ES2236759T3 - Dispositivo de deteccion de un analitico y de administracion de una sustancia terapeutica. - Google Patents

Dispositivo de deteccion de un analitico y de administracion de una sustancia terapeutica.

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ES2236759T3
ES2236759T3 ES96942056T ES96942056T ES2236759T3 ES 2236759 T3 ES2236759 T3 ES 2236759T3 ES 96942056 T ES96942056 T ES 96942056T ES 96942056 T ES96942056 T ES 96942056T ES 2236759 T3 ES2236759 T3 ES 2236759T3
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Timothy P. Henning
Eric B. Shain
Gamal Khalil
Tuan A. Elstrom
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO (10) PARA LA TOMA DE MUESTRAS DE SANGRE U OTROS LIQUIDOS CORPORALES QUE INCLUYE SISTEMAS (16) PARA LA MEDIDA DIRECTA DEL ANALITO DE INTERES DENTRO DEL LIQUIDO. SE DESCRIBE ADEMAS UN DISPOSITIVO DE "BUCLE CERRADO" Y UN METODO EN EL QUE EL SE MIDE EL ANALITO Y SE DETERMINA E INYECTA LA CANTIDAD NECESARIA DE UN FARMACO, SIN EXTRAER EL DISPOSITIVO DEL CUERPO DEL PACIENTE.

Description

Dispositivo de detección de un analito y de administración de una sustancia terapéutica.
Campo de la invención
Esta descripción se refiere al campo de la supervisión de glucosa en sangre. Específicamente, la invención se refiere a un dispositivo para tomar muestras de sangre y la determinación de la glucosa que contienen. Opcionalmente, el dispositivo también incorpora unos medios para administrar insulina al paciente.
Antecedentes de la invención
La capacidad de medir exactamente analitos en la sangre, especialmente glucosa, es importante en la gestión de enfermedades como la diabetes. Los niveles de glucosa en sangre se deben mantener dentro de un rango estrecho (aproximadamente 3,5-6,5 mM). Los niveles de glucosa inferiores a este rango (hipoglucemia) pueden conducir a confusión mental, coma o muerte. Los altos niveles de glucosa (hiperglucemia) producen sed excesiva y micción frecuente. Las hiperglucemia sostenida ha sido vinculada a varias de las complicaciones de la diabetes, tal como daño del riñón, daño neural y ceguera.
La glucosa en sangre se mantiene en muchos diabéticos con inyecciones rutinarias de insulina. A diferencia del funcionamiento normal de los sistemas corporales de control de glucosa, las inyecciones de insulina no incorporan mecanismos de realimentación. Por lo tanto, controlar los niveles de glucosa requiere mediciones continuas o frecuentes de la concentración de glucosa en sangre para determinar la cantidad apropiada y la frecuencia de las inyecciones de insulina.
Las técnicas convencionales de medición de glucosa requieren pinchar una parte del cuerpo (normalmente la punta de un dedo), apretar el dedo para producir una gota de sangre en el lugar del pinchazo, y depositar la gota de sangre en un dispositivo de medición (tal como una tira de análisis). Este pinchazo del dedo, a frecuencias de medición típicas de dos a cuatro veces al día, es doloroso y desagradable para el paciente. El dolor y el inconveniente tienen implicaciones adicionales y más serias de no observancia, porque muchos pacientes no seguirán el régimen recomendado de medición de glucosa en sangre y por lo tanto correrán el riesgo de niveles de glucosa inadecuados y los consiguientes efectos perjudiciales.
En resumen, las limitaciones inherentes de las técnicas convencionales de medición de glucosa en sangre significan que los pacientes sufran este dolor y el inconveniente o descuiden la supervisión de glucosa y sufran los efectos fisiológicos adversos de un control de glucosa inadecuado. Así, hay una clara necesidad de una técnica de medición de glucosa que minimice o elimine el dolor y el inconveniente del paciente.
Uno de los métodos de reducir el dolor y el inconveniente de la medición de glucosa en un paciente es sustituir la lanceta típica por el uso de una aguja hueca. Se ha referido que el uso de la aguja es menos doloroso que el uso de la lanceta (B. H. Ginsberg, An overview of minimally invasive technologies, Clinical Chemistry 38:1596-1600, 1992). El dolor de tomar muestras de reduce más extrayendo sangre con la aguja en vez de apretar el dedo, lo que implica más dolor y desazón. Finalmente, la contención de la sangre en la aguja produce una prueba mucho más limpia y conveniente que las técnicas convencionales que requieren poner o depositar sangre en una tira de prueba.
Los dispositivos de medición de glucosa actualmente conocidos que usan agujas son de dos tipos. El primero, tal como el descrito en la Patente de Estados Unidos 4.953.552, usa una aguja que permanece implantada en el cuerpo durante un período prolongado de varios días, en este caso. El segundo tipo, tal como el descrito en la Publicación de Patente Internacional 94/13203, usa una aguja con un sensor electromecánico integrado en su punta. Este segundo tipo no extrae sangre u otros fluidos corporales y todavía debe permanecer en el tejido corporal del paciente durante 5-100 segundos para medir la señal de salida del sensor.
EP-A-0 317 847 describe un dispositivo de análisis químico de sangre incluyendo sensores montados dentro de una aguja de configuración especial, teniendo la aguja un eje relativamente fino de diseño convencional en su extremo distal y una porción ampliada en su sección media y un conector convencional en su extremo próximo. La porción ampliada forma una cavidad alargada que comunica con la superficie detectora de los sensores. La retirada del pistón de la jeringa llena la porción ampliada y pone la sangre en contacto con los sensores. Los sensores transportan datos de nuevo a un dispositivo electrónico de lectura donde los datos son analizados. Una vez recogidos los datos, la sangre puede ser expulsada de nuevo a la corriente sanguínea del paciente volviendo a introducir el
pistón.
USP 4.020.830 describe un dispositivo de inserción del tipo de aguja incluyendo una aguja hueca y un transductor FET dispuesto en el lumen de la aguja, expuesto al sistema selectivo. Se ha previsto un electrodo de referencia para el conjunto de transductor-aguja incluyendo un electrodo dispuesto en tubo aislante eléctrico dispuesto en el lumen de la aguja. Un extremo del tubo se extiende próximamente en el lumen de la aguja a un punto donde sale de la aguja y está acoplado a una fuente de solución electrolítica. La solución electrolítica está adaptada para establecer una interface conductora entre el electrodo de referencia y el tejido animal en el que se puede introducir la aguja.
WO 91/16416 describe un dispositivo que se puede llevar puesto para verificar continuamente la concentración de glucosa en plasma incluyendo un conjunto de electrodo de enzima y una pluralidad de bombas interrelacionadas que operan en una secuencia predeterminada para tomar una muestra de sangre de un paciente para análisis y posteriormente devolver todo el volumen de la muestra de sangre al paciente. El dispositivo puede incorporar una cánula intravenosa que tiene una porción distal o extracorporal que incluye una carcasa para soportar una pila de flujo y un sensor; la carcasa puede soportar un preamplificador que está asociado operativamente con una fuente de solución de calibración, solución de lavado y medios de control.
DE 41 23 441 A describe un dispositivo para determinar la concentración de al menos una sustancia en tejido orgánico incluyendo una aguja subcutánea para inserción en el tejido y una unidad de bombeo y aspiración que es controlada por un microprocesador. El dispositivo incluye una unidad sustituible que sujeta una unidad detectora, un capilar maestro que pasa por la unidad detectora y ampollas dosificadoras para el fluido de perfusión y solución de calibración, y también incluye una aguja hipodérmica a unir a la unidad sustituible.
La presente descripción proporciona una ventaja sobre los sensores de glucosa con aguja existentes descritos anteriormente porque incluye una aguja hueca con la que se extrae sangre del paciente para supervisión. El uso de la aguja minimiza el dolor y el inconveniente del paciente. La extracción de sangre con la aguja permite retirar rápidamente la aguja del cuerpo del paciente.
La presente descripción también describe un inyector de glucosa. Puesto que la medición de glucosa en sangre se realiza normalmente antes de la inyección de insulina, esta invención permite opcionalmente hacer tanto la medición como la inyección con una sola penetración con aguja, reduciendo más el dolor del paciente.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una realización de la invención.
La figura 2 muestra una realización alternativa de la invención.
La figura 3 muestra una realización alternativa de la invención.
La figura 4 muestra una realización alternativa de la invención.
La figura 5 muestra una realización alternativa de la invención que incluye un sistema de inyección.
La figura 6 muestra un sensor de oxígeno útil en realizaciones de la invención.
La figura 7 muestra los resultados obtenidos usando un sensor de oxígeno descrito en la figura 6.
Resumen de la invención
La presente descripción proporciona un dispositivo de toma de muestras de fluido para tomar muestras de fluido de un paciente, incluyendo el dispositivo una aguja de toma de muestras, un sensor incluido en la aguja de toma de muestras que detecta un analito de interés en el fluido, y un medio de análisis que recibe y procesa una señal del
sensor.
En su forma preferida, la realización anterior emplea un sensor que es un sensor electromecánico o, más preferiblemente, un sensor óptico para la detección de glucosa. Cuando se emplea un sensor electromecánico, se puede inmovilizar una enzima en una resina. Cuando se emplea un sensor óptico, se puede inmovilizar una enzima en una membrana y situar la membrana en un conducto óptico, por ejemplo, un conducto de fibra óptica.
Realizaciones adicionales incluyen un medio de análisis que incluye una función de visualización, y un sistema en "bucle cerrado" por lo que los antes descrito dispositivo incluye un dispositivo de control para recibir una señal del medio de análisis y para transmitir una señal a un accionador de inyección, y un inyector para suministrar la cantidad requerida de un medicamento de interés en respuesta al accionador de inyección.
Además, características adicionales de las realizaciones de "bucle cerrado" incluyen aquellas en las que el dispositivo de control incluye una entrada de usuario o un método analítico para determinar la cantidad requerida del medicamento a inyectar.
También se describe un dispositivo para suministrar un medicamento directamente al cuerpo del paciente, incluyendo un dispositivo de control para transmitir una señal a un accionador de inyección, y un inyector para suministrar la cantidad requerida del medicamento en respuesta al accionador de inyección, donde el inyector incluye una aguja. Las características adicionales y opcionales incluyen aquellas en la que el dispositivo de control incluye una entrada de usuario o método analítico para determinar la cantidad requerida del medicamento a inyectar.
También se describe un método de tomar muestras de fluido de un paciente, incluyendo disponer un dispositivo de toma de muestras de la invención, introducir la aguja de toma de muestras en el paciente, y dejar que el fluido entre en contacto con el sensor por lo que se detecta la presencia o cantidad de un analito de interés en el fluido y los resultados se transmiten al medio de análisis para procesado.
También se ha previsto un método de tomar muestras de fluido y administrar un medicamento a un paciente, incluyendo disponer un dispositivo de "bucle cerrado" de la invención, introducir la aguja de toma de muestras en el paciente, y dejar que el fluido entre en contacto con el sensor por lo que se detecta la presencia o cantidad de un analito de interés en el fluido y los resultados se transmiten al medio de análisis para procesado, transmitir los resultados del procesado a un dispositivo de control para transmitir una señal a un accionador de inyección, y administrar la cantidad requerida del medicamento en respuesta al accionador de inyección, mediante la aguja de toma de
muestras.
Además, se describe un método de suministrar un medicamento directamente al cuerpo del paciente, incluyendo proporcionar un dispositivo de administración de medicamento que incluye un dispositivo de control para transmitir una señal a un accionador, y un inyector para suministrar la cantidad requerida del medicamento en respuesta al accionador de inyección, incluyendo el inyector una aguja, introducir el inyector en el paciente, y administrar la dosis requerida de medicamento en respuesta al accionador de inyección.
Descripción detallada de la invención
El dispositivo de toma de muestras de fluido de la invención se define en la reivindicación 1 e incluye en general un aparato de tomar muestras de fluido 10, incluyendo una aguja hueca de toma de muestras 12, un sensor 14, un dispositivo de análisis 16, como se ilustra en la figura 1, y un agujero de ventilación (38).
En la operación (no representada), la aguja de toma de muestras se utiliza para penetrar la piel en cualquier posición conveniente, por ejemplo, un dedo o una posición menos inervada tal como el muslo o parte superior del brazo. Fluye sangre u otro fluido corporal a la aguja por acción capilar y/o otras fuerzas hidrodinámicas. El agujero de ventilación 38 se utiliza para facilitar el flujo de fluido a la aguja y se puede incorporar en la aguja 12, como se representa en la figura 1, o en otro lugar dentro del dispositivo, véase, por ejemplo, la figura 3. El fluido pueda fluir a la aguja hasta que llega a contacto de fluido con el sensor 14. En una realización preferida, la aguja 12 está montada en el dispositivo de análisis 16, y el usuario pincha su dedo u otra parte conveniente de su cuerpo con la aguja 12 presionando este dedo sobre la aguja 12.
La aguja hueca de toma de muestras 12 es de cualquier dimensión adecuada para el uso previsto. Se emplea preferiblemente una aguja de calibre 26, que tiene una dimensión interna de aproximadamente 250 \mum. Tales agujas se pueden obtener fácilmente de varias fuentes comerciales.
El sensor 14 puede ser un sensor electromecánico, sensor óptico, o cualquier otro tipo de sensor analítico diseñado para determinar la concentración de un analito deseado dentro de la sangre u otro fluido corporal. La figura 2, por ejemplo, ilustra el sensor óptico preferido 14 montado en el extremo de un conducto de fibra óptica 60 que transporta información óptica al medio de análisis 16. En una realización alternativa, figura 3, el análisis lo lleva a cabo un instrumento analítico (no representado) que adquiere datos por la transmisión de luz visible, infrarroja u otra a través de una carcasa transparente 40 que es llenada por el fluido corporal extraído con la aguja 12. En la figura 4, un sensor electromecánico 14 está montado en la aguja 12. Aislamiento eléctrico 42 y conexiones eléctricas 44 apropiados permiten que el sensor electromecánico 14 transmita información al dispositivo de análisis 16.
El medio de análisis 16 es generalmente un dispositivo electrónico, preferiblemente controlado por microprocesador, capaz de recibir y procesar una señal electrónica, óptica u otra del sensor 14 y visualizar la concentración del analito de interés para el usuario. El medio de análisis se puede programar con curvas de calibración establecidas en fábrica o puede ser calibrado por el usuario con el uso de calibrador y soluciones de control que tienen concentraciones conocidas del analito de interés que contienen. Opcionalmente, y preferiblemente, el medio de análisis 16 también incluye unos medios de visuales de tal manera que la concentración del analito de interés en el fluido corporal del paciente se visualice de manera que sea útil para el usuario, por ejemplo, mg de glucosa por decilitro de sangre. Los medios de visualización pueden ser visuales, mediante una pantalla de cristal líquido, por ejemplo, o audibles y pueden incluir un registro impreso. Además, el dispositivo de análisis puede incluir medios para almacenar los resultados, de tal manera que el usuario o el médico del usuario puedan recuperar más tarde los resultados para análisis, adaptabilidad, etc.
En una realización ejemplificativa, figura 5, el dispositivo de muestreo antes descrito está acoplado a un dispositivo de inyección 18 para administrar insulina al paciente. Así, en una sola penetración de la piel, el paciente puede recibir información relativa a los niveles de glucosa dentro del cuerpo así como administrar, si es necesario, la cantidad requerida de insulina. En esta realización, el medio de análisis 16 también envía una señal electrónica representativa de la concentración del analito de interés a un dispositivo de control 20. Opcionalmente, el dispositivo de control 20 también puede estar configurado para recibir una señal electrónica de un dispositivo de entrada de usuario 52 y/o de un algoritmo de control almacenado 54. La función del dispositivo de control es generar una señal de salida para un accionador de inyección 56. El accionador de inyección 56 controla la operación del dispositivo de inyección 18 que está conectado de forma fluida a la aguja de toma de muestras 12 mediante un conducto de fluido 19. Por ejemplo, el sensor 14 puede ser un sensor diseñado para detectar la concentración de glucosa en la sangre u otro fluido corporal. El medio de análisis 16 envía al dispositivo de control 20 una señal indicativa de dicha concentración de glucosa. El usuario puede leer la concentración de glucosa en el medio de análisis 16 y controlar la inyección de insulina mediante la entrada de usuario 52. alternativamente, un algoritmo de control almacenado 54 puede calcular automáticamente la cantidad requerida de insulina en base a la salida del medio de análisis 16, por ejemplo, la concentración de glucosa en la sangre. En cualquier caso, el dispositivo de control 20 envía una señal que representa la inyección requerida de insulina al accionador de inyección 56. El accionador de inyección puede ser, por ejemplo, un accionador lineal que controla la operación de un émbolo en el dispositivo de inyección 18. En este caso, el accionador de inyección 56 hace que el émbolo en el dispositivo de inyección 18 se mueva la cantidad correspondiente a la cantidad requerida de la inyección de insulina. Cuando se desplaza el émbolo en el dispositivo de inyección, la insulina es inyectada mediante la aguja de toma de muestras 12, efectuando la toma de muestras, el análisis y el control de glucosa en sangre con una sola penetración en la piel.
Ejemplo 1 Detección de glucosa
Utilizando una realización del dispositivo parecida a la ilustrada en la figura 2, el paciente introduce el extremo puntiagudo de la aguja 12 en una parte conveniente de su cuerpo. Fluye sangre a la aguja 12 debido a acción capilar y otras fuerzas hidrodinámicas, entrando en contacto con un sensor de glucosa 14. Después puede retirarse la aguja 12. El sensor 14 puede ser un sensor que mida ópticamente la interacción de la glucosa con un medio detector. Por ejemplo, el sensor puede constar de glucosa oxidasa y catalasa inmovilizadas en los poros de una membrana. En presencia de una solución conteniendo glucosa, la glucosa es oxidada y se agota una cantidad correspondiente de oxígeno. El agotamiento de oxígeno se puede medir mediante la utilización de una sustancia luminiscente como se describe en la Patente de Estados Unidos número 5.043.286. Así, el agotamiento de oxígeno corresponde a la concentración de glucosa en la sangre del paciente. En una realización preferida, el sensor 14 está miniaturizado en la medida en que se pueda colocar en el extremo de una fibra óptica u otro conducto óptico 60.
En una realización preferida, se puede construir un sensor óptico de glucosa de la siguiente manera.
Paso 1
Aminación de sílice
Añadir 1 gramo de sílice pirógena (Sigma Chemical, St. Louis) a un tubo centrífugo y añadir 8,0 gramos de agua estéril. Añadir 2,0 gramos de 3-amino propil trietoxi silano ((AP)TES) (Sigma, St. Louis MO) al tubo y remover bien hasta que toda la sílice esté en solución. Añadir 1 ml de 6N HCI (Anachemia, Rouses Point NY) y remover. Calentar la mezcla de reacción en el baño de agua a 70ºC durante 1 hora, y remover la solución. Centrifugar y decantar el supernadante tres veces, añadiendo cada vez 40 ml de agua estéril y removiendo la solución después de la
decantación.
Paso 2
Inmovilización de catalasa a sílice aminada
Se añade 4,7 mg de catalasa (hígado bovino, Sigma, St. Louis MO) a 0,75 ml de PESK 7,5 (una solución de 100 mM NaCl, 50 mM fosfato de sodio, 1 mM EDTA, 0,05% solución antimicrobiana Kathon CG (Rohm and Haas, Philadelphia PA) a un pH de 7,5). Se añade 12,5 mg de ácido 1,2,4,5 bencenotetracarboxílico dianhídrido (PMA) (Aldrich, Milwaukee WI) a 1 ml de PESK 7,5. Suspender el PMA por remoción. Añadir 50 \muL de la solución de PMA a la solución de enzima, remover, y girar durante 1 hora a temperatura ambiente. Añadir 0,75 ml de solución de sílice aminada (25 mg/ml de sílice). Centrifugar y decantar el supernadante tres veces, añadiendo cada vez 1 ml de 50 mM ácido 2[N-Morfolino]etano sulfónico (MES) (Sigma, St. Louis MO), pH 5,5 y remover. Añadir 1,5 mg de 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida HCI (EDC) (Pierce, Rockford IL) y girar durante 1 hora. Centrifugar y decantar el supernadante dos veces, añadir 1 ml de agua estéril cada vez y remover la solución después de la primera adición de agua estéril.
Paso 3
Inmovilización de glucosa oxidasa a sílice aminada
Pesar 25 mg de glucosa oxidasa (aspergillus niger, Boehringer Mannheim, Indianapolis IN) a 2,5 ml de PESK 7,5. Añadir 2,5 mg de ácido 1,2,4,5 bencenotetracarboxílico dianhídrido (PMA) (Aldrich, Milwaukee WI) a la solución de glucosa oxidasa. Se remueve y gira la solución durante 1 hora a temperatura ambiente. Añadir 5 ml de solución de sílice aminada (25 mg/ml sílice). Centrifugar y decantar el supernadante tres veces, añadiendo cada vez 4 ml de 50 mM MES, pH 5,5, y remover la solución después de la decantación. Añadir 5 mg de EDC y girar durante 1 hora. Centrifugar y decantar el supernadante tres veces, añadir 4 ml de PESK 7,5 después de cada decantación y remover la solución después de todo a excepción de la adición final de agua estéril.
\newpage
Paso 4
Formulación de resina
Una matriz de resina, denominada resina F133, para retener la enzima inmovilizada a una superficie del sensor se hace combinando los pesos siguientes de cada componente:
Joncryl 537 (Johnson Wax, Racine WI) 65,04 mg
NH4OH, 10% en agua 8,91 mg
2-Etoxi-etanol (Aldrich, Milwaukee WI) 20,94 mg
Ftalato de dibutilo (Fluka, Rokonkoma NY) 7,13 mg
Surfynol 104H (Air Products, Allentown PA) 2,50 mg
Surfynol 695 (Air Products) 5,00 mg
Acrysol 275 (Rohm y Haas, Philadelphia PA) 30,60 mg
Se combina 80 mg de la resina líquida con 15 mg de catalasa inmovilizada, 134 mg de glucosa oxidasa inmovilizada, y 347 mg agua conteniendo 0,085 M trehalosa (Sigma, St. Louis, MO). Se realiza una mezcla vigorosa de los tres componentes por agitación violenta usando un amalgamador (WIG-L-BUG, Crescent Dental Co., Lyons IL) durante 3 minutos. Esta resina y otras alternativas adecuadas se describen en la Publicación de Patente Internacional WO 95/22057. El método aquí descrito incorpora las partículas a una matriz de resina (también denominada "pintura") y tiene los beneficios de ser a base de agua para conservar la actividad enzimática. también produce un líquido, facilitando la dispensación y facilidad de fabricación. Se dispensa un microlitro de la pintura sobre una membrana de policarbonato (Poretics, Livermore CA) con poros de 0,6 micra de diámetro. La gota se extiende a través de la superficie de la membrana para humedecer los poros. La superficie se limpia después con un paño, dejando solamente la pintura en los poros. A continuación, se deja secar la pintura en los poros formando una matriz insoluble en agua para retener la glucosa oxidasa y catalasa.
Paso 5
Construcción del sensor de oxígeno
Se prepara solución colorante sensible al oxígeno disolviendo 100 mg de platino tetrapentafluorofenil porfina (Pt(TFPP)) (Porphyrin Products, Logan Utah) en 25 ml de una solución madre de polímero de silicona. Ésta última se hace disolviendo 10 gramos de un copolímero de bloque de dimetilsiloxano-bisfenol A-policarbonato (GE, Aguaford, NY) en 100 ml tetrahidrofurano. Se dispensa un microlitro de la solución colorante en una membrana de policarbonato 104 (Poretics, Livermore CA) con poros de 0,4 micras de diámetro. Se deja secar la solución. Como se ilustra en la figura 6, la membrana 104 conteniendo el colorante sensible a oxígeno 102 se envuelve alrededor del extremo de un cable de fibra óptica 60 de 250 micras. La membrana 104 se fija al cable con una pequeña junta tórica 106. Se pone una segunda membrana 108 conteniendo la enzima en la matriz de pintura encima de la membrana 104 conteniendo el colorante sensible a oxígeno. La membrana 108 también se fija con una pequeña junta tórica (no representada).
El sensor de oxígeno opera de la siguiente manera: el colorante Pt(TFPP) absorbe luz a <570 nm y tiene una emisión fosforescente centrada a 650 nm. Dado que el oxígeno enfría la emisión, la duración de la emisión depende de la cantidad de oxígeno presente. Por lo tanto, la duración de la emisión es una función de la concentración de oxígeno. La duración de la emisión se cuantifica comparando la cantidad de luz emitida en tiempos cortos (aproximadamente 0-20 \musegundos) con la de tiempos largos (aproximadamente 0-270 \musegundos). La relación de las dos señales (tiempo largo/tiempo corto) es la salida medida y esta relación aumenta al disminuir los niveles de oxígeno. A su vez, la concentración de oxígeno queda afectada por la concentración de glucosa debido a la presencia de la glucosa oxidasa y catalasa.
Se hace una sonda como se ha descrito anteriormente con una membrana de colorante sensible a oxígeno junto al haz de fibras ópticas y una membrana conteniendo enzima encima de la membrana de colorante. La sonda se sumerge en soluciones conteniendo varios niveles de glucosa en salina fosfato tamponada de pH 7,5 a 37ºC. La respuesta del sensor a varios niveles de glucosa se registra durante dos minutos y los resultados se ilustran en la figura 7. Se halla un buen coeficiente de correlación de 0,993 para el gráfico de la relación frente a la concentración de glucosa con un pendiente de 0,000353 e intercepción en Y de 1,004. Estos resultados indican que un sensor en un haz de fibra óptica de 250 micras es útil para la medición de concentraciones de glucosa, y es útil para realizaciones de esta invención.
Ejemplo 2 Detección óptica de glucosa
En una realización adicional de la invención, parecida a la mostrada en la figura 3, la aguja 12 se introduce en una parte conveniente del cuerpo del paciente. Fluye sangre u otro fluido corporal a la aguja 12 debido a acción capilar y/u otras fuerzas hidrodinámicas, llenando la cámara rodeada por la carcasa ópticamente transparente 40. La aguja 12 se puede retirar después del cuerpo del paciente, y el conjunto de aguja y carcasa se puede colocar en o junto a un instrumento analítico óptico (no representado). Tales instrumentos miden la concentración de glucosa u otro analito de interés dirigiendo un haz de luz visible, infrarroja u otra a través de la carcasa transparente 40 llena de la sangre u otro fluido corporal. Descripciones de técnicas analíticas que se puede emplear con esta realización se hallan en las Patentes de Estados Unidos 5.209.231 (medición de concentración de glucosa mediante mediciones de polarización), 5.383.452 (medición de concentración de glucosa mediante la detección de polarización de luminiscencia intrínseca), y 4.882.492 (medición de concentración de glucosa mediante espectroscopia de correlación sustractiva de luz del infrarrojo cercano reflejada o transmitida). Medios analíticos adicionales serán evidentes a los expertos en la materia, o serán evidentes después de leer la presente descripción.
Ejemplo 3 Detección electromecánica de glucosa
Otra realización de la invención utiliza un dispositivo parecido al ilustrado en la figura 4. En esta realización, el sensor 14 es un sensor electromecánico montado dentro de la aguja que detecta la concentración de glucosa en la sangre. Un ejemplo de tal sensor es el descrito en una Solicitud de Patente de Estados Unidos, en tramitación, presentada en la misma fecha que la presente (Expediente número 5843.US.01).
Ejemplo 4 Toma de muestras de glucosa e infusión de insulina
Se utiliza otra realización opcional de la invención para medir la concentración de glucosa en la sangre e inyectar automáticamente la cantidad requerida de insulina u otra sustancia terapéutica. Usando una realización del dispositivo parecida a la ilustrada en las figuras 2 o 4, el paciente introduce la aguja 12 en una parte conveniente de su cuerpo. Fluye sangre debido a acción capilar y/o otras fuerzas hidrodinámicas a la aguja 12 hasta que llega al sensor 14. En esta realización, la aguja 12 permanece introducida en el cuerpo. El sensor 14 es un sensor electromecánico o sensor óptico montado dentro de la aguja que detecta la concentración de glucosa en la sangre y envía una señal que representa esta concentración a través del medio de análisis 16 al dispositivo de control 20, como se ilustra en la figura 5. El dispositivo de control 20, que opera según indique el paciente mediante el control de usuario 52 o un algoritmo almacenado 54 o ambos, envía una señal al accionador de inyección 56 indicando la cantidad requerida de insulina. El accionador 56 hace que el dispositivo de inyección 18 inyecte la cantidad requerida de insulina a través de la aguja de toma de muestras 12. Durante la inyección, una válvula (no representada) puede cerrar el agujero de ventilación 38 para garantizar que la insulina sea inyectada al paciente.
La presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones preferidas y/o alternativas. Los expertos en la técnica apreciarán fácilmente que se puede hacer cambios, alteraciones o modificaciones en estas realizaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.
Donde las características técnicas indicadas en alguna reivindicación van seguidas de signos de referencia, los signos de referencia se han incluido con la única finalidad de incrementar la inteligibilidad de las reivindicaciones, y, por consiguiente, tales signos de referencia no tienen ningún efecto limitativo en la interpretación de cada elemento identificado a modo de ejemplo por tales signos de referencia.

Claims (12)

1. Un dispositivo de toma de muestras de fluido para tomar muestras de fluido de un paciente, incluyendo:
(a) una aguja de toma de muestras (12);
(b) un sensor (14) incluido en dicha aguja de toma de muestras, que está adaptado para detectar un analito de interés en el fluido y proporcionar una señal indicativa de la concentración de dicho analito en el fluido;
(c) un medio de análisis que recibe y procesa la señal del sensor (14);
estando adaptado dicho medio de análisis (16) de dicho dispositivo de toma de muestras de fluido para recibir dicha señal de dicho sensor (14) y para procesar dicha señal durante la toma de fluido del paciente o solamente después de sacar de dicho paciente dicha aguja de toma de muestras (12) de dicho dispositivo de toma de muestras de fluido, caracterizándose el dispositivo de toma de muestras de fluido por
(d) un agujero de ventilación (38) dispuesto para facilitar la toma de muestras de sangre u otro fluido con la aguja por medio de fluido que fluye a dicha aguja (12) por acción capilar.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, donde el sensor (14) es un sensor óptico o sensor electromecánico.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, donde el medio de análisis (16) incluye además una función de visualización.
4. El dispositivo de la reivindicación 1, donde el analito de interés es glucosa.
5. El dispositivo de la reivindicación 2, donde el sensor óptico incluye una enzima inmovilizada en una membrana.
6. El dispositivo de la reivindicación 5, donde la enzima inmovilizada está situada en un conducto (60) para transmitir luz.
7. El dispositivo de la reivindicación 6, donde la enzima es glucosa oxidasa.
8. El dispositivo de la reivindicación 2, donde el sensor electromecánico incluye una enzima inmovilizada en una resina.
9. El dispositivo de la reivindicación 1, incluyendo además:
un dispositivo de control (20) para recibir una señal del medio de análisis y para transmitir una señal a un accionador de inyección (56);
un inyector (18) para suministrar la cantidad requerida (5) de un medicamento de interés en respuesta al accionador de inyección (56).
10. El dispositivo de la reivindicación 9, donde el dispositivo de control (20) incluye una entrada de usuario para determinar la cantidad requerida del medicamento a inyectar.
11. El dispositivo de la reivindicación 9, donde el dispositivo de control (20) está adaptado para determinar la cantidad requerida del medicamento a inyectar con un método analítico.
12. El dispositivo de la reivindicación 11, donde el método analítico es un algoritmo.
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