten verursacht wird, kommt es unter der obersten Hautschicht zu einem Aufquellen der Haut in unmittelbarer Nähe der Hohlsonde 3. Daher kann auf diese Weise durch die Hohlsonde 3 ein größeres Volumen der interstitiellen Gewebsflüssigkeit mit Hilfe der Pumpe P zum Durchflußsensor 5 befördert werden. Die weiteren Bezugszeichen bezeichnen die­ selben Elemente wie in den Fig. 1a und 1b.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystems. Es weist einen Träger 2, sowie einen Kanalträger 17 mit einem darin befindlichen Kanal 18 sowie eine Kanalab­ deckung 19 mit einer Öffnung 20 auf. Der Träger 2, der Kanalträger 17 und die Kanalabdeckung 19 werden miteinander abdichtend übereinander angeordnet. Weiterhin wird in Fig. 2a, die eine Explosionszeich­ nung des erfindungsgemäßen Sensorsystems aus Fig. 2b ist, ein Sensor 5 gezeigt, dessen Außenabmessungen den Abmessungen der Öffnung 20 in der Kanalabdeckung 19 entsprechen. Der Sensor 5 besitzt 2 Sensorkon­ taktflächen 21, 22 zur Ableitung der elektrischen Meßsignale. Auf der dem Kanalträger abgewandten Seite des Trägers ist eine Hohlsonde 3 angeordnet, die sich durch den Träger 2 bis in den Kanal 18 des Kanalträgers 17 hinein erstreckt.

Fig. 2b zeigt dieses minimalinvasive Sensorsystem in montiertem Zustand. Dieselben Elemente sind daher mit den selben Bezugszeichen versehen. Zusätzlich zu Fig. 1a sind die elektrischen Meßsignalableitungen 9, 10 eingezeichnet, die mit den Sensorkontaktflächen 21, 22 verbunden sind. Wie hier zu erkennen ist, ist das Sensorelement 5 so angeordnet, daß es sich längs des Kanals 18 zwischen der Hohlsonde und einer äußeren Kanalöffnung 24 befindet. An der äußeren Kanalöffnung 24 ist eine Hohlkörperverbindung 7, beispielsweise ein Schlauch mittels einer Abdichtung 23 abdichtend angeordnet. Die von der Hohlsonde 3 aufgenommene interstitielle Flüssigkeit oder Blut wird nun durch die Hohlsonde 3 und den Kanal 18 an dem Sensorelement 5 vorbei bis zur äußeren Kanalöf­ fnung 24 und weiter durch die Hohlkörperverbindung 7 transportiert.

Der Träger 2, der Kanalträger 17 und die Kanalab­ deckung 19 können in Folientechnologie aus Polyester­ folie hergestellt sein. Die Verbindung der verschiedenen Schichten erfolgt durch Heißlaminieren oder durch Kleben. Das Aufsetzen des Sensorelementes 5 in der Öffnung 20 erfolgt so, daß die Unterseite des Sensorelementes eine feste Verbindung mit der Oberfläche des Kanalträgers 17 durch Kleben oder durch Anpressen eingeht. Dabei ragt die aktive Sen­ soroberfläche auf der hier nicht dargestellten Unter­ seite des Sensors 5 in den Kanal 18 hinein. Die Ab­ dichtung 23 besteht aus einem herkömmlichen Dich­ tungsmaterial wie z. B. Silikon.

Fig. 3 zeigt 2 Sensorelemente, wie sie beispielsweise als Sensorelemente 5 in Fig. 2 ein­ gesetzt werden können.

Das in Fig. 3a eingesetzte Sensorelement ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 41 15 414 beschrieben, deren Offenbarung hierdurch in diese Anmeldung aufgenommen wird. Das Sensorelement besteht aus einem Siliziumträger 25, der an seiner Oberfläche mit einer dielektrischen Schicht 26 aus SiO₂ und/oder Si₃N₄ besteht. In den Siliziumträger sind pyramidenstumpfförmige Öffnungen durch anisotropes Ätzen eingebracht. Diese sogenannten Con­ tainments 35 sind an ihrer inneren Oberfläche mit einer Elektrodenschicht 27, 27', 27'', 27''', beispielsweise aus Platin oder Ag/AgCl bedeckt. In die Containments wird für einen Glukosesensor ein Membranmaterial 28 aus PVA mit dem Enzym GOD ein­ gefüllt. An der Unterseite des Sensorelementes liegt die Membran 28, 28' frei und bildet die aktive Membranoberfläche 29, 29'. diese bildet zugleich die obere Begrenzung des Kanals 18 aus Fig. 2. Die Elektrodenschichten 27, 27', 27'' und 27''' können mittels Sensorkontaktflächen, wie sie unter Bezugszeichen 21, 22 in Fig. 2 dargestellt sind, elektrisch abgegriffen werden.

Fig. 3b zeigt ein Sensorelement, wie es aus dem deutschen Patent P 41 37 261.1-52 bekannt ist, dessen Offenbarung hier mit in diese Anmeldung aufgenommen wird. Auf einem Sensorelementträger 30 mit einem Durchbruch 36 ist eine Doppelmatrixmembran 31 fest aufgebracht. Diese besteht z. B. aus einem Papier das mit einem Gel getränkt ist, das das Enzym GOD (Glukoseoxidase) enthält. Auf dem Membranmaterial 31 sind zwei Elektroden 33 und 34 durch Aufdampfen oder Siebdruck aufgebracht. Die Elektrode 33 besteht aus Platin und die Elektrode 34 ist eine Ag/AgCl- Elektrode. Eine aktive freie Membranoberfläche 32 in dem Durchbruch 36 bildet hier den oberen Abschluß des Kanals 18 aus Fig. 2. Die Elektroden 33 und 34 entsprechen den Sensorkontaktflächen 21, 22 aus Fig. 2.

In Fig. 4 ist ein minimalinvasives Sensorsystem ähnlich dem in Fig. 2 dargestellten, so daß diesel­ ben Bezugszeichen wiederum dieselben Elemente wie in Fig. 2 bezeichnen. Im Unterschied zu Fig. 2 ist nun zwischen dem Träger 2 und dem Kanalträger 17 ein weiterer plattenartiger Filterträger 37 angeordnet, der eine Aussparung mit einer darin angeordneten Fil­ termembran 38 enthält. Die Aussparung ist dabei im Bereich des Kanals 18 in dem Kanalträger 17 an­ geordnet und bildet selbst einen Teil des Kanals. Die Hohlsonde 3 ist so angeordnet, daß sie mit der Aussparung für die Filtermembran 38 in dem Fil­ terträger 37 auf deren dem Träger 2 zugeordneten Seite verbunden ist. Der Träger 2, der Filterträger 37, der Kanalträger 17, der Sensorträger 19 sowie das Sensorelement 5 sind auf gleiche Art und Weise miteinander abdichtend verbunden wie in Fig. 2. In diesem Beispiel wird nun die Flüssigkeit, die durch die Hohlsonde 3 gesammelt wird, durch die Filter­ membran 38 geleitet und tritt erst dann anschließend in den Kanal 18 in dem Kanalträger 17 ein und wird weiterhin an dem Sensorelement 5 weitergeleitet zur äußeren Öffnung 24 des Kanals. Durch eine derartige Filtermembran können unerwünschte Substanzen in dem Fall ausgefiltert werden, in dem keine Ultrafiltra­ tionssonde als Hohlsonde eingesetzt wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Durchflußsensoren entsprechend denjenigen in Fig. 3a, wobei jedoch der Durchflußkanal in die Sensoren integriert ist. Derartige Sensoren sind aus dem deutschen Patent P 44 08 352 bekannt, dessen Offenbarung hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Der Sensor besteht aus einem Siliziumträger 25, in dem sich Con­ tainments 35 befinden. Die Containments 35 enthalten Sensormembranmaterial 28 sowie Elektroden 27, 27'', die bis in das Containment hineinragen. Die Contain­ ments verjüngen sich von einer Seite des Silizium­ trägers 25 zur anderen Seite des Siliziumträgers 25. Auf der Seite mit der kleineren Öffnung der Contain­ ments ist ein Kanal 39 durch anisotropes Ätzen in den Siliziumträger 25 eingebracht, der mit den aktiven Membranoberflächen bildenden, kleineren Öffnungen 29, 29' der Containments in räumlichem Kontakt steht. Dieser Kanal ist mit einer Glasabdeckung 40 verschlossen, die mit dem Siliziumträger durch anodisches Bonden abdichtend verbunden wird. Damit ist in dem Siliziumträger 25 ein Kanal 39 ausgebil­ det, in dem die durch die Hohlsonde gesammelte Flüs­ sigkeit an den aktiven Membranoberflächen 29, 29' vorbeigeführt wird.

Die realisierbaren Durchmesser des Kanals 39 liegen im Bereich von einigen 10 bis einigen 100 µm, so daß sehr geringe Probevolumina vermessen werden können. In der in Fig. 6 gezeigten Anordnung sind zusätzlich zu den Sensorelementen 28, 28' Zuführungsöffnungen 41, 42 in den Siliziumträger 25 eingebracht, die sich von einer Seite des Siliziumträgers zur anderen erstrecken und mit dem Kanal 39' verbunden sind. Durch diese Zuführungs/Abführungsöffnung 41 bzw. 42 wird das Meßmedium dem Kanal 39' (Öffnung 41) zu- bzw. aus dem Kanal 39' (Öffnung 42) abgeführt. In diesem Fall tritt daher der Kanal 39' nicht an der Stirnseite des Siliziumträgers 25' aus, da er in der Länge begrenzt ist.

Fig. 7 zeigt nun den Einsatz eines Sensorelementes nach Fig. 6 in einem Sensorsystem, das demjenigen der Fig. 2 und 3 entspricht. Dieselben Bezugszeichen bezeichnen daher dieselben Elemente wie in diesen Figuren. Im Unterschied zu Fig. 2 weist der Kanalträger 17' nicht mehr einen einzigen Kanal 18 auf. Vielmehr ist der Kanal in zwei voneinander durch einen Steg getrennte Abschnitte 18' und 18'' eingeteilt. Der Kanalabschnitt 18' erstreckt sich zwischen der sensorelementseitigen Öffnung der Hohlsonde und der Öffnung 20 in dem Sensorträger. Der zweite Kanalabschnitt 18'' erstreckt sich seitlich zum ersten Kanalabschnitt 18' unterhalb der Öffnung 20 des Sensorträgers 19 und der äußeren Öffnung 24, wobei die beiden Kanalabschnitte 18' und 18'' lediglich über die Öffnung 20 des Sensorträgers 19 miteinander im Kontakt stehen. Das Sensorelement 5'' mit den Sensorkontaktflächen 21' und 22'' ist nun ein Sensorelement gemäß Fig. 6. Dabei wird das Sen­ sorelement 5'' so in der Öffnung 20 angeordnet, daß die Zuführungsöffnung 41 aus Fig. 6 mit dem Kanalabschnitt 18' und die Abführungsöffnung 42 aus Fig. 6 mit dem Kanalabschnitt 18'' in Verbindung steht. Damit wird die zu messende Flüssigkeit aus der Hohlsonde über den Kanalabschnitt 18' und die Zufüh­ rungsöffnung 41 durch den Kanal 39' an den Sen­ sorelementen 28, 28' vorbeigeführt und anschließend über die Abführungsöffnung 42 und den Kanalabschnitt 18'' aus dem erfindungsgemäßen Sensorsystem ab­ geführt. Der Kanal 39' kann als Kapillardrossel zur Steuerung des Flüssigkeitsstromes über den Strömungswiderstand des Kanals 39' ausgebildet sein. Diese Technik ist aus dem deutschen Patent P 44 10 224 bekannt, dessen Offenbarung in die vorliegende Anmeldung hiermit eingeschlossen werden soll.

Um die zu messende Flüssigkeit aus der Hohlsonde an dem Sensorelement 5'' vorbeizutransportieren, wird in den miteinander kommunizierenden Hohlräumen des er­ findungsgemäßen Sensorsystems ein Unterdruck erzeugt. Hierfür kann ein sehr einfacher Behälter oder ein Vakuumbehälter (Vakutainer) an die Öffnung 24 des Kanalabschnitts 18'' angebracht werden. Aufgrund des hohen Strömungswiderstandes des Kanals 39' mit gerin­ gem Kanalquerschnitt wird dann die Flüssigkeit, die über die Hohlsonde 3 in den Kanal 39' eintritt, mit nahezu konstanter Flußrate gefördert. Der Strömungswiderstand kann auch dadurch vergrößert wer­ den, daß der Kanal 39' auf dem Chip selbst verlängert wird.

Das in Fig. 7 dargestellte Sensorsystem kann wie in Fig. 8 gezeigt weitergebildet werden. Zusätzlich zu der Anordnung, wie in Fig. 7 gezeigt und daher auch mit den jeweiligen entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet ist, befindet sich in der Kanalabdeckung 19' ein weiterer Kanal 43 als Vakuumkanal. Dieser Kanal 43 läuft um die Öffnung 20 herum und ist von dieser durch einen Steg getrennt. Weiterhin ist die Kanalöffnung 18' in dem Kanalträger 17' seitlich et­ was erweitert, so daß sie auch den Vakuumkanal 43 überdeckt. Der Vakuumkanal 43 verbindet folglich zusätzlich zu der Öffnung 20 die Kanalöffnungen 18' und 18''. Zwischen dem Kanalträger 17' und der Kanalabdeckung 19' befindet sich nun in dem Bereich, in dem die Kanalöffnung 18' und der Vakuumkanal 43 kommunizieren, eine gasdurchlässige Membran. Dies bedeutet, daß an der dem Vakuumkanal 43 zugewandten Seiten der gasdurchlässigen Membran das an die Öf­ fnung 24 durch die Pumpe P oder den Vakutainer an­ gelegte Vakuum anliegt. Sind im Meßmedium, das durch die Hohlsonde 3 in den Kanalabschnitt 18' gelangt, Gasblasen enthalten, so wird das Gas mit Hilfe des an der gasdurchlässigen Membran vakuumkanalseitig an­ liegenden Unterdrucks über die gasdurchlässige Membran 44 in den Vakuumkanal 43 abgeleitet. Daher ist das Meßmedium, das nicht durch die gasdurchläs­ sige Membran strömen kann sondern in den integrierten Durchflußkanal 39' aus Fig. 6 des Sensorelementes 5'' eintritt, entgast. Es ist ebenso möglich, zwi­ schen Vakuumkanal 43 und Systemmodul 8 (s. Fig. 1) eine eigene Vakuumleitung, z. B. einen Schlauch zu ver­ legen.

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten, bei dem jedoch in dem Träger 2' Elektroden integriert sind, die zum elektrophoretischen/elektroosmotischen Transport des Meßmediums im subkutanen Gewebe dienen. Entsprechende Elemente sind jedoch mit entsprechenden Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet.

Auf einem Träger 2' ist eine elektrisch leitfähige Hohlsonde 3' aus Edelstahl schräg angeordnet, die sich von der Unterseite des Trägers 2' bis in den Kanal 18 in dem Kanalträger 17 erstreckt und deren Innenraum mit dem Kanal 18 kommuniziert. In dem Träger 2' sind weiterhin voneinander elektrisch isolierte elektrische Leiterbahnen 48, 49 und 50 an­ geordnet, die mit Anschlußkontakten 51, 52 bzw. 53 zum Anlegen von Spannungen versehen sind. Die Leiter­ bahn 49 ist dabei mit der Hohlsonde elektrisch ver­ bunden. Weiterhin befinden sich auf der der Hautoberfläche zugewandten Oberfläche des Trägers 2' zwei Elektroden 12' und 15', die mit den Leiterbahnen 50 bzw. 48 über Durchkontaktierungen des Trägers 2' elektrisch leitend verbunden sind. Die Elektrode 12' ist dabei eine großflächige Anode, die etwa mittig auf der Unterseite des Trägers 2' angeordnet ist. Die Elektrode 15' ist seitlich des Durchstoßpunktes der Hohlsonde 3' durch den Träger 2' oberhalb des freien Endes der schräg angeordneten Hohlsonde 3' auf der Unterseite des Träger 2' angeordnet und dient als Kathode. Diese Kathode 15' ist eine Platinkathode oder eine Ag/AgCl-Kathode. Das äußere Ende der Hohlsonde 3' ist wie bei Kanülen in der Medizintech­ nik üblich angespitzt und vorne offen. Nicht darge­ stellt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Hohlsonde auf ihrer äußeren Umfangsoberfläche per­ foriert ist, so daß in diesem Falle ein noch größeres Probenvolumen aus dem subkutanen Gewebe entnommen werden kann. Werden nun über die Kontakte 51 und 52 an die Kathode 15' bzw. die Hohlsonde 3' eine negative Spannung und an die Anode 12' über den Anschlußkontakt 53 eine positive Spannung anlegt, so ergibt sich ein elektrophoretischer/elektroosmoti­ scher Transport der interstitiellen Flüssigkeit in Richtung der Hohlsonde 3'. Weiterhin quillt das Gewebe unterhalb der Kathode 15' auf, so daß zur Probenentnahme ein vergrößert es Volumen an interstitieller Flüssigkeit zur Verfügung steht. Dadurch daß die Kathode 15' unmittelbar über dem freien Ende der Hohlsonde 3' angeordnet ist, ist der Fluß der interstitiellen Flüssigkeit auf das offene Ende der Hohlsonde 3' gerichtet und es ergibt sich damit eine noch weiter verbesserte Probenentnahme.

Fig. 9b zeigt das in Fig. 9a beschriebene Sensor­ system in montiertem Zustand.

Fig. 10 zeigt verschiedene Ausführungsformen einer Hohlsonde 3' für ein erfindungsgemäßes minimalin­ vasives Sensorsystem. Die Hohlsonde 3' besteht aus einem zylinderförmigen Korpus aus Edelstahl. Sie ist elektrisch leitfähig und kann gleichzeitig als Hohlsonde und als Kathode, beispielsweise bei der Ausführungsform eines Sensorsystems gemäß Fig. 9 dienen. Das äußere Ende dieser Hohlsonden kann wie bei Kanülen in der Medizintechnik üblich angespitzt und vorne offen sein. Sie kann auch auf ihrer Um­ fangsoberfläche perforiert oder mit Poren versehen sein.

Fig. 10b zeigt eine Hohlsonde 3'', die aus Teflon, Polyimid oder einem anderen Kunststoff hergestellt ist und damit schlauchartige Eigenschaften aufweist. Die Teflonmembran kann dabei auf ihrer Mantelfläche perforiert und damit für die interstitielle Flüssig­ keit durchlässig sein. Eine derartige Perforierung bei Teflon oder anderen Membranmaterialien kann mit Lasern hergestellt werden. Bei entsprechender Per­ forierung kann die Hohlsonde 3'' auch als Ultrafiltrationshohlfaser eingesetzt werden.

Die schlauchartige Konsistenz der in Fig. 10b dargestellten Hohlsonde 3'' bedingt, daß der Unterdruck im Hohlsondenlumen unter Umständen einen Hohlsondenkollaps während der Messung erzeugt. Daher ist die Hohlsonde mit einem Armierungsträger 54, beispielsweise einem Draht, der gleichzeitig als Hohlsondenkathode dienen kann, versehen. Auch zwei oder mehr Drähte können zu einem Armierungsträger verdrillt werden.

In Fig. 10c ist eine weitere armierte Hohlsonde 3''' gezeigt, wobei der Armierungsträger 55 aus einem Faserbündel besteht. Besonders geeignet sind hierfür Kohlefaser- oder Glasfaserbündel. Werden Kohlefaser­ bündel als Armierungsträger verwendet, so können diese zugleich aufgrund ihrer elektrischen Leitfähig­ keit als Kathoden dienen.

Typischerweise haben die hier beschriebenen Hohlson­ den äußere Durchmesser zwischen 0,1 und 2 mm, vor­ zugsweise jedoch 0,4 bis 0,5 mm.

Die Hohlsonden nach Fig. 10 können auch aus solchen ansonsten bekannten Materialien hergestellt werden, die für Dialyse- und Ultrafiltrationshohlfasern ver­ wendet werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfin­ dungsgemäßes Sensorsystem ist in Anlehnung an Fig. 2 in Fig. 11 dargestellt. Dabei sind entsprechende Elemente mit entsprechenden Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet. Im Unterschied zu Fig. 2 ist jedoch hier die Hohlsonde 3 durch eine flexible Hohlsonde 3 ^IV aus einem perforierten Teflonkatheter ersetzt. Diese flexible Hohlsonde kann jedoch nicht ohne weiteres in das subkutane Gewebe insertiert wer­ den. In der Hohlsonde 3 ^IV befindet sich daher eine Stabilisierungsnadel 57 als Armierungsträger. Diese Nadel ist durch ein Septum 56 aus Silikon auf der Kanalabdeckung 19 durch den Kanal 18 in dem Kanalträger 17 in die Hohlsonde 3 ^IV eingeführt. Das Septum 56 muß dabei ausreichend dicht sein, um den in dem Kanal 18 erzeugten Unterdruck aufrecht zu erhal­ ten. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist, daß die Stabilisierungsnadel 57 durch Ziehen aus der Hohlsonde 3 ^IV entfernt werden kann sobald die Hohlsonde 3 ^IV in das subkutane Gewebe insertiert ist. Dadurch wird die Belastung für den Träger dieses er­ findungsgemäßen minimalinvasiven Sensorsystems wäh­ rend der Tragezeit stark verringert und die Akzeptanz eines derartigen Sensorsystems bei den Patienten er­ höht.

Fig. 11b zeigt dieses Sensorsystem in montiertem Zustand.

Vorteilhafterweise können die erfindungsgemäßen Sen­ sorsysteme mit Flußkontrollen ausgestattet sein, um eine Unterbrechung des Flusses anzuzeigen. Eine besonders einfache Ausführungsform dieser Flußkontrolle entsteht dadurch, daß zwei Glukosesen­ soren in einem Durchflußkanal 6 des Sensors 5 (s. Fig. 1) hintereinander angeordnet sind. Da die herkömmlichen, im Stand der Technik allgemein bekann­ ten Glukosesensoren den Analyten enzymatisch umset­ zen, ergibt sich am zweiten Sensor im Vergleich zum ersten Sensor eine geringere Glukosekonzentration. Folgt nun das Signal des zweiten Sensors dem Signal des ersten Sensors zeitlich mit einem geringeren ab­ soluten Signal, so kann davon ausgegangen werden, daß der Fluß der interstitiellen Gewebsflüssigkeit nicht unterbrochen ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft vor dem Glukosesensor zwischen der Hohlsonde und dem Sensorelement einen Voroxidationsreaktor anzuordnen. Mit seiner Hilfe können störende Substanzen durch Voroxidation vom Sensor ferngehalten werden. Da hierbei auch ein Strom über den Voroxidationsreaktor fließt, kann das Ver­ hältnis der Ströme zwischen Voroxidationsreaktor und dem nachgeschalteten Glukosesensor als Kontrollparameter für den Fluß der interstitiellen Gewebsflüssigkeit im Kanal 6 des Sensors 5 (Fig. 1) dienen. Ein derartiger vorgeschalteter Voroxidationsreaktor läßt sich in gleicher Tech­ nologie herstellen wie die hier beschriebenen Sen­ soren, beispielsweise gemäß Fig. 5 und Fig. 6.

Bei den in den Fig. 2, 4, 7 bis 9 vorgestellten minimalinvasiven Sensorsystemen bestehen die Träger 2, Kanalträger 17, die Kanalabdeckung 19 sowie der Filterträger 37 bzw. die entsprechenden Elemente aus Kunststoffen wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polyoxymethylen (POM), Polycarbonat (PC), Ethylen/Propylen-COP. (EPDM), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Polyvinyl­ butyral (PVB), Celluloseacetat (CA), Polypropylen (PP), Polymethylmetacrylat (PMMA), Polyamid (PA), Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-COP. (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Phenol-Formaldehyd (PF), Epoxyd (EP), Polyurethan (PUR), Polyester (UP), Silikon, Melamin-Formaldehyd (MF), Harnstoff-Formal­ dehyd (UF), Anilin-Formaldehyd, Capton oder dergleichen.

Die Verbindung zwischen den Trägern 2, Kanalträger 17, Kanalabdeckung 19 sowie Filterträger 37 kann durch Kleben, Schweißen oder Laminieren erfolgen. Speziell für das Laminieren stehen spezielle Laminierfolien zur Verfügung, die sich heißlaminieren lassen (z. B. CODOR-Folie aus Polyethylen und Polyester der Firma TEAM CODOR, Marl, Deutschland). Die Dicke der einzelnen Folien für die Träger 2, Kanalträger 17, Kanalabdeckung 19 oder Filterträger 37 können zwischen 10 und einigen 1000 µm, vor­ zugsweise bei wenigen 100 µm liegen. Die flächenhaf­ ten Ausdehnungen des Trägers 2 sowie der anderen Träger und Abdeckungen liegen im Bereich weniger cm, beispielsweise für den Träger 2 aus Fig. 2 bei 2 × 3 cm. Die Unterseite des Trägers 2 ist wiederum vor­ teilhafterweise ganz oder teilweise mit einer Klebe­ schicht aus hautverträglichen Klebematerialien ver­ sehen, die für eine sichere Haftung auf der Hautoberfläche sorgt.

Die Anode 12, Kathoden 11 und 15' sowie die Leiter­ bahn 48, 49, 50 in den entsprechenden Zeichnungen und ebenso die Anschlußkontakte 51, 52 und 53 können durch Siebdruck oder Dünnschichtverfahren hergestellt werden. Die hierfür verwendeten Materialien können Siebdruckpasten auf der Basis von Edelmetallen und Metallen sein. Die im Dünnschichtverfahren herge­ stellten Schichten können aus Edelmetallen wie Platin, Gold, Silber oder chloridisierten Sil­ berschichten (Ag/AgCl) bestehen. Die Dicke dieser Schichten für die Anoden, Kathoden sowie Leiterbahnen und Anschlußkontakte können zwischen einigen 100 nm bis einigen µm betragen.

Claims (30)

1. Minimalinvasives Sensorsystem mit mindestens einer Sonde zur Entnahme eines Fluides aus Geweben sowie mindestens einem Sensorelement, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Träger eine Hohlsonde, ein Sensor mit einem Sensorelement und ein mit diesem in räumlichem Kontakt stehender Durchflußkanal an­ geordnet sind und der Innenraum der Hohlsonde, gegebenenfalls über eine Hohlkörperverbindung, unmittelbar mit dem Durchflußkanal des Sensors verbunden ist.

2. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hohlsonde mikroskopische und/oder makroskopische Öffnungen aufweist.

3. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsonde eine endständige Hohlsonde ist.

4. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsonde an ihrem dem Sensor abgewandten Ende offen und/oder auf ihrer Mantelfläche per­ foriert oder porös ist.

5. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkanal des Sensors auf der der Sonde abgewandten Seite mit einer Vorrichtung zur Er­ zeugung eines Vakuums, insbesondere einer Saug­ pumpe oder einem Vakuumbehälter, verbunden ist.

6. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsonde, die Hohlkörperverbindung, der Durchflußkanal und/oder der Sensor mik­ rofluidische Elemente sind.

7. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohlsonde ein Armierungsträger, beispielsweise ein Draht, eine Nadel oder ein Faserbündel, beispielsweise ein Glasfaserbündel oder Kohlefaserbündel, angeordnet ist.

8. Sensorsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Armierungsträger entfernbar ist.

9. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger mindestens eine als Kathode schaltbare Elektrode angeordnet ist.

10. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsonde und/oder der Armierungsträger elektrisch leitend und als Kathode schaltbar sind.

11. Sensorsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsonde und/oder der Armierungsträger aus einem elektrisch leitenden Material besteht oder elektrisch leitend beschichtet ist.

12. Sensorsystem nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsonde und/oder der Armierungsträger aus Edelstahl oder einem Edelmetall besteht oder mit einem Metall bedampft ist.

13. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger eine weitere als Kathode schaltbare Elektrode angeordnet ist.

14. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger eine großflächige, als Anode schaltbare Elektrode angeordnet ist.

15. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hohlsonde und dem Sensor ein Fluid­ filter angeordnet ist.

16. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hohlsonde und dem Sensor eine Gasblasenfalle angeordnet ist.

17. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hohlsonde und dem Sensor ein Voroxidationsreaktor angeordnet ist.

18. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine Grundplatte, einen platten­ förmigen Kanalträger mit einer kanalartigen Aussparung sowie einen plattenförmigen Sen­ sorträger mit einer flächigen Aussparung zur Aufnahme des Sensorelementes und/oder ein flächiges Sensorelement aufweist, wobei die Grundplatte, der Kanalträger und der Sen­ sorträger und/oder das Sensorelement miteinander abdichtend derart aufeinander gestapelt sind, daß die flächige Aussparung und/oder das flächige Sensorelement sich über der kanal­ artigen Aussparung befindet.

19. Sensorsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsonde die Grundplatte durchbrechend so angeordnet ist, daß ihr eines Ende in die kanalartige Aussparung ragt.

20. Sensorsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus einem plattenförmig ausgebildeten Substrat besteht, in dem mindestens ein von der vorder­ seitigen Oberfläche des Substrates sich zur zweiten Oberfläche verjüngendes Containment ein­ gebracht ist, wobei das das Sensorelement ent­ haltende Containment auf der vorderseitigen Oberfläche eine größere Öffnung und auf der zweiten Oberfläche eine kleinere Öffnung auf­ weist und mit mindestens einer mit der zweiten Oberfläche verbundenen Platte sowie mindestens einem mit der kleineren Öffnung des Containments in Kontakt stehenden kanalförmigen, als Meßkammer dienenden Hohlraum, der im Substrat oder in der Platte oder in beiden ausgebildet ist.

21. Sensorsystem nach mindestens einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des Sensorsystems als plattenförmiges Substrat bzw. als plattenförmiger Kanalträger ausgebildet ist.

22. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkanal mit mindestens zwei in Flußrichtung des Durchflußkanals hintereinander angeordneten Sensorelementen in räumlichem Kon­ takt steht.

23. Sensorsystem nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger und gegebenenfalls die Grundplatte, der Kanalträger, der Sensorträger, der Fil­ terträger, das plattenförmige Substrat und/oder die mit der zweiten Oberfläche des Substrates verbundene Platte aus Kunststoffen wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polyoxymethylen (POM), Polycarbonat (PC), Ethylen/Propylen-COP. (EPDM), Polyvinyliden­ chlorid (PVDC), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Polyvinylbutyral (PVB), Celluloseacetat (CA), Polypropylen (PP), Polymethylmetacrylat (PMMA), Polyamid (PA), Tetrafluorethylen/Hexa­ fluorpropylen-COP. (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Phenol-Formaldehyd (PF), Epoxyd (EP), Polyurethan (PUR), Polyester (UP), Silikon, Melamin-Formaldehyd (MF), Harnstoff-Formaldehyd (UF), Anilin-Formaldehyd, Capton oder dergleichen bestehen.

24. Sensorsystem nach Anspruch 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger und gegebenenfalls die Grundplatte, der Kanalträger, der Sensorträger, der Filterträger, das plattenförmige Substrat und/oder die mit der zweiten Oberfläche des Substrates verbundene Platte aus Kunststoffen eine Dicke von 10 µm bis einigen 1000 µm, vor­ teilhafterweise um 100 µm aufweisen.

25. Sensorsystem nach Anspruch 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger und der Sensor, gegebenenfalls die Grundplatte, der Kanalträger, der Sensorträger, der Filterträger, das platten­ förmige Substrat und/oder die mit der zweiten Oberfläche des Substrates verbundene Platte durch Kleben, Schweißen und/oder Laminieren ver­ bunden sind.

26. Verwendung eines minimalinvasiven Sensorsystems nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche zur Bestimmung von physikalischen, chemischen und/oder biochemischen Eigenschaften in Lebewesen.

27. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch zur Bestimmung von Stoffkonzentrationen in Geweben und Körperflüssigkeiten in vivo.

28. Verwendung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche zur Bestimmung der Glukosekon­ zentration in Blut und/oder interstitieller Flüssigkeit des Menschen.

29. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 26 bis 28 in der medizinischen, insbesondere humanmedizinischen Diagnostik und Therapeutik.

30. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch in der Diabetestherapie.