DE4426694C2 - Vorrichtung zur Langzeitbestimmung des Gehaltes von mindestens einer Substanz in Körperflüssigkeiten - Google Patents
Vorrichtung zur Langzeitbestimmung des Gehaltes von mindestens einer Substanz in KörperflüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des An
spruches 1.
Die Langzeitbestimmung des Gehaltes bestimmter Substanzen im Körper kann
unter den unterschiedlichsten medizinischen Aspekten von Interesse sein. Zur
korrekten medikamentösen Einstellung von Zuckerkranken ist es z. B. erforder
lich, zuvor ein Konzentrationsprofil des Glukosegehaltes im Blut bzw. in angren
zenden Gewebebereichen über einen Zeitraum von mindestens 24 Stunden aufzu
zeichnen. Anhand dieses Konzentrationsprofils lassen sich dann die im Tages
verlauf z. B. erforderlichen Insulinmengen zur Einstellung eines optimalen Zuc
kerhaushaltes bestimmen. Ein weiterer Anwendungsbereich liegt z. B. in der
Sportmedizin. Hier ist es z. B. denkbar, Laktatprofile im Muskelgewebe eines
Sportlers zu erstellen, um dessen Trainingszustand zu bestimmen. Schließlich
können gattungsgemäße Langgzeitstudien auch bei der Bestimmung von Halb
wertzeiten von Medikamenten im Körper von Interesse sein.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung, die sich insbesondere mit der Langzeitbe
stimmung von Glukose bzw. Laktat im Körpergewebe befaßt, ist z. B. aus der
DE 41 30 742 A1 bekannt geworden. Die Vorrichtung arbeitet mit einer so
genannten Dialysesonde (im folgenden Sonde genannt), die in den Körper im
plantierbar ist. Eine derartige Sonde weist im wesentlichen einen flüssigkeits
dichten Hohlkörper auf, dessen Wandbereiche teilweise als z. B. glukosedurchläs
sige Membran ausgebildet sind. Über einen Zu- und einen Abfluß wird kontinu
ierlich Perfusionsflüssigkeit durch die Sonde geleitet, wobei an der Membran
durch Diffusion zwischen Perfusionsflüssigkeit und der die Sonde umgebenden
Körperflüssigkeit ein (unter anderem) die zu bestimmende Substanz enthaltendes
Dialysat entsteht. Das Dialysat tritt dann über den Abfluß aus der Sonde aus und
wird einer geeigneten, meist elektrochemischen Meßeinrichtung zugeführt.
In der Regel wird die Sonde in das Körpergewebe implantiert und nicht in direk
ten Kontakt mit dem Blut gebracht. Das Körpergewebe wird von Gewebeflüssig
keit versorgt, die Nährstoffe und Zerfallsprodukte zwischen den Blutgefäßen und
den Körperzellen transportiert. Es hat sich herausgestellt, daß z. B. der Glukose
gehalt von Gewebeflüssigkeit nur unwesentlich von dem in den angrenzenden
Blutgefäßen variiert und deshalb wie Blut mit ausreichender Sicherheit einen
Rückschluß auf den Zuckerstatus des Patienten erlaubt. Es hat sich weiterhin her
ausgestellt, daß die implantiert Sonde nur einen vernachlässigbaren Einfluß auf
den Flüssigkeits- und Zuckergehalt des umgebenden Gewebes hat, so daß even
tuelle durch die Sonde hervorgerufene Verfälschungen nahezu auszuschließen
sind.
Zur Messung setzt die gattungsgemäße Vorrichtung (und auch die meisten ande
ren in diesem Zusammenhang bekannten Vorrichtungen) meist einen H2O2-Sen
sor ein. Es handelt sich dabei um eine elektrochemische Enzymzelle mit einer
Durchflußzelle, in der eine Meßelektrode angeordnet ist, die mit einem für die zu
bestimmende Substanz spezifischem Enzym beschichtet ist. Das Dialysat wird
durch die Durchflußzelle geleitet, wobei die darin enthaltene zu bestimmende
Substanz von der Enzymschicht auf der Elektrode unter Bildung von H2O2 um
gesetzt wird. Die Bildungsrate von H2O2
an der Meßelektrode kann als Strom gemessen werden, wobei die Stromstärke
proportional zur Substanzkonzentration ist. Ein Problem bei derartigen elektro
chemischen Enzymzellen besteht allerdings darin, daß über einen längeren Meß
zeitraum eine deutliche Abnahme der Meßempfindlichkeit auftritt. Außerdem
sind derartige elektrochemische Enzymzellen insbesondere im kontinuierlichen
Betrieb nur relativ schwer zu standardisieren.
Es existieren zwar auch diskontinuierlich arbeitende Vorrichtungen. In diesem
Zusammenhang wird auf die DE 25 34 255 verwiesen, die einen Blutgasanaly
sator beschreibt, der mit einem in ein Blutgefäß eingesetzten Katheter mit gas
durchlässiger Membran arbeitet. Die Beaufschlagung des Katheters mit Meßgas
erfolgt intermittierend, um die Meßgenauigkeit zu erhöhen. Besondere Vorkeh
rungen, die eine Regenerierung der Meßeinrichtungen erlauben, sind auch hier
nicht vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit einer
gegenüber dem Stand der Technik deutlich stabileren Meßeinrichtung arbeitet
und bei der die Meßeinrichtung darüber hinaus besonders einfach standardisier
bar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit einer in den Körper einsetzbaren,
von einer Perfusionsflüssigkeit durchströmbaren hohlen Sonde, die nach dem
oben beschriebenen Prinzip eine Diffusion zwischen der Perfusionsflüssigkeit
und der die Sonde umgebenden Körperflüssigkeit zur Bildung eines Dialysats
erlaubt. Weiterhin ist eine für die zu bestimmende Substanz spezifische Meßein
richtung vorgesehen, und schließlich enthält die Vorrichtung eine Pumpeinrich
tung, die über geeignete Leitungen die Sonde mit Perfusionsflüssigkeit be
aufschlagt und das in der Sonde gebildete Dialysat in die Meßeinrichtung fördert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Pumpeinrichtung die Sonde diskonti
nuierlich in von Ruhezeitintervallen unterbrochenen Pumpzeitintervallen mit de
finierten Mengen Perfusionsflüssigkeit beaufschlagt, wobei die jeweils eingelei
tete Menge an Perfusionsflüssigkeit so groß gewählt ist, daß das im vorhergehen
den Ruhezeitintervall gebildete Dialysat vollständig aus der Sonde und durch die
Meßeinrichtung hindurch gedrückt wird. In diesem Fall kann mit nur einer Pum
pe bei geringem Regelaufwand gleichzeitig die Befüllung der Sonde mit frischer
Perfusionsflüssigkeit und die Beaufschlagung der Meßeinrichtung mit dem Dia
lysat sowie deren Spülung mit frischer Perfusionsflüssigkeit erfolgen. Es muß bei
dieser Ausgestaltung lediglich darauf geachtet werden, daß das Ruhezeitintervall
ausreichend lang zur Bildung des gewünschten Dialysats ist.
Wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß bei Gegen
satz zum Stand der Technik die Meßeinrichtung diskontinuierlich mit dem in der
Sonde gebildeten Dialysat beaufschlagt und danach gespült wird.
Es hat sich in diesem Zusammenhang überraschend herausgestellt, daß bei den
gängigerweise eingesetzten elektrochemischen Enzymzellen ein kurzes Spülen
der Meßelektrode mit Perfusionsflüssigkeit oder sonstigem geeigneten Puffer aus
reicht, um die Abnahme der Meßempfindlichkeit rückgängig zu machen.
Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die
Meßeinrichtung ohne weiteres und automatisch zwischen den Messungen re
generiert wird, wodurch die beim Stand der Technik beobachtete Abnahme der
Meßempfindlichkeit über längere Zeiträume aufgefangen wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich daraus, daß man die Perfusionsflüs
sigkeit über einen definierten Zeitraum in der Sonde zur Ausbildung des Dialy
sats stehen läßt. Vorausgesetzt, daß der Zeitraum ausreichend groß gewählt ist,
erreicht man so, daß das gebildete Dialysat im Diffusionsgleichgewicht mit der
umgebenden Gewebeflüssigkeit steht, d. h. daß Gewebeflüssigkeit und Dialysat
die zu bestimmende Substanz in identischer Konzentration enthalten. Der im
Dialysat gemessene Wert entspricht unmittelbar der tatsächlichen Substanzkon
zentration in der Gewebeflüssigkeit, und die Meßeinrichtung muß damit lediglich
(in vitro) in bezug auf ihre Empfindlichkeit für die zu bestimmende Substanz ge
eicht werden und ist dann einsatzbereit.
Im Gegensatz dazu enthält das bei den gattungsgemäßen kontinuierlich arbeiten
den Vorrichtungen gewonnene Dialysat immer eine deutlich geringere Substanz
konzentration als die Gewebeflüssigkeit. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die
Verweilzeit der durchgepumpten Perfusionsflüssigkelt in der Sonde nicht zur
Gleichgewichtseinstellung ausreicht. Die Folge ist, daß der in der Meßein
richtung gemessene Wert von der Substanzkonzentration der Gewebeflüssig
keit abweicht. Zur Eichung der Meßelektrode muß die Größe der Abweichung
festgestellt werden, was sich nur über weitere (in vivo) Messungen, z. B. im Pati
entenblut bewerkstelligen läßt. Dies ist sehr viel aufwendiger als die bei dem er
findungsgemäßen Verfahren mögliche in vitro Eichung.
Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang besteht darin, daß die in vitro Ei
chung der Meßeinrichtung auch zwischen den einzelnen Meßintervallen erfolgen
kann. Eine Nacheichung der Meßrichtung während einer Langzeitmessung ist
damit ohne Probleme möglich. Ein weiterer Vorteil bestellt darin, daß man bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung das in der Sonde gebildete Dialysat mit rela
tiv hoher Pumpgeschwindigkeit in die Meßeinrichtung transportieren kann
(verglichen zu der Pumpgeschwindigkeit bei kontinuierlich arbeitenden Verfah
ren, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, bei denen im gesamten Sy
stem nur mit einheitlicher relativ geringer Geschwindigkeit gepumpt werden
kann). Dies bedeutet, daß bei entsprechender Abstimmung der von der Meß
einrichtung gezeigte Zuckerwert einem Körperzustand entspricht, der nur relativ
kurz zurückliegt. Im Gegensatz dazu muß man bei gattungsgemäßen Vorrichtun
gen eine Nachlaufzeit von ca. 20 Minuten zwischen Meßwert und der Messung
zugrundeliegendem Zuckerzustand rechnen. Eine derartig lange Nachlaufzeit
kann in einigen Extremsituationen nicht tolerierbar sein. Schließlich kann die
erfindungsgemäße Vorrichtung so betrieben werden, daß deutlich weniger Perfu
sionsflüssigkeit verglichen mit einem kontinuierlichen Betrieb benötigt wird.
Dies ist insbesondere im Hinblick darauf von Vorteil, daß die erfindungsgemäßen
Vorrichtungen in der Regel am Körper getragen werden und bei geringerem Ver
brauch an Perfusionsflüssigkeit mit entsprechend kleineren Vorrats- und Auf
fanggefäßen auskommen.
Anspruch 2 bezieht sich auf die eingesetzte Sonde. Vorteilhaft ist eine Sonde mit
separatem Zu- und Abfluß vorgesehen. Im einfachsten Fall könnte eine derartige
vorteilhafte Sonde schlauchartig ausgebildet sein, wobei jeweils an dem einen
Ende der schlauchförmigen Sonde der Zu- und an dem anderen Ende der Abfluß
vorgesehen ist.
Nachteilig an einer derartigen schlauchförmigen Sonde ist allerdings, daß eine
Implantation im Körpergewebe zwei Wunden verursacht, jeweils eine im Bereich
des Zu- und eine im Bereich des Abflusses. Vorteilhafterweise wird daher gemäß
Anspruch 3 eine Sonde in Form eines doppellumigen Katheters eingesetzt, deren
Zu- und Abfluß auf einer Seite ausgebildet sind und deren Implantation daher nur
eine Wunde verursacht. Sonden in Form eines doppellumigen Katheters sind dem
Fachmann aus der entsprechenden Literatur bekannt und können z. B. im Fach
handel bezogen werden. Je nach Anwendungszweck bzw. Implantationsort ist es
für den Fachmann ohne Probleme möglich, aus den zur Verfügung stehenden
Sonden die geeignete auszuwählen.
Gemäß Anspruch 4 ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen,
daß die Pumpeinrichtung eine mit dem Zufluß der Sonde verbundene Sonden
pumpe aufweist und der Abfluß der Sonde mit der Meßeinrichtung verbunden ist.
Die verbleibenden Unteransprüche betreffen schließlich die Meßeinrichtung.
Vorteilhafterweise ist nach Anspruch 5 vorgesehen, daß die Meßeinrichtung mit
einer elektrochemischen Enzymzelle arbeitet, die über die zur Meßeinrichtung
führende Leitung mit Flüssigkeit beaufschlagbar ist.
Eine derartige elektrochemische Enzymzelle enthält vorzugsweise gemäß An
spruch 6 eine mit einer Enzymschicht versehene Meßelektrode. Die Meßelektro
de besteht vorzugsweise aus Platin oder Gold. Die Enzymschicht enthält immo
bilisiertes Enzym, das mit der zu bestimmenden Substanz als Substrat eine spezi
fische Reaktion katalysiert. Soll z. B. Laktat gemessen werden, so ist gemäß An
spruch 7 vorgesehen, daß die Enzymschicht immobilisierte Laktatoxidase (LOD)
enthält. In beiden Fällen (Laktat und Glukose) wird durch die jeweils spezifische
Enzymschicht an der Meßelektrode H2O2 gebildet. Die Bildung von H2O2 wird
als Diffusionsgrenzstrom an der Platin- oder Goldelektrode gegen eine Silber-
oder Edelstahlbezugelektrode gemessen. Gemessen wird in der Regel mit einer
positiven Polarisationsspannung, also mit der Meßelektrode als Anode.
In einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 ist vorgesehen, daß die En
zymschicht weiterhin mit einer insbesondere hydrophoben, gut sauerstoffdurch
lässigen Kunststoffmembran überzogen ist, die für die zu bestimmende Substanz
limitierend durchlässig ist. Diese Membran soll in erster Linie, die Diffusion der
zu bestimmenden Substanz aus dem Dialysat zu der Enzymschicht verlangsamen,
was die Linearität der Meßelektrode verbessert. Außerdem wird so sichergestellt,
daß die Enzymschicht mit dem für eine korrekte Messung erforderlichen Sub
stratunterschuß arbeitet. Die Membran kann aus unterschiedlichen Materialien,
vorzugsweise Polycarbonat oder Polyurethan bestehen.
In diesem Zusammenhang soll aber noch ein weiteres Problem angesprochen
werden. Wie oben bereits ausgeführt, haben Untersuchungen gezeigt, daß elek
trochemische Enzymzellen, die über einen längeren Zeitraum mit in vivo gewon
nenem Dialysat beaufschlagt werden, in ihrer Meßempfindlichkeit rapide abneh
men. Es wird davon ausgegangen, daß das Dialysat zusätzlich zu der zu bestim
menden Substanz auch reaktionshemmende Inhibitoren aus der Gewebeflüs
sigkeit aufnimmt. Diese Inhibitoren sollen die Enzymaktivität und damit die
Meßsensibilität herabsetzen. Andere Meinungen, wie z. B. Palleschi et al in
"Applied Biochemistry and Biotechnology", Vol. 31, 1991, gehen davon aus, daß
der andauernde Kontakt der Enzymzelle mit dem Dialysat zur Anlagerung weite
rer Ladungsträger an der Meßelektrode führt, und dies die Abnahme der Me
ßempfindlichkeit bewirkt. In dieser Arbeit wird berichtet, daß eine Beschichtung
der Meßelektrode mit mikroporösem Polytetrafluoräthylen die Meßstabilität von
H2O2 messenden Enzymzellen deutlich erhöht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht daher gemäß An
spruch 10 vor, daß die Meßelektrode zunächst eine Beschichtung, insbesondere
aus mikroporösem Polytetrafluoräthylen aufweist, auf die dann die Enzymschicht
und gegebenenfalls die abschließende Kunststoffmembran aufgebracht ist. Ein
weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß elektrochemische
Interferenzen durch andere Substanzen wie z. B. Ascorbinsäure, Harnsäure und
gegebenenfalls auch Medikamentrückstände ausgeschlossen werden. Die Be
schichtung kann dabei mit gleichen Erfolg auch aus anderen Materialien, z. B. aus
Polyanilin bestellen.
Die Erfindung soll im folgenden anhand mehrerer Abbildungen näher erläutert
werden.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 2 zeigt in einer Teilansicht eine bei der Erfindung verwendbare Meß
zelle.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung 10 der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer in
schematisch dargestelltes Gewebe 11 implantierten Sonde 12, die von nicht dar
gestellter, die zu bestimmende Substanz enthaltender Gewebeflüssigkeit umgeben
ist. Die Sonde 12 ist in Form eines doppellumigen Katheters mit einem inneren
Schlauch 13 und einem umgebenden, im Schnitt dargestellten Schlauch 14 ausge
bildet. Es handelt sich um einen üblichen Sondenaufbau. Der innere Schlauch 13
bildet an seinem proximalen Ende einen Zufluß 15 für die Sonde aus, der über
eine Flüssigkeitsleitung 16 in Verbindung mit einer Pumpe 17 stellt. Die Pumpe
17 fördert aus einem nicht dargestellten Reservoir Perfusionsflüssigkeit in den
Schlauch 13, die an dessen distalem Ende 18 in den äußeren Schlauch 14 austritt.
Dort wird die Perfusionsflüssigkeit an einer als Dialysemembran 19 ausgebilde
ten Wand des äußeren Schlauches 14 vorbei in Richtung auf einen Abfluß 20 ge
drückt. Die Dialysemembran 19 kann z. B. aus Celluloseacetat oder auch Poly
carbonatpolyethercopolymer bestehen und z. B. für Moleküle ab 3,32 × 10-20 g
(20.000 Dalton) abwärts durchlässig sein. Es sind natürlich auch Dialysemem
branen aus anderem Material und mit anderen Ausschlußgrenzen denkbar, die
ebenfalls im Rahmen dieser Erfindung eingesetzt werden können. Wichtig bei der
Wahl des Materials und der Verweilzeit ist, daß sich innerhalb der zu Verfügung
stehenden Verweilzeit in der Sonde 12 das gewünschte Dialysat bilden kann. Bei
der Perfusionsflüssigkeit kann es sich z. B. um eine beliebige isotonische Puffer
lösung, z. B. Phosphatpuffer, handeln, deren pH-Wert vorzugsweise auf einen
physiologischen Bereich eingestellt ist. Gegebenenfalls kann ein Chelat-Bildner,
z. B. Citrat, enthalten sein.
Der Abfluß 20 steht seinerseits über eine Flüssigkeitsleitung 21 in Verbindung
mit einer für die zu bestimmende Substanz spezifischen Meßeinrichtung 22. Von
der Meßeinrichtung führt eine weitere Flüssigkeitsleitung 23 zu einem nicht dar
gestellten Abfallbehälter. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die Pumpe
17 die Sonde 12 in von Ruhezeitintervallen unterbrochenen Pumpzeitintervallen
mit Perfusionsflüssigkeit beaufschlagt. Konkret sieht dies so aus, daß in den
Pumpzeitintervallen so viel Perfusionsflüssigkeit in die Sonde 12 gepumpt wird,
daß das im äußeren Rohr 14 befindliche und zwischenzeitlich gebildete Dialysat
vollständig aus der Sonde 12 und durch die Meßeinrichtung 22 bis gegebenen
falls in einen nicht dargestellten Abfallbehälter verdrängt wird.
Die Meßeinrichtung ist in der Regel eine übliche elektrochemische Enzymzelle.
Derartige elektrochemische Enzymzellen besitzen eine Durchflußkammer, in der
eine Meßelektrode und eine geeignete Bezugselektrode angeordnet sind. Elek
trochemische Enzymzellen gehören zum Standardwissen des Fachmanns und es
wird in Fig. 2 daher lediglich in einer Teilansicht der Aufbau einer in der Erfin
dung bevorzugt eingesetzten Zelle 40 dargestellt.
Die Zelle 40 weist eine Bezugselektrode 41 und eine Meßelektrode 42 auf, zwi
schen denen eine Isolierung 43 vorgesehen ist. Zu den Seiten und nach unten hin
sind die Bezugselektrode 41 und die Meßelektrode 42 dicht in einem Kunststoff
block 50 eingebettet. Die Meßelektrode 42 kann z. B. aus Gold oder Platin beste
hen, während die Bezugselektrode 41 gängigerweise aus Silber hergestellt wird.
Über entsprechende Anschlüsse 44 und 45 wird eine Spannung zwischen der Be
zugselektrode 41 und der Meßelektrode 42 angelegt. Nach oben hin ist ein Elek
trolytraum 46 vorgesehen, über den Bezugselektrode 41 und Meßelektrode 42 in
Verbindung stehen. Oberhalb des Elektrolytraumes 46 ist eine Beschichtung 47
aus z. B. mikroporösem Polytetrafluoräthylen oder auch Polyanilin aufgebracht,
die die Oberflächen der Elektroden 41 und 42 nach außen hin abdichtet. Auf der
Beschichtung 47 ist eine Enzymschicht 48 aufgebracht, die das für den jeweiligen
Nachweis spezifische Enzym (z. B. LOD oder GOD) in immobilisierter Form
enthält. Auf dieser Enzymschicht 48 ist schließlich eine äußere Kunststoff
membran 49 aufgebracht, die z. B. aus Polykarbonat, Polyurethan od. dgl. besteht.
Die Aufgabe der Kunststoffmembran 49 ist, die Diffusion des zu messenden
Substrates aus dem nicht dargestellten Dialysat (das Dialysat wird im Durchfluß
in Kontakt zu der Kunststoffmembran vorbeigeführt) zu der Enzymschicht 48 zu
verlangsamen. Auf diese Weise wird die Linearität der Meßelektrode verbessert
und sichergestellt, daß die Enzymschicht 48 im Substratunterschuß arbeitet, was
eine Voraussetzung für eine korrekte Messung ist. Die innere mikroporöse Be
schichtung 47 soll schließlich sicherstellen, daß nach Möglichkeit lediglich H2O2
an die Meßelektrode 42 gelangt und keine anderen, in nicht kontrollierbaren La
dungszuständen befindlichen Substanzen. Es hat sich herausgestellt, daß die Be
schichtung 47, insbesondere die innere Membran 41 die sonst schon nach kurzer
Zeit beobachtetete Abnahme der Meßempfindlichkeit aufhält.
Im Rahmen der Erfindung sind eine ganze Reihe von Ausführungen denkbar, die
alle mit abgedeckt werden sollen. So können mit der Erfindung beliebige Sub
stanzen (z. B. auch Lipide, Hormone, Medikamente etc.) gemessen werden, so
fern für diese Substanzen geeignete Meßsysteme zur Verfügung stehen. Zur Mes
sung müssen weiterhin nicht zwingend elektrochemische Enzymzellen eingesetzt
werden. Denkbar ist auch die Verwendung von z. B. Farbindikatoren etc.
Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch möglich, eine
Langzeitbestimmung für mehrere Substanzen gleichzeitig vorzunehmen, wozu
beispielsweise mehrere parallel oder in Reihe geschaltete unterschiedliche Meß
zellen vorgesehen sein können.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Langzeitbestimmung des Gehaltes von mindestens einer
Substanz in Körperflüssigkeiten, mit einer in den Körper einsetzbaren, von
einer Perfusionsflüssigkeit durchströmbaren hohlen Sonde, deren einer
Wandbereich als Dialysemembran ausgebildet ist, die eine Diffusion zwi
schen der Perfusionsflüssigkeit und der die Sonde umgebenden Körper
flüssigkeit zur Bildung eines Dialysats erlaubt, mit einer für die zu be
stimmende Substanz spezifischen Meßeinrichtung und mit weiterhin einer
Pumpeinrichtung, die über geeignete Leitungen die Sonde mit Perfusions
flüssigkeit beaufschlagt und das in der Sonde gebildete Dialysat in die
Meßeinrichtung fördert und mit einem Vorratsgefäß sowie einem Abfall
behälter für das gemessene Dialysat, wobei die Vorrichtung insgesamt am
Körper anordenbar und mitführbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeich
net, daß
die Pumpeinrichtung innerhalb von durch Ruhezeitintervalle unterbro
chenen Pumpzeitintervallen jeweils eine definierte Menge Perfusionsflüs
sigkeit in die Sonde (12) pumpt, die so gewählt ist, daß gleichzeitig die
Sonde (12) mit neuer Perfusionsflüssigkeit beaufschlagt und das ge
samte in dem Ruhezeitintervall in der Sonde (12) gebildete Dialysat
aus der Sonde und durch die Meßeinrichtung hindurch gedrückt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde
(12) einen separaten Zu- (15) und Abfluß (20) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde
(12) in Form eines doppellumigen Katheters ausgebildet ist,
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpeinrichtung eine Sondenpumpe (17) aufweist, die mit
dem Zufluß (15) der Sonde (12) verbunden ist, und daß der Abfluß
(20) der Sonde (12) mit der Meßeinrichtung (22) verbunden
ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung (22) eine elektrochemische Enzymzelle (40)
aufweist, die über die zu der Meßeinrichtung führende Leitung mit Flüs
sigkeit beaufschlagbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzym
zelle (40) mindestens eine mit einer Enzymschicht (48) versehene Meße
lektrode (42) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzym
schicht immobilisierte Laktatoxidase (LOD) enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzym
schicht immobilisierte Glukoseoxidase (GOD) enthält.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Enzymschicht (48) mit einer diffusionslimitierenden Membran
(49) insbesondere aus Polycarbonat oder Polyurethan überzogen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßelektrode (42) mit einer Beschichtung (47) bestehend aus ei
ner Fluorethylenverbindung, insbesondere mikroporösem Polytetrafluo
rethylen, überzogen ist.
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4426694A1 DE4426694A1 (de) | 1996-02-08 |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4426694C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19848112A1 (de) * | 1998-10-19 | 2000-06-08 | Meinhard Knoll | Minimalinvasives Sensorsystem |
WO2001054570A1 (de) | 2000-01-27 | 2001-08-02 | Meinhard Knoll | Vorrichtung und verfahren zur entnahme von flüssigkeiten aus körpereigenem gewebe und bestimmung von stoffkonzentrationen in dieser flüssigkeit |
WO2001062149A1 (de) | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Disetronic Licensing Ag | Mikroperfusionsvorrichtung mit sammelbehältnis |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19612105C2 (de) * | 1996-03-27 | 1998-11-05 | Inst Diabetestechnologie Gemei | Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe |
DE19618597B4 (de) * | 1996-05-09 | 2005-07-21 | Institut für Diabetestechnologie Gemeinnützige Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft mbH an der Universität Ulm | Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Gewebeglucose |
DE19935165A1 (de) * | 1999-07-28 | 2001-02-01 | Roche Diagnostics Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Konzentrationsbestimmung von Glucose in einer Körperflüssigkeit |
BR0108042A (pt) * | 2000-02-01 | 2002-10-29 | Spectrx Inc | Membranas de limitação de difusão de analito fundido usando monÈmeros hidrófilos fotopolimerizáveis |
DE10038835B4 (de) * | 2000-08-04 | 2005-07-07 | Roche Diagnostics Gmbh | Mikrodialyseanordnung |
DE10141732A1 (de) | 2001-08-25 | 2003-03-06 | Horst Frankenberger | Verfahren und Vorrichtung zur Langzeitbestimmung der Konzentration mindestens einer Substanz in einer Körperflüssigkeit |
EP1922987A1 (de) | 2006-11-17 | 2008-05-21 | Trace Analytics GmbH | Probenahmevorrichtung und Probenahmeverfahren |
DE102009001455B4 (de) | 2009-03-10 | 2021-10-14 | Trace Analytics Gmbh | Probenahmevorrichtung und -verfahren |
US10022081B2 (en) | 2009-03-10 | 2018-07-17 | Trace Analytics, Gmbh | Sampling device and sampling method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2534255A1 (de) * | 1974-08-01 | 1976-03-11 | Airco Inc | Verfahren und vorrichtung zur blutgas-analyse am lebenden objekt |
DE3620873A1 (de) * | 1986-06-21 | 1987-12-23 | Rau Guenter | Vorrichtung zur bestimmung des partialdruckes von in einem fluid geloesten gasen und gasgemischen |
DE4130742A1 (de) * | 1991-09-16 | 1993-03-18 | Inst Diabetestechnologie Gemei | Verfahren und anordnung zur bestimmung der konzentration von inhaltsstoffen in koerperfluessigkeiten |
-
1994
- 1994-07-28 DE DE19944426694 patent/DE4426694C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2534255A1 (de) * | 1974-08-01 | 1976-03-11 | Airco Inc | Verfahren und vorrichtung zur blutgas-analyse am lebenden objekt |
DE3620873A1 (de) * | 1986-06-21 | 1987-12-23 | Rau Guenter | Vorrichtung zur bestimmung des partialdruckes von in einem fluid geloesten gasen und gasgemischen |
DE4130742A1 (de) * | 1991-09-16 | 1993-03-18 | Inst Diabetestechnologie Gemei | Verfahren und anordnung zur bestimmung der konzentration von inhaltsstoffen in koerperfluessigkeiten |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"Medizinische Elektronik", 2. Aufl., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, usw. S. 47-51 * |
Eichmeier, Joseph * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19848112A1 (de) * | 1998-10-19 | 2000-06-08 | Meinhard Knoll | Minimalinvasives Sensorsystem |
DE19848112C2 (de) * | 1998-10-19 | 2001-12-13 | Meinhard Knoll | Minimalinvasives Sensorsystem |
WO2001054570A1 (de) | 2000-01-27 | 2001-08-02 | Meinhard Knoll | Vorrichtung und verfahren zur entnahme von flüssigkeiten aus körpereigenem gewebe und bestimmung von stoffkonzentrationen in dieser flüssigkeit |
DE10003507B4 (de) * | 2000-01-27 | 2004-06-03 | Knoll, Meinhard, Prof. Dr. | Vorrichtung und Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeiten aus körpereigenem Gewebe und Bestimmung von Stoffkonzentrationen in dieser Flüssigkeit |
US6969351B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-11-29 | Meinhard Knoll | Device and method for removing liquid from endogenic tissue and determining the concentrations of substance in said liquid |
WO2001062149A1 (de) | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Disetronic Licensing Ag | Mikroperfusionsvorrichtung mit sammelbehältnis |
DE10008826A1 (de) * | 2000-02-25 | 2001-09-20 | Disetronic Licensing Ag | Mikroperfusionsvorrichtung mit Sammelbehältnis |
DE10008826C2 (de) * | 2000-02-25 | 2002-03-14 | Disetronic Licensing Ag | Mikroperfusionsvorrichtung mit Sammelbehältnis |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4426694A1 (de) | 1996-02-08 |
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