ES2250007B1 - MICROSYSTEM FOR THE CONTROLLED EXTRACTION AND INJECTION OF SINGLE USE FLUID. - Google Patents

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Abstract

Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso. El objeto de la presente invención es un microsistema diseñado para la extracción e inyección de fluido de manera controlada y de un sólo uso que consta de una cámara de trabajo abierta al exterior mediante unas microagujas y una cámara de activación que contiene un gas con una diferencia de presión relativa a la presión exterior. Dependiendo de si el microsistema se utiliza para succionar o inyectar fluido, la presión de la cámara de activación será menor o mayor que la presión exterior. Estas cámaras están separadas por una membrana que es destruida para la activación del dispositivo haciendo pasar corriente por una resistencia situada en la membrana consiguiendo debilitar el material de manera que la diferencia de presiones rompa la membrana. El control de la activación del microsistema permite activar el dispositivo en cualquier momento, independientemente de cuando se haya realizado su instalación. El proceso de extracción o inyección se realiza de forma irreversible, permitiendo simplificar el diseño y abaratar costes de fabricación. Como consecuencia de esto, el dispositivo será de un solo uso. Se puede conseguir un funcionamiento continuo, agrupando una cierta cantidad de estos dispositivos en una matriz y activándolos secuencialmente. Una de las aplicaciones de este dispositivo sería la medida de concentración de glucosa en líquido intersticial así como la inyección de insulina, ambas de forma controlada, continua e indolora. De igual forma, se podría usar para la medida de cualquier otra sustancia química disuelta en el líquido intersticial así como el suministro de cualquier otro tipo de droga.Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid. The object of the present invention is a microsystem designed for the extraction and injection of fluid in a controlled and single-use manner that consists of a working chamber open to the outside by means of microneedles and an activation chamber that contains a gas with a difference pressure relative to outside pressure. Depending on whether the microsystem is used to suck or inject fluid, the pressure in the activation chamber will be lower or higher than the external pressure. These chambers are separated by a membrane that is destroyed for the activation of the device by passing a current through a resistance located in the membrane, thus weakening the material so that the pressure difference breaks the membrane. The microsystem activation control allows the device to be activated at any time, regardless of when it was installed. The extraction or injection process is carried out in an irreversible way, allowing to simplify the design and lower manufacturing costs. As a consequence of this, the device will be for single use only. Continuous operation can be achieved by grouping a number of these devices into an array and activating them sequentially. One of the applications of this device would be the measurement of glucose concentration in interstitial fluid as well as the injection of insulin, both in a controlled, continuous and painless way. In the same way, it could be used for the measurement of any other chemical substance dissolved in the interstitial fluid as well as the supply of any other type of drug.

Description

Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso.Microsystem for extraction and injection single-use fluid controlled.

Objeto de la invenciónObject of the invention

El objeto de la presente invención es un microsistema diseñado para la extracción e inyección de fluido de manera controlada y de un solo uso que consta de una cámara de trabajo abierta al exterior mediante unas microagujas y una cámara de activación que contiene un gas con una diferencia de presión relativa a la presión exterior. Dependiendo de si el microsistema se utiliza para succionar o inyectar fluido, la presión de la cámara de activación será menor o mayor que la presión exterior. Estas cámaras están separadas por una membrana que es destruida para la activación del dispositivo haciendo pasar corriente por una resistencia situada en la membrana consiguiendo debilitar el material de manera que la diferencia de presiones rompa la membrana.The object of the present invention is a microsystem designed for the extraction and injection of fluid from single-use, controlled manner consisting of a work open to the outside by means of microneedles and a camera activation device containing a gas with a pressure difference relative to external pressure. Depending on whether the microsystem is used to suck or inject fluid, the pressure of the Activation chamber will be lower or higher than the external pressure. These chambers are separated by a membrane that is destroyed for activating the device by passing current through a resistance located in the membrane, weakening the material so that the pressure difference breaks the membrane.

El control de la activación del microsistema permite activar el dispositivo en cualquier momento, independientemente de cuando se haya realizado su instalación. El proceso de extracción o inyección se realiza de forma irreversible, permitiendo simplificar el diseño y abaratar costes de fabricación. Como consecuencia de esto, el dispositivo será de un solo uso. Se puede conseguir un funcionamiento continuo, agrupando una cierta cantidad de estos dispositivos en una matriz y activándolos secuencialmente.Control of microsystem activation allows you to activate the device at any time, regardless of when it was installed. He extraction or injection process is carried out irreversibly, allowing to simplify the design and lower manufacturing costs. As a consequence of this, the device will be for single use only. I know can achieve continuous operation, grouping a certain number of these devices in an array and activating them sequentially.

Una de las aplicaciones de este dispositivo sería la medida de concentración de glucosa en líquido intersticial así como la inyección de insulina, ambas de forma controlada, continua e indolora. De igual forma, se podría usar para la medida de cualquier otra sustancia química disuelta en el líquido intersticial así como el suministro de cualquier otro tipo de droga.One of the applications of this device would be the measure of glucose concentration in interstitial fluid as well as the injection of insulin, both in a controlled way, continuous and painless. Similarly, it could be used for the measurement from any other chemical dissolved in the liquid interstitial as well as the supply of any other type of drug.

Estado de la técnicaState of the art

En la medicina actual, el control de la medida de la concentración de sustancias químicas en sangre es fundamental para aumentar la calidad de vida de los pacientes. Por ejemplo, el control de la medida de glucosa previene las complicaciones futuras debidas a la diabetes. Esta medida debe ser indolora para interferir lo menos posible en la vida del paciente. También es importante realizar esta medida de forma continua, con objeto de controlar en todo momento el nivel de glucosa, y poder corregir de forma anticipada una crisis glucémica introduciendo insulina de forma controlada.In today's medicine, the control of the measure of the concentration of chemical substances in the blood is essential to increase the quality of life of patients. For example, him control of glucose measurement prevents future complications due to diabetes. This measure should be painless to interfere as little as possible in the life of the patient. It is also It is important to carry out this measurement continuously, in order to control the glucose level at all times, and be able to correct anticipated a glycemic crisis by introducing insulin from controlled way.

Hasta ahora, esta labor viene haciéndola el paciente de forma manual. Varias veces al día se extrae una gota de sangre mediante un dispositivo que, de forma dolorosa perfora la piel. La medida de glucosa se realiza aplicando esta gota sobre una tira reactiva, que da lugar a una señal eléctrica o colorimétrica que indica su concentración. Ejemplos de este método son las patentes EP0078636, EP127958, US5288636.Until now, this work has been done by the patient manually. Several times a day a drop of blood through a device that painfully pierces the skin. The glucose measurement is carried out by applying this drop on a test strip, which produces an electrical or colorimetric signal indicating its concentration. Examples of this method are patents EP0078636, EP127958, US5288636.

En la actualidad están apareciendo otras soluciones que intentan mejorar la técnica de medida. Para realizar la extracción de fluido de manera indolora se encuentran soluciones como por ejemplo la que se presenta en la patente EP1174078, que desarrolla un microsistema en forma de parche. Este dispositivo está compuesto por un depósito comunicado con el exterior a través de una matriz de microagujas. La extracción de líquido se realiza mediante tensión superficial y por tanto, sin control alguno.At present, other solutions that try to improve the measurement technique. To do painless fluid removal find solutions such as the one presented in patent EP1174078, which develops a patch-shaped microsystem. This device It is made up of a tank communicated with the outside through of a microneedle array. The liquid extraction is carried out by surface tension and therefore without any control.

Otras soluciones van encaminadas a conseguir una medida continua, y en la actualidad se encuentran técnicas como la microdiálisis (US6706009). En esta patente se utiliza una aguja de pequeñas dimensiones y doble conducto. Mediante uno de los conductos se inyecta líquido dentro de la piel. El líquido es recogido de forma simultánea por el otro conducto, llevando en disolución la sustancia química a analizar. Este tipo de técnicas invasivas suele ser dolorosa y conlleva un cierto grado de incomodidad para el
paciente.
Other solutions are aimed at achieving a continuous measurement, and at present there are techniques such as microdialysis (US6706009). This patent uses a needle of small dimensions and double conduit. Fluid is injected into the skin through one of the tubes. The liquid is collected simultaneously by the other conduit, bringing the chemical substance to be analyzed into solution. This type of invasive technique is usually painful and carries a certain degree of discomfort for the patient.
patient.

Una alternativa a la utilización de agujas es la microporación de la piel. En la patente US6142939 se utiliza esta técnica para abrir poros en la piel de forma indolora mediante un láser. La extracción de fluido intersticial se realiza posteriormente mediante la utilización de otro dispositivo auxiliar que contiene una cámara de vacío y que es colocada encima de las perforaciones. Ambos dispositivos son de dimensiones macroscópicas y requieren de la intervención del paciente para su funcionamiento, pudiéndose equiparar su uso al de las tiras reactivas mencionadas anteriormente.An alternative to the use of needles is microporation of the skin. Patent US6142939 uses this technique to open pores in the skin painlessly using a To be. Interstitial fluid extraction is performed later by using another auxiliary device which contains a vacuum chamber and which is placed on top of the perforations. Both devices are of macroscopic dimensions and require the intervention of the patient for their operation, its use being comparable to that of the aforementioned test strips previously.

De la misma manera, el problema de introducir drogas y medicamentos a través de la piel debe realizarse de forma indolora y controlada, e idealmente de forma continua. La patente US6589202 desarrolla un dispositivo dispensador de dosis de medicamento que es accionado de forma manual. El dispositivo contiene una serie de dispensadores formados por un pequeño depósito y una matriz de microagujas. Cuando el paciente acciona el mecanismo, el líquido del depósito es inyectado en la piel a través de las microagujas y gracias a la presión ejercida por el propio paciente. Este dispositivo es de uso manual y de grandes dimensiones.In the same way, the problem of introducing drugs and medications through the skin should be carried out in a painless and controlled, and ideally continuously. The patent US6589202 develops a dispensing device for doses of medication that is actuated manually. The device contains a series of dispensers made up of a small reservoir and a microneedle array. When the patient operates the mechanism, the reservoir fluid is injected into the skin through of the microneedles and thanks to the pressure exerted by the patient. This device is for manual use and large dimensions.

La patente US6132755 desarrolla un microsistema parecido al de la patente EP1174078, pero incluye además un sistema más complejo de inyección de líquidos a través de las microagujas. Este sistema está basado en la acción de un pistón sobre el líquido que se quiere inyectar. El pistón es accionado a su vez mediante un gas a presión. La fabricación de este dispositivo es complicada y hará que su coste se incremente debido a su gran complejidad.Patent US6132755 develops a microsystem similar to that of patent EP1174078, but also includes a system more complex liquid injection through microneedles. This system is based on the action of a piston on the liquid you want to inject. The piston is in turn driven by a gas under pressure. Manufacturing this device is complicated and it will cause its cost to increase due to its great complexity.

De todo lo anteriormente expuesto se deduce que es necesario el desarrollo de un dispositivo que realice la medida de la concentración de glucosa y posterior inyección de insulina si fuese necesario. Se presenta en esta patente un dispositivo que puede realizar estas funciones de manera indolora, continua y de forma controlada.From all the above it follows that it is necessary to develop a device that performs the measurement glucose concentration and subsequent insulin injection if if necessary. This patent presents a device that can perform these functions painlessly, continuously and controlled way.

Para optimizar la fabricación de nuestro dispositivo, ya sea en la reducción de tamaño y coste como en la integración con otras tecnologías se incorporan elementos simples como la válvula de un solo uso. Otras válvulas irreversibles del mercado son US5368704, US6527003 o Miniature one-shot valve (L.J.Guérin).To optimize the manufacture of our device, either in size and cost reduction or in integration with other technologies simple elements are incorporated as the single-use valve. Other irreversible valves of the market are US5368704, US6527003 or Miniature one-shot valve (L.J. Guérin).

Descripción de las figurasDescription of the figures

Figura 1.- Diseño del microsistema objeto de la invención, que consta de:Figure 1.- Design of the microsystem object of the invention, consisting of:

11.eleven.
Módulo que contiene una cámara de trabajo con presión exterior y microagujas huecas (15).Module containing a camera work with external pressure and hollow microneedles (15).

12.12.
Módulo que contiene la membrana separadora y una resistencia calentadora.Module containing the membrane separator and a heating resistance.

13.13.
Módulo que contiene la cámara de activación con presión Pa.Module containing the camera activation with pressure Pa.

14.14.
Resistencia calentadora.Heating element.

15.fifteen.
Microagujas huecas.Hollow microneedles.

Figura 2.- Diseño del microsistema donde se incluyen dos electrodos metálicos y el agente reactivo.Figure 2.- Design of the microsystem where They include two metal electrodes and the reactive agent.

14.14.
Resistencia calentadora.Heating element.

15.fifteen.
Microagujas huecas.Hollow microneedles.

18.18.
Cámara de trabajoWorking chamber

19.19.
Cámara de activaciónActivation chamber

20.twenty.
Electrodos metálicosMetal electrodes

21.twenty-one.
Agente reactivo.Reactive agent.
Descripción de la invenciónDescription of the invention

Se presenta un microsistema diseñado para la extracción o inyección de fluido de manera controlada y de un solo uso.A microsystem designed for the extraction or injection of fluid in a controlled and single use.

El microsistema está compuesto por dos cámaras, la cámara de activación y la de trabajo. La cámara de trabajo está abierta al exterior mediante unas microagujas, y la de activación contiene un gas con una diferencia de presión relativa a la exterior. Estas cámaras están separadas por una membrana que es destruida para la activación del dispositivo.The microsystem is composed of two chambers, the activation chamber and the working chamber. The working chamber is open to the outside by means of microneedles, and the activation contains a gas with a pressure difference relative to the Exterior. These chambers are separated by a membrane that is destroyed for device activation.

La presión de la cámara de activación se denominará Pa. Dependiendo de si el microsistema se utiliza para succionar o inyectar fluido, la presión Pa será menor o mayor que la presión exterior y se actuará sobre el microsistema de la misma forma. Para succionar se deben poner las microagujas en contacto con el fluido que se pretende extraer. Para el caso de la inyección se sitúa el fluido en la cámara de trabajo.The activation chamber pressure is will be called Pa. Depending on whether the microsystem is used to suction or inject fluid, the pressure Pa will be less or greater than the external pressure and it will act on the microsystem of the same shape. To suction, the microneedles must be put in contact with the fluid to be extracted. In the case of injection, places the fluid in the working chamber.

El mecanismo de succión e inyección es el mismo y se basa en la diferencia de presión que existe entre las dos cámaras que lo forman y a su activación controlada debido al paso de corriente por uno de los elementos.The suction and injection mechanism is the same and is based on the pressure difference between the two chambers that form it and their controlled activation due to the passage current through one of the elements.

Para producir la succión se hace pasar corriente por la resistencia calentadora de manera que se aumenta la temperatura de la membrana separadora, debilitándola. Si a esto se une la diferencia de presión que soporta, el resultado es su rotura. El hecho de que se rompa la membrana separadora hace que se tienda al equilibrio de presiones en estas cámaras de forma que parte del gas que se encuentra en la cámara de trabajo pasa a la cámara de actuación y se produce la succión del fluido con el que está en contacto las microagujas.To produce suction current is passed by the heating resistance so that the temperature of the separating membrane, weakening it. If this is unites the pressure difference that it supports, the result is its break. The fact that the separating membrane ruptures causes tend to balance the pressures in these chambers so that part of the gas in the working chamber passes into the actuation chamber and the suction of the fluid with which the microneedles are in contact.

Si se trata de inyectar fluido la única diferencia es que al equilibrarse las presiones, parte del gas que se encuentra en la cámara de actuación pasa a la cámara de trabajo y por tanto se producirá una inyección de fluido (en este caso Pa es mayor que la presión exterior).If it is a question of injecting fluid the only The difference is that as the pressures balance, part of the gas is in the acting chamber goes to the working chamber and therefore there will be an injection of fluid (in this case Pa is greater than the outside pressure).

La presente invención realiza la extracción e inyección de fluido de manera controlada. Se compone de los siguientes módulos: cámara de activación con presión Pa, cámara de trabajo con presión exterior, membrana separadora, resistencia calentadora y microagujas huecas. Según el microsistema que se trate, de todos los que se han especificado anteriormente, se incluye además de estos módulos un par de electrodos y una serie de sustancias químicas.The present invention performs extraction and injection of fluid in a controlled manner. It consists of the following modules: activation chamber with pressure Pa, working with external pressure, separating membrane, resistance heater and hollow microneedles. Depending on the microsystem treat, of all those that have been specified above, In addition to these modules, it includes a pair of electrodes and a series of chemical substances.

Como se puede apreciar en la Figura 1 tanto la estructura como su fabricación son muy sencillas de manera que se trata de un dispositivo de bajo coste. Se fabrican los distintos módulos por separado y luego se unen para crear la estructura completa. Los tres bloques que se unirán serán: el sustrato en el que se han fabricado las microagujas, la membrana separadora en la cuál se ha depositado una resistencia y la tapa superior.As can be seen in Figure 1, both the structure and manufacture are very simple so that It is a low cost device. The different modules separately and then put together to create the structure complete. The three blocks that will be joined will be: the substrate in the the microneedles have been manufactured, the separator membrane in the which has been deposited a resistance and the top cap.

En el proceso de soldadura de los módulos 12 y 13 se fija la presión de la cámara de activación, ya que esta unión se hace en un ambiente a la presión deseada Pa. Este diseño permite dimensionar esta presión para garantizar la extracción o inyección de fluido que nos sea necesario. La presión de la cámara de trabajo viene fijada por el exterior, a través de las microagujas.In the process of welding modules 12 and 13 the pressure of the activation chamber is fixed, since this union is done in an environment at the desired pressure Pa. This design allows size this pressure to ensure extraction or injection of fluid that we need. Working chamber pressure It is fixed from the outside, through the microneedles.

La dimensión de la membrana separadora de las dos cámaras es crítica para el correcto funcionamiento del microsistema. El espesor se diseña de manera que soporte la diferencia de presión entre las cámaras en condiciones normales, pero que al aumentar la temperatura se debilite y se produzca su rotura.The dimension of the separating membrane two cameras is critical to the proper functioning of the microsystem. The thickness is designed to support the pressure difference between chambers under normal conditions, but that when the temperature increases it weakens and its break.

Las microagujas pueden tener distintas formas y tamaños. Dado que la tensión superficial no es el motor por el que el fluido se introduce en el microsistema se pueden relajar las especificaciones de las dimensiones de las microagujas. Por la misma razón, la difusión del fluido extraído es despreciable, aunque se pueden incluir válvulas pasivas antirretorno para eliminar cualquier pérdida.Microneedles can have different shapes and sizes. Since surface tension is not the driving force behind the fluid is introduced into the microsystem can relax the microneedle dimension specifications. By same reason, the diffusion of the extracted fluid is negligible, although passive check valves can be included to eliminate any loss.

Modo de realización de la invenciónMode of carrying out the invention

En primer lugar se estudia el caso de la extracción de fluido por parte de este dispositivo. En este caso la presión Pa debe ser menor que la presión exterior (en ciertos casos el vacío). Se sitúa el dispositivo de manera que las microagujas estén en contacto con el fluido que se va a extraer. El proceso comienza haciendo pasar una corriente por la resistencia calentadora (14). Esta resistencia está situada como se puede apreciar en la Figura 1 entre ambas cámaras. Al hacer pasar corriente por esta resistencia, se aumenta de manera importante la temperatura y la membrana separadora comienza a disminuir su resistencia mecánica. Teniendo en cuenta que el grosor de esta membrana se ha escogido de forma que no soporte la diferencia de presión entre ambas cámaras a altas temperaturas, se produce como consecuencia su rotura. Al equilibrarse las presiones parte del gas que se encuentra en la cámara de trabajo pasa a la cámara de activación y se produce la succión del fluido con el que están en contacto las microagujas.In the first place, the case of the extraction of fluid by this device. In this case the pressure Pa must be less than the external pressure (in certain cases the vacuum). Position the device so that the microneedles are in contact with the fluid to be extracted. The process starts by passing a current through the resistor heater (14). This resistance is located as can be see in Figure 1 between both cameras. When passing current through this resistance, the temperature and the separating membrane begins to decrease its mechanical strength. Taking into account that the thickness of this membrane has been chosen so that it does not withstand the difference in pressure between both chambers at high temperatures, occurs as consequently its breakage. As the pressures balance, part of the gas that is in the working chamber goes to the activation and the suction of the fluid with which they are in contact the microneedles.

Una de las aplicaciones para las que se ha diseñado este dispositivo es la extracción y sensado de fluido intersticial. El microsistema se fijaría sobre la piel del paciente mediante un parche de manera que se atraviesa la capa más exterior de la piel. Como esta capa denominada Stratum Corneum no contiene terminaciones nerviosas las microagujas actuarían de manera indolora. Una vez en contacto con el líquido intersticial se realizaría la extracción de este fluido de manera controlada tal como se ha explicado anteriormente. Una vez realizada la extracción se produciría la reacción y tras ella la medida, por ejemplo de la concentración de glucosa. Para ello se habría incluido la sustancia adecuada para producir una reacción electroquímica generadora de electrones. La señal eléctrica resultante se mediría mediante los electrodos que incorporaría este diseño (Figura 2). Otra manera de realizar esta medida es llevando a cabo una reacción colorimétrica. En este caso, la diferencia radicaría en las sustancias químicas que se habrían escogido para realizar la reacción que son distintas a las que producen una reacción electroquímica y que al menos parte del microsistema debe ser transparente (módulos 12 y 13). Al realizarse la medida de color mediante un instrumento externo, los electrodos en este caso no estarían incluidos en el diseño.One of the applications for which this device has been designed is the extraction and sensing of interstitial fluid. The microsystem would be attached to the skin of the patient by means of a patch so that the outermost layer of the skin is penetrated. As this layer called Stratum Corneum does not contain nerve endings, the microneedles would act painlessly. Once in contact with the interstitial liquid, the extraction of this fluid would be carried out in a controlled manner as explained above. Once the extraction is carried out, the reaction would take place and after it the measurement, for example of the glucose concentration. For this, the appropriate substance would have been included to produce an electron-generating electrochemical reaction. The resulting electrical signal would be measured by the electrodes that this design would incorporate (Figure 2). Another way to carry out this measurement is by carrying out a colorimetric reaction. In this case, the difference would lie in the chemical substances that would have been chosen to carry out the reaction that are different from those that produce an electrochemical reaction and that at least part of the microsystem must be transparent (modules 12 and 13). When the color measurement is carried out using an external instrument, the electrodes in this case would not be included in the design.

En el caso de utilizar el dispositivo para la inyección de algún fluido la presión de la cámara de activación será mayor que la presión exterior. El fluido que se debe inyectar se encuentra inicialmente alojado en la cámara de trabajo. El proceso es exactamente el mismo que el que se ha explicado para la extracción, sólo que en este caso la diferencia de presión provoca que parte del gas de la cámara de activación se introduzca en la cámara de trabajo y se produzca por tanto la inyección del fluido a través de las microagujas. Una aplicación natural de este dispositivo sería la inyección de manera indolora y controlada de alguna droga vía transdermal.In the case of using the device for injection of some fluid the pressure of the activation chamber it will be greater than the outside pressure. The fluid to be injected it is initially housed in the working chamber. He The process is exactly the same as that explained for the extraction, only in this case the pressure difference causes that part of the gas from the activation chamber is introduced into the working chamber and therefore the injection of the fluid into through the microneedles. A natural application of this device would be the painless and controlled injection of some drug via transdermal.

Otra aplicación de estos microsistemas sería una matriz bidimensional formada por inyectores y/o extractores de fluido en función de las necesidades del usuario.Another application of these microsystems would be a two-dimensional matrix formed by injectors and / or extractors of fluid depending on the user's needs.

Caso de que se trate de una matriz de microsistemas del mismo tipo, es decir, todos inyectores o extractores, el diseño final correspondería a una repetición de cada uno de los bloques. Se fabricarían en un mismo sustrato todos los bloques superiores, en otro todas las membranas separadoras y por último en otro todas las microagujas y luego se unirían los tres bloques a la vez. Si se trata de un microsistema que es la unión de microsistemas de distinto tipo, es decir, inyectores y extractores en una misma matriz, habría que fabricar todos los de cada tipo a la vez pero de manera independiente a los de otro tipo. Esto es debido a que en el proceso de fabricación se fija la presión de la cámara de activación y es distinta para cada tipo de microsistemas, y a que las sustancias químicas también son distintas según el tipo de microsistema de que se trate. Al realizarse los dispositivos a la vez se reducirían los costes radicalmente.In the case of a matrix of microsystems of the same type, i.e. all injectors or extractors, the final design would correspond to one repetition of each one of the blocks. All the upper blocks, in another all the separating membranes and last in another all the microneedles and then the three would join blocks at a time. If it is a microsystem that is the union of microsystems of different types, i.e. injectors and extractors in the same matrix, it would be necessary to manufacture all of each type to the time but independently of the other types. This is due to the fact that in the manufacturing process the pressure of the activation chamber and is different for each type of microsystems, and the chemical substances are also different depending on the type microsystem in question. When the devices are made at the same time, costs would be radically reduced.

Realización preferente de la invenciónPreferred embodiment of the invention

La aplicación preferente de este microsistema es como medidor de concentración de glucosa en el líquido intersticial. En este caso, el microsistema se fijaría a la piel del paciente mediante un parche para inmovilizarlo. Como se ha perseguido que el dispositivo actúe de manera indolora la profundidad de las microagujas sería de 20 micras. Una vez que se haya fijado el dispositivo se activaría en el momento adecuado para la extracción de fluido intersticial. La cantidad de fluido deseada sería de 1 microlitro por lo que un conjunto de valores posibles del microsistema sería: 2 mm x 0.25 mm x 2 mm (anchura, altura y profundidad). Las sustancias químicas que deben introducirse en el microsistema para obtener la reacción electroquímica son, glucosa oxidasa y ferrocianida de potasio. La reacción química que se produciría al entrar en contacto el fluido intersticial con estas sustancias daría lugar a una señal eléctrica. Para capturar esta señal deben incluirse unos electrodos de platino. A partir de esta señal se puede obtener la concentración de glucosa en el fluido intersticial que es el objetivo de esta aplicación.The preferred application of this microsystem is as a glucose concentration meter in the liquid interstitial. In this case, the microsystem would be attached to the skin of the patient using a patch to immobilize it. How has it pursued that the device acts in a painless way microneedle depth would be 20 microns. Once I know set the device would activate at the right time to the extraction of interstitial fluid. The desired amount of fluid would be 1 microliter so a set of possible values of the microsystem would be: 2 mm x 0.25 mm x 2 mm (width, height and depth). Chemicals that must be introduced into the microsystem to obtain the electrochemical reaction are, glucose potassium oxidase and ferrocyanide. The chemical reaction that produced when the interstitial fluid comes into contact with these substances would lead to an electrical signal. To capture this signal should include platinum electrodes. from this one on signal you can get the glucose concentration in the fluid interstitial that is the goal of this app.

Claims (8)

1. Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso caracterizado porque consta de los siguientes módulos, una cámara a presión Pa, otra cámara a presión exterior Pext, una membrana separadora, una resistencia calentadora y microagujas huecas siendo la activación controlada y de un solo uso porque se lleva a cabo haciendo pasar una corriente por la resistencia calentadora en el momento que se desee, de manera que este hecho y la diferencia de presión que soporta la membrana separadora produce la rotura de ésta y por tanto la activación del proceso de extracción o inyección.1. Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid characterized in that it consists of the following modules, a pressure chamber Pa, another external pressure chamber Pext, a separating membrane, a heating resistance and hollow microneedles, the activation being controlled and single use because it is carried out by passing a current through the heating resistance at the desired time, so that this fact and the pressure difference supported by the separating membrane causes the rupture of the latter and therefore the activation of the extraction or injection process. 2. Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso según reivindicación 1, caracterizado porque en la extracción las micro agujas están en contacto con el fluido que se pretende extraer y la presión de la cámara de activación es menor que la presión exterior Pext, de manera que al hacer pasar corriente por la resistencia se aumenta la temperatura produciéndose la rotura de la membrana y al equilibrarse las presiones parte del gas que se encuentra en la cámara de trabajo pasa a la cámara de activación y se produce la succión del fluido.2. Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid according to claim 1, characterized in that in the extraction the micro needles are in contact with the fluid to be extracted and the pressure of the activation chamber is lower than the pressure exterior Pext, so that when the current passes through the resistance the temperature is increased, producing the rupture of the membrane and when the pressures balance, part of the gas that is in the working chamber passes into the activation chamber and suction occurs. fluid. 3. Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso según reivindicación 1, caracterizado porque en la inyección el fluido se encuentra alojado en la cámara de trabajo siendo la presión de la cámara de activación mayor que la presión exterior Pext, de manera que al hacer pasar corriente por la resistencia se aumenta la temperatura produciéndose la rotura de la membrana y al equilibrarse las presiones parte del gas de la cámara de activación se introduzca en la cámara de trabajo produciéndose la inyección del fluido a través de las micro agujas.3. Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid according to claim 1, characterized in that in the injection the fluid is housed in the working chamber, the activation chamber pressure being greater than the external pressure Pext, of In this way, when the current passes through the resistance, the temperature is increased, producing the rupture of the membrane, and when the pressures balance, part of the gas in the activation chamber is introduced into the working chamber, producing the injection of the fluid through the micro needles. . 4. Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso según reivindicación 2, caracterizado porque en la cámara de trabajo se incorporan dos electrodos y una cantidad de agente reactivo que permite la obtención de medidas electroquímicas.4. Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid according to claim 2, characterized in that two electrodes and a quantity of reactive agent are incorporated in the working chamber that allows obtaining electrochemical measurements. 5. Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso según reivindicación 2, caracterizado porque en la cámara de trabajo se introduce una cantidad de agente reactivo que permite la obtención de medidas colorimétricas.5. Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid according to claim 2, characterized in that a quantity of reactive agent is introduced into the working chamber that allows the obtaining of colorimetric measurements. 6. Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso según reivindicación 5, caracterizado porque parte del microsistema debe ser transparente.6. Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid according to claim 5, characterized in that part of the microsystem must be transparent. 7. Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso según reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque se usa como medidor de concentración de sustancias químicas y como medidor de glucosa en el líquido intersticial.7. Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid according to claims 4 to 6, characterized in that it is used as a concentration meter for chemical substances and as a glucose meter in the interstitial liquid. 8. Microsistema para la extracción e inyección controlada de fluido de un solo uso según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el microsistema está formado por una matriz bidimensional de cualquiera de los microsistemas de las reivindicaciones anteriores o de una conjunción de ellos en un mismo sustrato y con capacidad de actuación de manera selectiva de los distintos microsistemas que lo componen (con temporizadores en la actuación mediante circuitería externa de control.8. Microsystem for the extraction and controlled injection of single-use fluid according to previous claims, characterized in that the microsystem is formed by a two-dimensional matrix of any of the microsystems of the previous claims or a conjunction of them on the same substrate and with ability to selectively actuate the different microsystems that compose it (with timers in the actuation through external control circuitry.
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