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ERFINDUNGSBEREICH
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zum Sammeln
von biologischen Proben, der die Entnahme von empfindlichen biolgischen
Proben mit einer Verringerung der Gefahr einer Probenverunreinigung
ermöglicht.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Zahle der diagnostischen Assays zur Bestimmung von veränderten
und krankhaften Zuständen
ist groß.
Diese Assays umfassen Methoden zur Bestimmung des Vorhandenseins
von biologischen Markern von veränderten
und krankhaften Zuständen.
In der Regel erfordern diese Assays, dass eine biologische Probe
vom Patienten entnommen wird, um das Vorliegen von biologischen
Anzeigern von veränderten
und krankhaften Zuständen
festzustellen. Gewöhnlich
werden diese Proben mit einem medizinischen Tupfer entnommen, der
aus einem faserigen Tupferende an einem Ende und einem längeren Stab
oder Schaft am anderen besteht. Dieser wird so manipuliert, dass
das Tupferende mit der biologischen Probe, z.B. im Ohr, der Nase
oder der Kehle des Petienten, in Berührung kommt, indem der Tupfer
gegen einen Körperbereich
des Patienten gewischt wird und etwas von der biologischen Probe
am Tupferende hängen
bleibt. Das Tupferende mit der biologischen Probe wird dann entweder
mit bestimmten Reagenzien in Berührung
gebracht, die dann mit der Probe reagieren, um das Vorhandensein
der Marker von veränderten
oder krankhaften Zuständen
anzuzeigen, oder in einen entsprechenden Behälter für Transport an ein Labor zur
weiteren diagnostischen Untersuchung der Probe weitergeleitet.
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Eine
Reihe von Assays erfordern, dass die Proben zur Assay-Durchführung so
gesammelt werden, dass jede Möglichkeit
einer Verunreinigung durch Fremdmaterialien so weit wie möglich verringert
wird. Das gilt besonders für
Proben bei denen eine genetische Screening-Methode als Assay angewendet
wird. Bei mehreren dieser Methoden ist die Menge des genetischen
Materials für
das Assay sehr gering und das vorliegende genetische Material muß amplifiziert
werden, ehe das Vorhandensein der relevanten genetischen Sequenz
bestimmt werden kann. Unter solchen Umständen ist es wichtig, dass die Probe
nicht durch Fremdmaterial verunreinigt wird, da das Vorhandensein
von solchen Materialien die Assay-Methodik beeinträchtigen
könnte.
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Bei
der Probenentnahme ist diese Manipulation mit dem Probenentnahmeapparat
z. T. erforderlich. Solche Manipulationen enthalten das Risiko einer
Fremdstoffeinführung
in die Probe und können daher
das Assay-Ergebnis beeinflussen. Ausserdem können die Aufbewahrung und Behandlung
der Probe in dem Zeitraum zwischen der Probenentnahme und der Durchführung des
Assays sich auf die Testergebnisse auswirken. Unsachgerechte Behandlung oder
Aufbewahrung der Probe kann den Verlust des relevanten Materials
durch Degradierung oder Inaktivierung zur Folge haben. Einge Faktoren,
die sich auf die Probenintegrität
während
der Aufbewahrung und des Transports auswirken, sind Umweltparameter wie
die Aufbewahrungstemperatur und – dauer, das Vorhandensein
von möglicherweise
schädlichen
Energiequellen einschließlich
elektromagnetischer Kräfte,
sowie die Gegenwart von Licht und besonders UV-Licht. Weiterhin
kann das Fremdmaterial oder sogar die Probe selber Stoffe enthalten,
die das relevante Material in der Probe degradieren oder inaktivieren,
wie z.B. Enzyme, die sich auf relevante Materialien wie Nukleasen
im genetischen Material auswirken.
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Mehrere
Sammelgeräte
mit Tupfer wurden schon vorgeschlagen um sowohl den Kontakt des Tupfers
mit einer bestimmten Reagenz als auch die Integrität der Probe
nach der Entnahme während
des Transports zu einem geeigneten Labor zu verbessern. Zum Beispiel,
US-Patent 4,707,450 beschreibt Testeinheiten zum Probensammeln mit
einem faserigen Tupferende an einem Ende und einem langen, hohlen
Stab am anderen für
den Einsatz bei der Sammlung von biologischen Proben. Der Stab wird von
einer langen Basis aus einem elastischen Kunststoff getragen und
enthält
eine oder mehrere Reagenzien, die mit mauellem Druck durch den Hohlstab an
das Tupferende gepumpt werden können.
Eine lange, abnehmbare, den Hohlstab und das Tupferende abdeckende
Kappe passt auf die Basis mit einer Kappe einschließlich eines
zusätzlichen
Reagenziengefäßes, in
das man die Reagenz für
Kontakt mit dem Tupferende eingibt.
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US-Patent
5,100,028 beschreibt einen flexiblen Flüßigkeitsspender mit einem flexiblen,
die Flüßigkeit
enthaltendem Gefäß mit einen
Verschluß,
der die obere Gefäßwand an
die untere Gefäßwand anbindet
und so geformt ist, dass Kräfte
sich in einem Bereich konzentrieren, wenn eine Kraft auf den Spender
ausgeübt
wird. In einer Ausführung
hat der Spender einen faserigen Tupfer am Ende mit der schwächeren Gefäßwand. Diese
bricht oder öffnet sich,
wenn eine Kraft angesetzt wird und sättigt dann die Oberfläche mit
dem Gefäßinhalt.
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US-Patent
5,078,968 beschreibt eine Testeinheit für den Einsatz beim Sammeln
und Auswerten von Proben. Die Einheit enthält einen Tupfer für die Entnahme
der zu untersuchenden Probe sowie eine oder mehrer Reagenzien oder
andere Testflüßigkeiten,
die mit der Probe auf dem Tupferteil in Kontakt gebracht werden.
Die mit der Flüßigkeit
in Kontakt gebrachte Probe wird durch eine oder mehrere poröse Filterteile
geführt
für die
Analyse oder für den
Kontakt mit einer oder mehreren Reagenzien während der entsprechende Test
ausgeführt
wird.
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US
Patent 5,266,266 beschreibt eine Probentesteinheit für den Einsatz
beim Sammeln und Auswerten von biologischen Proben. Die Testeinheit enthält einen
Tupfer mit einem hohlen Stab, der am hinteren Ende durch ein abbrechendes
Ende verschlossen wird und am vorderen Ende ein Tupferende zum Sammeln
der entsprechenden Proben hat. Das hintere Ende des Tupfers wird
von einer Gehäusebasis
mit einem abbrechenden Ende, der in die Reagenzkammer mit der entsprechenden
Reagenz hineinreicht, getragen. Die Gehäusebasis ist ausreichend deformierbar
um das Ende abzubrechen und dadurch die Reagenzzufuhr durch den
Hohlstab zur Probe auf dem Tupferende zu ermöglichen. Anderen Beispiele
von Sammeleinheiten für
biologische Proben werden in den US-Patenten 5,238,649 und 5,869,003 sowie
5,879,635 vorgeführt.
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Es
verbleibt daher ein Bedarf für
einen Apparat zur Entnahme biologischer Proben der eine wirksame
Sammlung, Aufbewahrung und Transport von hochempfindlichen biologischen
Proben zuläßt ohne dabei
die Probenintegrität
zu beeinträchtigen,
indem die Möglichkeit
einer Fremdmaterialieneintragung verringert wird.
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ÜBERSICHT ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bietet in einem Gerät einen Apparat zur biolgischen
Probenentnahme mit einer Probenentnahmekomponente sowie einem Aufbewahrungs- und Transportbehälter. Die Komponente
zur Entnahme biologischer Proben hat eine Vorrichtung für den Umgang
mit dem Gerät durch
eine Person während
der Probenentnahme von einem Probanden und einer zum Handgriffbereich
distal gelegenen Probenentnahmebereich, wobei der Probenentnahmebereich
vom Handgriffbereich gelöst
werden kann. Der Aufbewahrungs- und Transportbehälter hat in seinem Innenraum
eine Vorrichtung zum Ergreifen des Probenentnahmebereichs, so dass
der Probenentnahmebereich von der Haltevorrichtung abgenommen wird
und nur der Probenentnahmebereich im Inneren des Aufbewahrungs-
und Transportbehälters
bleibt.
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Ein
Aspekt der Erfindung besitzt einen Aufbewahrungs- und Transportbehälter mit
einer Vorrichtung zum Ergreifen des Probenentnahmebereichs des Probenentnahmegeräts, um den
Probenentnahmebereich von dem Probenentnahmegerät zu trennen, so dass nur der
Probenentnahmebereich im Inneren des Aufbewahrungs- und Transportbehälters verbleibt.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besitzt eine Verschlußkappe für den Aufbewahrungs- und Transportbehälter für eine biologische
Probe, wobei die Kappe einen eingebauten Reagenzspender enthält. Der
Reagenzspender kann auf konrollierte Weise eine Reagenz in den Behälter eingeben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
bevorzugten Ausführungen
der vorliegenden Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellt, wobei
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1 eine
Seitenansicht des Transportbehälters
für den
Einsatz mit der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 eine
Seitenansicht des Transportbehälters
in 2 darstellt;
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3 eine
Seitenansicht der Verschlußkappe
mit dem integrierten Reagenzspender für den Einsatz in einer bevorzugten
Ausführung
des Probenentnahmeapparats der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die die Entnahme einer biologischen
Probe mittels eines Nasenrachentupfers unter Einsatz des erfindungsgemäßen Apparats
zeigt;
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5 zeigt
die Einführung
des Tupfers in den Aufbewahrungs- und Transportbehälter;
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6 zeigt
den Einsatz der Greifvorrichtung im Aufbewahrungs- und Transportbehälter beim Abnehmen
des Tupferendes;
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7 zeigt
die Befestigung der Kappe mit dem eingebauten Reagenzspender am
Aufbewahrungs- und Transportbehälter;
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8 zeigt
die Abgabe der Reagenz durch den Reagenzspender im Aufbewahrungs-
und Transportbehälter;
und
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9 zeigt
den Aufbewahrungs- und Transportbehälter nachdem man ihn in ein
weiteres Rohr einsetzt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Der
erfindungsgemäße Apparat
zum Sammeln biologischer Proben ermöglicht die Entnahme von empfindlichen
biologischen Proben mit einem verringerten Verunreinigungsrisiko.
In einer bevorzugten Ausführung
enthält
der Apparat eine Verschlußkappe
mit einem eingebauten Reagenzspender für den Aufbewahrungs- und Transportbehälter.
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Der
biologische Probenentnehmer hat eine Vorrichtung zum Halten durch
eine Person während der
Probenentnahme vom Patienten und einen Bereich zum Sammeln der biologischen
Probe, die distal zum Haltebereich liegt. Der Probenentahmebereich
des Apparats zur Entnahme von biologischen Proben ist vom Haltebereich
abtrennbar. Der Aufbewahrungs- und Transportbehälter hat in seinem Innenraum
eine Vorrichtung zum Greifen des Probenentnahmebereichs, um diesen
von der Haltevorrichtung zu lösen,
so dass nur der Probenenthahmebereich im Inneren des Aufbewahrungs-
und Transportbehälters
verbleibt. Auf diese Weise wird die Möglichkeit einer Verunreinigung
der biologischen Probe durch Fremdmaterialien verringert.
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Eine
bevorzugte Ausführung
des Apparats zum Sammeln von biologischen Proben wird in den Abbildungen
allgemein mit 10 gekennzeichnet. Wie in den Abbildungen
dargestellt, ist der Apparat zum Sammeln von biologischen Proben 10 vorzugsweise ein
medizinischer Tupfer mit einem Griff 12 zum Halten des
Probenentnahmeapparats durch eine Person beim Entnehmen der Probe
vom Patienten und einem Tupferende 14, so z.B. das Tupferende
aus einem geeigneten faserigen Material zum Einfangen von Gewebe
oder Zellen in einer biologische Probe, wenn das Tupferende 14 mit
dem Patienten in Kontakt kommt. Wie in den Abbildungen dargestellt
hat, der Griff 12 des Apparats zum Sammeln von biologischen
Proben 13 vorzugsweise eine Biegung 16 damit es
leichter ist, die Tupferende 14 mit einer geeignten Patientenoberfläche in Kontakt
zu bringen, besonders bei Nasenrachen-, Kehlen- und Nasentupfern.
Diese Biegung des Griffs 12 hilft auch beim Probensammeln,
da ein größerer Bereich
der Patientenoberfläche
mit der Tupferende 14 abgewischt werden kann, indem man
den Griff 12 distal zum Tupferende rotieren kann. Daher
kann ein größerer Beprobungsbereich
mit einfacher und minimaler Handhabung durch den Anwender in Berührung gebracht werden.
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Das
Tupferende besteht vorzugsweise aus einem geeigneten faserigen Material
mit einer ausreichend abrasiven Eigenschaft um Zellen und Gewebe aus
dem Beprobungsbereich des Patienten zu entfernen oder einzufangen.
Das faserige Material kann aus jeglichem Material, das gewöhnlich für Tupfer verwendet
wird, bestehen, wie z.B. ein offenzelliger Polymerschaum. Um, wie
weiter unten erklärt
wird, beim Entfernen des Tupferendes 14 vom Griff 13 zu helfen,
wird das Tupferende 14 am besten nur an seinem Hals 18 am
Griff 12 befestigt und nicht entlang des gesamten Kontaktbereichs
mit dem Griff, wie es sonst üblich
ist. Dies kann erreicht werden, indem der Hals 18 des Tupferendes 14 mit
einem geeigneten bioverträglichen
Kleber am Griff 12 befestigt wird oder das Tupferende am
Griff 12 durch eine elektrische Schweißnaht am Hals 18 des
Tupferendes 14 befestigt wird. Alternativ kann das Tupferende 14 als
eine geformte Struktur geliefert werden, die abtrennbar am Ende
des Griffs 13 angebracht wird.
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Ein
zweites erfindungsgemäßes Bestandteil des
Apparats zum Sammeln von biologischen Proben ist der Aufbewahrungs-
und Transportbehälter 20,
dessen Innenraum eine Vorrichtung zum Ergreifen des Probenentnahmebereichs
oder des Tupferendes 14 vom Griff 12 enthält, wie
weiter unten erklärt
wird. Eine bevorzugte Ausführung
des Aufbewahrungs- und Transportbehälters 20 wird in 1 und 2 dargestellt.
Der Aufbewahrungs- und Transportbehälter 20 ist vorzugsweise
ein Rohr von geeigneter Größe, das
das Tupferende aufnimmt. Bei den meisten Anwendungen wird ein Rohr
mit einem Innenraum von 2 bis 5 ml bevorzugt.
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Wie
in den Abbildungen dargesellt, hat der Aufbewahrungs- und Transportbehälter 20 in
der Regel gerade Seiten 22 und einen kegelförmigen oder runden
Boden 24. Das offene Ende 26 des Behälters 20 hat
eine Vorrichtung um eine abnehmbare Kappe 40 zu befestigen,
um so den Inhalt des Behälters 20 einzuschließen. Das
bedeutet, dass man jegliche Vorrichtungen, die gewöhnlich verwendet
werden, wie z.B. eine Einrastverschluß oder eine Schraubverbingung 28,
verwenden kann, um die abnehmbare Kappe 40 zu befestigen.
Wie in den Abbildungen angegeben, wird die Kappe 40 bevorzugt
mit einer Schraubverbindung 28 angebracht.
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Wie
ebenfalls in den Abbildungen angegeben, besteht die bevorzugte Ausführung der
Vorrichtung zum Ergreifen der Tupferende 14 im Aufbewahrungs-
und Transportbehälter 20 aus
einer Anzahl von nach innen gerichteten Projektionen 30 auf
gegenüberliegenden
Seiten des Aufbewahrungsbehälters 20.
Wie in den Abbildungen angegeben, haben diese Projektionen 30 einen
zentralen, halbkreisförmigen
Teil 32 mit in der Regel geraden Armen 34, die von
beiden Seiten des halbkreisförmigen
Teils 32 und den angrenzenden Seitenwänden des Behälters 20 ausgehen.
Diese Ausgestaltung der nach innen gerichteten Projektionen ermöglicht es,
dass der Behälter
entweder aus der Richtung der nach innen gerichteten Projektionen 30 oder
im rechten Winkel zu den Projektionen 30 das Tupferende 14 ergreift
und abnimmt. Wie weiterhin in den Abbildungen gezeigt, sind die
Projektionen 30 an der gegenüberliegenden Seite des Behälters 20 gegeneinander
versetzt, so dass die Projektionen 30 auf einer Seite des
Behälters
in die Lücken
zwischen den Projektionen 30 auf der anderen Seite des
Probenrohrs passen und dadurch sich miteinander verflechten.
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Damit
der halbkreisförmige
Aufbewahrungs- und Transportbehälter 20 nach
Bedarf manipuliert werden kann, um das Tupferende herauszunehmen, besteht
der Behälter 20 aus
einem Material, das es ermöglicht,
das der Behälter 20 deformierbar
ist ohne die strukturelle Integrität des Behälters 20 so zu beeinträchtigen,
dass der Inhalt aus dem manipulierten Behälter 20 ausläuft. Vorzugsweise
wird der Behälter 20 aus
einen Polyethylenpolymer mit den entsprechenden derformierbaren
Eigenschaften geformt.
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Die
Kappe 40 für
den Aufbewahrungsbehälter 30 der
vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise einen integralen Reagenzspender 42,
der es ermöglicht
die Reagernz auf kontrollierte Weise in den Aufbewahrungsbehälter 20 mit
dem Tupferende 14 einzugeben, wie unten erklärt wird.
Der Reagenzspender 42 wird vorzugsweise entsprechend den
Anweisungen von US Patent Nr. 5,100,028 erstellt, dessen Offenlegung
hier als Referenz zitiert wird. Der Reagenzspender 42 hat
eine Seitenwand 44, an die das Gewindeteil 46 der
Kappe 40 angebracht oder angeformt ist, so dass die Seitenwand 44 sich
vorzugsweise über
und unter der oberen Obefläche 48 des
Gewindebereichs 46 erstreckt. Das Oberteil des Reagenzspenders
wird durch eine obere Fläche 50,
die an der Seitenwand 44 befestigt oder integral angebracht
ist, verschlossen. Das Unterteil des Reagenzspenders 42,
das sich im Inneren des Aufbewahrungs- und Transportbehälters 20 befindet
wenn die Kappe 40 daran befestigt ist, hat eine schließende Schweißnaht 52,
damit die Reagenz im Reagenzbehälter 42 bleibt.
Das Unterteil des Reagenzbehälters unmittelbar
oberhalb der schließenden
Schweißnaht 42 hat
eine schwächere
Region 54, die so gestaltet ist, dass Kräfte in dieser
Region 54 konzentriert werden, wenn eine Kraft auf den
Reagenzspender 42 ausgeübt
wird. In der abgebildeten Ausführung
ist die geschwächte
Region 52 eine teilkreisförmige Schweißnaht, die
die Wand des Reagenzspenders 42 schwächt, so dass diese Wand bricht
oder sich öffnet
wenn diese Kraft ausgeübt
wird, wodurch der Inhalt des Reagenzspenders in den Aufbewahrungs- und Transportbehälter geleert
wird. Vorzugsweise werden die Kappe und der Reagenzspender ebenfalls
aus einem geeigneten elastischen polymerischen Material wie Polyethylen
geformt.
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Die
Wahl der im Reagenzbehälter 42 enthaltenen
Reagenz hängt
von der Art des Assays, für
das die Probe gesammelt wird, ab. Bei manchen Tests wird eine Reagenz
gewählt,
die direkt mit der Probe reagiert und ein sichtbares oder sonstwie
messbares Ergebnis erzeugt. In solchen Situationen enthält der Reagenzspender
die reagierende Reagenz. Bei anderen Tests muß die Probe erst bei einem
geeigneten Diagnoselabor abgeliefert werden. In solchen Situationen
enthält
der Reagenzspender ein geeignetes verteilbares Transportmedium oder
einen Puffer, damit die Probenintegrität während des Transports erhalten
bleibt.
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4 bis 8 stellen
die Anwendung des Apparats zum Sammeln von biologischen Proben dar.
In den Abbildungen wird der Apparat verwendet, um eine Nasopharynxprobe
zu sammeln. Wie in 4 dargestellt, nachdem man das
Gerät zur
Entnahme biologischer Proben 10 aus der sterilen Verpackung
durch Anfassen des Griffs 12 entfernt hat, wird eine Zungenspatel 60 verwendet,
um sanft die Zunge des Patienten 62 herunterzudrucken,
wodurch der Gaumenbogen 64 und der Mesopharynx 66 sichtbar
werden. Das Entnahmegerät 10 wird
vorgeschoben, wobei die gebogene Spitze 14 horizontal im
Mesopharyngx-Bereich unterhalb des Gaumenzäpfchens (Uvula) 68 in
Stellung gebracht wird. Um einen Würgreflex zu vermeiden, sollte
der Kontakt mit der Mesopharynx 66 während dieses Vorgangs vorzugsweise
minimiert oder ganz vermieden werden. Wenn das Tupferende 14 sich
in der richtigen Stellung befindet, wird das Ende von einer waagechten Stellung
in eine senkrechte geschwenkt und in die Nasopharynx zwischen der
Uvula und den Mandeln gehoben. Die Beprobung der Nasopharynx wird durch
einen sanften Vorwärtsdruck
und zwei oder drei Wischbewegungen an den bilateralen Hinterwänden der
Nasopharynx durchgeführt,
indem der Griff 12 einfach mit der Hand gedreht wird. Sobald
die Probe entnommen ist, wird die Spitze 14 aus der Nasopharynx
heraus gesenkt, wieder in die horizontale Position gewendet und
aus der Mesopharynx zurückgezogen.
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Der
Aufbewahrungs- und Transportbehälter 20 wird
dann aus der sterilen Verpackung entnommen und das Ende 14 des
Entnahmegeräts 10 in
das Innere des Behälters 20 eingeführt bis
das Tupferende 14 sich mit der aus den Projektionen 30 bestehenden
Greifvorrichtung in Stellung befindet. Der Behälter 20 wird dann
gedrückt,
damit die Projektionen 30 das Ende 14 des Entnahmegeräts 10 fassen.
Während
der Behälter 20 so
gehalten wird, dass das Ende 14 festgehalten wird, wird
der Griff 12 herausgezogen, wodurch das Ende 14 vom
Griff 12 abgestreift wird. Der Behälter 20 wird dann
mit der Kappe 40, die den integrierten Reagenzbehälter 42 enthält, abgedeckt
und verschlossen während
die Reagenz in das Gefäß eingegeben
wird. Der verschlossene Aufbewahrungs- und Transportbehälter 20 kann dann
in ein größeres, an
das automatische Diagnosegerät angepasstes
Rohr eingeschoben werden. Das kann zum Zeitpunkt der Probensammlung
geschehen und der größere Behälter kann
dann für
den Transport verschlossen werden.
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Der
erfindungsgemäße Apparat
zum Sammeln von biologischen Proben ermöglicht eine wirksame Sammlung,
Aufbewahrung und Transport von sehr empfindlichen biologischen Proben
ohne dass die Probenintegrität
durch die Eintragung von Fremdmaterialien beeinträchtigt wird.
Der Apparat ermöglicht
es, dass der Probenentnahmebereich oder das Tupferende des Apparats
zum Sammeln von biologischen Proben vom Probenentnahmegerät abgenommen
werden kann. Fremdmaterialverunreinigungen, die sich auf der Oberfläche des
Entnahmegeräts
befinden, werden nicht in den Aufbewahrungs- und Transportbehälter eingetragen
oder zurückbehalten. Dadurch
wird die Kontaminierung der Probe durch Fremdmaterial verringert
oder sogar verhindert.
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Obwohl
mehrere bevorzugte Ausführungen hier
genau beschrieben sind, wissen Fachleute, dass Variationen dazu
möglich
sind, ohne dass vom Wesen der Erfindung oder dem Umfang der angehängten Ansprüche abgewichen
wird.