ES2268287T3

ES2268287T3 - Dispositivos de recogida de muestras fisiologicas y procedimientos que emplean los mismos.

Info

Publication number: ES2268287T3
Application number: ES03252882T
Authority: ES
Inventors: Vadim Yuzhakov; Devin Mcallister; Lorin Olson; Koon-Wah Leong; Maria Teodorczyk
Original assignee: LifeScan Inc
Current assignee: LifeScan Inc
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2007-03-16
Anticipated expiration: 2023-05-08
Also published as: ATE332667T1; KR20030087949A; TWI283570B; IL155348A0; DE60306711T2; CA2428349A1; TW200408371A; EP1360933A1; EP1360933B1; DE60306711D1; RU2003113551A; PT1360933E; SG115538A1; KR100854255B1; CN1456888A; HK1057984A1; JP2004000600A; US20030212344A1

Abstract

Elemento de lanceta para fijar una tira reactiva para obtener fluido corporal y transportarlo hasta un sensor de tira reactiva, comprendiendo dicha lanceta: una base sustancialmente plana, un elemento de perforación cutánea que comprende una abertura para crear un área de agrupamiento dentro de la piel de un sujeto tras la inserción de dicho elemento de perforación cutánea dentro de la piel, ocupando dicha abertura una porción sustancial de una dimensión de anchura, diámetro o longitud de dicho elemento de perforación; y una vía de fluido en comunicación con dicha abertura para transportar el fluido corporal presente en dicha abertura hasta la tira reactiva.

Description

Dispositivos de recogida de muestras fisiológicas y procedimientos que emplean los mismos.

Campo de la invención

La invención se refiere a la recogida de muestras fisiológicas y a la determinación de las concentraciones de los análitos depositados en su interior.

Antecedentes de la invención

La determinación de la concentración de análitos de muestras fisiológicas tiene una importancia creciente en la sociedad actual. Dichas pruebas se utilizan en una diversidad de ámbitos aplicativos, incluyendo pruebas de laboratorios clínicas, pruebas domésticas, etc.; en los que los resultados de dichas pruebas juegan un papel predominante en el diagnóstico y tratamiento de una diversidad de procesos patológicos. Los análitos en cuestión incluyen la glucosa para el tratamiento de la diabetes, el colesterol, para vigilar los trastornos cardiovasculares, y similares. En respuesta a esta creciente importancia en la determinación de la concentración de análitos, han ido apareciendo una diversidad de protocolos y dispositivos para la determinación de la concentración de los análitos destinados tanto a pruebas clínicas como domésticas.

En la determinación de la concentración de un análito de una muestra fisiológica, primero debe obtenerse la muestra fisiológica. La obtención de la muestra a menudo implica el empleo de dispositivos engorrosos y complicados que pueden ser de difícil empleo o elevado coste de fabricación. Así mismo, el procedimiento para obtener la muestra puede ser doloroso. Por ejemplo, el dolor a menudo es inseparable del tamaño de la aguja para obtener la muestra fisiológica y de la profundidad a la cual se inserta la aguja.

Dependiendo del análito y del tipo de prueba empleada, a menudo se utiliza una única aguja, relativamente grande o similar para extraer la cantidad requerida de muestra.

El proceso de determinación de la concentración de análitos puede también conllevar una multiplicidad de etapas. Primeramente, se obtiene una muestra mediante el empleo un mecanismo percutáneo como por ejemplo, una aguja o una lanceta, obtención que puede implicar también el empleo de un mecanismo de recogida de muestras, por ejemplo, un tubo capilar. A continuación la muestra debe ser transferida a un dispositivo de prueba, como por ejemplo, un tira reactiva o similar, y a continuación a menudo la tira reactiva es entonces transferida a un dispositivo de medición como por ejemplo a un aparato medidor de un análito determinado. Así, las etapas de acceder a la muestra, recoger la muestra, transferir la muestra al biosensor, y medir la concentración del análito de la muestra se llevan a menudo a cabo como etapas separadas, consecutivas, con instrumental y dispositivos diversos.

Debido a estas circunstancias, no es insólito que los pacientes que necesitan la frecuente verificación de un análito sencillamente terminen por no someterse a esta verificación. En los diabéticos, por ejemplo, la falta de medición del nivel de glucosa de acuerdo con las pautas prescritas se traduce en una falta de la información necesaria para controlar adecuadamente el nivel de la glucosa. Unos niveles de glucosa no controlados pueden ser muy peligrosos, incluso potencialmente mortales.

Se han llevado a cabo tentativas para combinar un dispositivo de lanceta con otros componentes varios implicados en el procedimiento de determinación del la concentración de análitos con el fin de simplificar el procedimiento de prueba. Por ejemplo la Patente estadounidense nº 6,099,484 divulga un dispositivo de pruebas que incluyen una única aguja asociada con un mecanismo de resorte, un tubo capilar asociado con un empujador, y una tira reactiva. Un analizador puede también estar montado en el dispositivo para analizar la muestra. Con estos materiales, la aguja única es desplazada hacia la superficie de la piel liberando un resorte y a continuación retrayéndola mediante otro resorte. Un empujador es a continuación desplazado para empujar el tubo capilar en comunicación con una muestra y a continuación el empujador es liberado y el fluido es transferido a una tira reactiva.

La Patente estadounidense nº 5,820,570 divulga un aparato que incluye una base que tiene una aguja hueca y una cubierta que tiene una membrana, de forma que la base y la cubierta están conectadas entre sí en un punto de bisagra. Cuando está en posición cerrada, la aguja está en comunicación con la membrana y el fluido puede ser absorbido a través de la aguja y situado sobre la membrana de la cubierta.

Hay ciertos inconvenientes asociados con cada uno de los dispositivos y técnicas anteriores. Por ejemplo, los dispositivos divulgados en las patentes anteriormente mencionadas son complejos, reduciendo así la facilidad de empleo e incrementándose los costes de fabricación. Así mismo, de acuerdo con lo expuesto, un diseño de aguja única puede significar un incremento de dolor debido a que una aguja única debe ser lo bastante grande para extraer una muestra del tamaño requerido. Más aún, con respecto a la patente 6099484, las etapas de activar y retraer una aguja y, a continuación, activar y retraer un tubo capilar suponen una interacción adicional más por parte de usuario y reducen la facilidad de uso.

De esta forma, existe un continuo interés en el desarrollo de nuevos dispositivos y procedimientos para su uso en la determinación de las concentraciones de análitos de una muestra fisiológica. De particular interés sería la obtención de unos dispositivos integrados y de unos procedimientos de empleo de éstos que fueran eficaces, implicaran niveles de dolor mínimo, fueran sencillos de empleo y se utilizaran en distintos sistemas de determinación de la concentración de análitos. Sin embargo, en la elaboración de dichos dispositivos la presente invención marca con especial énfasis aspectos asociados con la fabricación y distribución, ofreciendo con ello unas opciones flexibles y de coste más efectivo, tanto para los consumidores como para los fabricantes.

Sumario de la invención

Se proporcionan unos dispositivos, unos sistemas y unos procedimientos para perforar la piel, acceder a y recoger una prueba fisiológica obtenida de esta forma, y medir una característica de la muestra fisiológica. Los dispositivos objeto de la invención incluyen al menos una microaguja o un elemento de perforación cutánea que puede fijarse a una tira reactiva. Las tiras reactivas objeto de la invención incluyen un biosensor, habiendo al menos un elemento de perforación cutáneo que está fijado de manera separada al biosensor. El documento WO 01/72220 divulga dicho dispositivo.

Los elementos percutáneos preferentes de la invención tienen una configuración de delimitación espacial en la cual, tras la inserción dentro de la piel, se crea un espacio o volumen dentro del tejido perforado. Este espacio sirve como depósito o área de agrupamiento dentro del cual se consigue que el fluido corporal se agrupe mientras el elemento de perforación cutánea está in situ. Un canal capilar o vía de fluido que se extiende desde el espacio de agrupamiento hasta el interior de la tira reactiva transfiere el fluido agrupado presente dentro del espacio de agrupamiento hasta el biosensor. En ciertas formas de realización, la configuración de delimitación espacial es un rebajo situado dentro de una superficie del elemento de perforación cutánea. Dicho rebajo puede tener una configuración cóncava. En otras formas de realización, la configuración de delimitación espacial es una abertura que se extiende transversal a una dimensión del elemento de perforación cutánea y ocupa una porción sustancial de una dimensión en anchura o diámetro así como una porción sustancial y una dimensión longitudinal de la microaguja.

En general, las tiras reactivas utilizadas en conexión con los miembros de aguja o lanceta de la presente invención pueden incluir unos sensores electroquímicos o fotométricos/colorimétricos. También pueden utilizarse otro tipo de tiras reactivas. Los miembros de aguja o lanceta de acuerdo con la presente invención pueden estar fijados a los miembros de las tiras reactivas de diversas maneras. Pueden estar fijados directamente, por ejemplo, utilizando un adhesivo, una soldadura química o ultrasónica. Alternativamente, puede emplearse una fijación mecánica mediante unos cierres de abrazaderas o similares.

Numerosas ventajas se consiguen obteniendo de esta forma combinaciones completas de miembros de tira reactiva/lanceta.

Los sistemas objeto de la invención incluyen uno o más dispositivos de tira reactiva objeto de la invención y un elemento de medición para recibir una tira reactiva objeto de la invención y para determinar una característica del fluido obtenido como muestra, por ejemplo, la concentración de al menos un análito de la muestra, recogido dentro del biosensor de la tira reactiva. Así mismo, dicho elemento de medición puede también proporcionar un medio para activar y manipular la tira reactiva en el que se hace que la estructura percutánea perfore la piel. Adicionalmente, el elemento medidor puede proporcionar un medio para almacenar una o más tiras reactivas objeto de la invención, o un cartucho que contenga una pluralidad de dichas tiras reactivas.

También se proporcionan unos procedimientos para utilizar los dispositivos objeto de la invención, como por ejemplo unos equipos que incluyen los dispositivos y/o los sistemas objeto de la invención para su uso en la realización práctica de los procedimientos objeto de la invención. Los dispositivos objeto de la invención, los sistemas y los procedimientos están particularmente indicados para recoger una muestra fisiológica y determinar las concentraciones de un análito dentro de aquella y, más concretamente, las concentraciones de glucosa en sangre, las fracciones o el fluido intersticial sanguíneo. La presente invención incluye así mismo unos procedimientos para fabricar los dispositivos de tira reactiva objeto de la invención, en los que un elemento de microaguja o percutáneo es fijado a una unidad de tira reactiva completa/discontinua. Los procedimientos de fabricación objeto de la invención pueden utilizarse para fabricar dispositivos de tiras reactivas individuales o una pluralidad de dichos dispositivos de tiras reactivas sobre una banda, película o lámina.

Estos y otros objetos, ventajas y características de la invención se pondrán fácilmente de manifiesto para las personas expertas en la materia tras la lectura de los detalles de los procedimientos y sistemas de la presente invención los cuales se describen más detalladamente más adelante.

Breve descripción de los dibujos

Cada una de las siguientes figuras ilustra de forma diagramática aspectos de la presente invención. Se contemplan variantes de la invención respecto de las figuras mostradas.

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato de medición como el que puede utilizarse en conexión con determinadas variantes de la presente invención.

Las Figuras 2A y 3A son vistas en perspectiva de la invención tal como se utiliza en dispositivos de prueba colorimétricos; las figuras 2B y 3B son vistas en perspectiva de unos miembros de lanceta para ser fijados a unas tiras reactivas mediante unos medios de sujeción adhesivos y mecánicos.

Las Figuras 4A y 4B son vistas en perspectiva con líneas ocultas de la invención tal como se utiliza en dispositivos de prueba electromecánicos, en las que se muestran el miembro de lanceta de metal y de plástico.

La Figura 5A es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una configuración de lanceta alternativa que emplea unos canales de dispersión; la Figura 5B es una vista en perspectiva de la Fig. 4A mostrada montada desde abajo.

La Figura 6 es una vista en perspectiva de un miembro de lanceta alternativo semejante al de las Figs 5A y 5B, pero dispuesto en un formato de perfil bajo.

La Figura 7 es una vista en perspectiva de otro miembro de lanceta adicional empleando este último una zona de dispersión insertada.

Descripción detallada de la invención

En la descripción de la invención con mayor detalle del expuesto en el Sumario anterior, se describen primeramente unos sensores de tiras reactivas colorimétricos y electromecánicos, seguido de la exposición de las características y del uso del dispositivo combinado ejemplar de lanceta e instrumento de medición de tiras reactivas de la presente invención. A continuación se expone la manera en la cual puede disponerse la tira reactiva colorimétrica y electromecánica en conexión con ejemplos de la presente invención. Esta descripción es seguida por la divulgación de diversas configuraciones alternativas de miembros de lanceta/aguja. A continuación se describen determinados procedimientos de fabricación y de equipos que incorporan ventajosamente componentes de la presente invención.

Antes de describir con el referido detalle la presente invención, sin embargo, debe entenderse que la presente invención no está limitada a las variantes concretas expuestas y puede, por supuesto, experimentar variaciones. Pueden efectuarse diversos cambios en la invención descrita y pueden sustituirse por equivalentes sin apartarse del verdadero espíritu y ámbito de la invención. Así mismo, pueden efectuarse muchas modificaciones para adaptarse a una situación particular, un material, una composición de la materia, un proceso, acto(s) o etapa(s) del proceso, al (los) objetivo(s) espíritu o ámbito de la presente invención. Todas estas modificaciones se consideran incluidas en el ámbito de las reivindicaciones adjuntas a la presente memoria. Por ejemplo, la descripción del empleo del sensor electroquímico o fotométrico del tipo de las tiras reactivas no se considera limitativa; los expertos en la materia podrán apreciar que los dispositivos, sistemas y procedimientos inventivos son útiles en la medición de otras características físicas y químicas de determi-
nadas sustancias biológicas, por ejemplo, el tiempo de coagulación de la sangre, el nivel de colesterol en sangre, etc.

Los procedimientos relacionados en la presente memoria pueden llevarse a la práctica cualquiera que sea el orden de los hechos relacionados siempre que sea lógicamente posible, como puede ser el orden de los hechos expuestos.

Así mismo, cuando se ofrece un abanico de valores, se entiende que cada valor implicado, entre el límite superior e inferior de ese abanico y cualquier otro valor determinado o implicado de ese abanico, queda incluido en el ámbito de la invención. Así mismo, se prevé que cualquier característica opcional de las variaciones inventivas descritas puede ser desarrollada y reivindicada independientemente, o en combinación con una cualquiera o más de las características descritas en la presente memoria.

Toda la materia inventiva existente, mencionadas en la presente memoria (por ejemplo, publicaciones, patentes, solicitudes de patentes y hardware) se incorpora íntegramente por referencia en la presente memoria, excepto en tanto en cuanto este material pueda contradecir el objeto de la invención (en cuyo caso prevalecerá el contenido de la presente memoria). Los elementos objeto de referencia se ofrecen únicamente para su divulgación antes de la fecha de depósito de la presente solicitud. Nada de la presente memoria debe considerarse como una admisión de que la presente invención no da derecho a antedatar dicho material en virtud de la invención anterior.

La referencia a un elemento singular, incluye la posibilidad de que haya una pluralidad de los mismos elementos. Más concretamente, tal como se utiliza en la presente memoria y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un", "y", "dicho" y "el" incluyen referentes plurales a menos que el contexto claramente diga lo contrario. Debe así mismo destacarse que las reivindicaciones pueden estar redactadas para excluir cualquier elemento opcional. En cuanto tal, esta declaración pretende servir como base antecedente para el uso de una terminología exclusiva tal como "solamente", "únicamente" y similares en conexión con la exposición de los elementos de las reivindicaciones, o el uso de una limitación "negativa". Finalmente debe destacarse que, a menos que se indique lo contrario, todos los términos técnicos y científicos utilizados en la presente memoria tienen el mismo significado que el que habitualmente se entiende por parte de un experto en la materia a la que pertenece la presente invención.

Variantes del Sensor Colorimétrico/Fotométrico

En aparatos de prueba que incluyen un biosensor colorimétrico o fotométrico (utilizados de manera intercambiable en la presente memoria), dicho biosensor está provisto de al menos una matriz y/o una membrana para recibir una muestra y un compuesto reactivo (dispuesto dentro de la matriz o membrana) fijado sobre una estructura de soporte. Cuando se incorpora una membrana y también una matriz, la membrana estará genéricamente situada en posición opuesta a la estructura de soporte sobre la matriz. Una membrana incluye ventajosamente unas aberturas o poros destinados al acceso de la muestra.

En algunas formas de realización, el sensor comprende una membrana que contiene un compuesto reactivo impregnado en su interior, mientras que una matriz puede o puede no contener un compuesto reactivo. A menudo la matriz preferentemente presenta un área de deposición con destino a los diversos elementos del sistema de producción de señales, descrito infra, así como para el producto fotoabsorbente o cromogénico producido por el sistema de producción de señal, esto es, el indicador, ofreciendo al tiempo un emplazamiento para la detección del producto fotoabsorbente producido por el indicador del sistema de producción de señal.

Una membrana suministrada puede consistir en una membrana que ofrezca propiedades de flujo de fluido acuoso y que sea lo suficientemente porosa (esto es, proporcione el suficiente espacio de vacío) para que tengan lugar las reacciones químicas de un sistema de producción de señal. Teóricamente, la estructura de los poros de la membrana no soportaría un flujo de glóbulos rojos sobre la superficie de la membrana que está siendo "interrogada" (esto es, cuya intensidad de color sea objeto de la medición correlacionada con la concentración del análito). Cualquier matriz incorporada puede o no tener poros y/o gradiente de porosidad, por ejemplo, con poros de mayor tamaño cerca o en la zona de aplicación de la muestra y poros más pequeños en la zona de detección.

Los materiales con los que se fabrica una membrana pueden variar, e incluyen polímeros, por ejemplo polisulfona, poliamidas, celulosa o papel absorbente, o similares, en los que el material puede o no estar diseñado para proporcionar una unión covalente o no covalente de los diversos elementos del sistema de producción de señal. En un aparato de pruebas hecho con un material de membrana, el aparato puede requerir menos de ½ \mul de muestra para empapar un área suficientemente grande de la membrana para obtener una buena medición óptica.

Respecto de matrices apropiadas, han aparecido una serie de tipos diferentes para su uso en distintas pruebas de detección de análitos, matrices que pueden diferir respecto de los materiales, dimensiones y factores similares, entre los que, y como matrices representativas, se incluyen, sin que ello suponga limitación, las descritas en las Patentes estadounidenses con los siguientes números: 4,734,360; 4,900,666; 4,935,346; 5,059,394; 5,304,468; 5,306,623;
5,418,142; 5,426,032; 5,515,170; 5,526,120; 5,563,042; 5,620,863; 5,753,429; 5,573,452; 5,780,304; 5,789,255;
5,843,691; 5,846,486; 5,968,836 y 5,972,294; cuyas divulgaciones se incorporan por referencia en la presente memoria.

Cualquiera que sea su configuración, uno o más elementos de un sistema de producción de señal del biosensor producen un producto detectable en respuesta a la presencia del análito, producto detectable que puede utilizarse para derivar la cantidad del análito presente en la muestra ensayada. En las tiras reactivas de la invención, los uno o más miembros del sistema de producción de señal están preferentemente asociados con (por ejemplo, covalentemente o no covalentemente fijados a) al menos una porción de (esto es, la región de detección) la matriz o membrana, y en muchas formas de realización sustancialmente con todos ellos.

El sistema de producción de señal puede comprender un sistema de producción de señal de la oxidación del análito. Por sistema de producción de señal de producción del análito quiere significarse que, al generar la señal detectable a partir de la cual se deriva la concentración del análito de la muestra, el análito es oxidado por una enzima apropiada para producir una forma oxidada del análito y una correspondiente o proporcional cantidad de peróxido de hidrógeno. El peróxido de hidrógeno se emplea a continuación, a su vez, para generar el producto detectable a partir de uno o más compuestos operadores, donde la cantidad del producto detectable generada por el sistema de medición general, esto es, la señal, es a continuación relacionada con la cantidad del análito de la muestra inicial. En cuanto tales, los sistemas de producción de señal de oxidación del análito presente en las tiras reactivas de la invención se caracterizan también correctamente como sistemas de producción de señal a base de peróxido de hidrógeno.

Los sistemas de producción de señal a base de peróxido de hidrógeno incluyen una enzima que oxida el análito y produce una cantidad correspondiente de peróxido de hidrógeno, donde la cantidad correspondiente quiere decir que la cantidad de peróxido de hidrógeno que se produce es proporcional a la cantidad del análito presente en la muestra. La naturaleza específica de esta primera enzima necesariamente depende de la naturaleza del análito que está siendo ensayado pero es generalmente una oxidasa o una dehidrogenasa. En cuanto tal, la primera enzima puede ser: glucosa-oxidasa (cuando el análito sea glucosa), o glucosa-dehidrogenasa, ya sea utilizando NAD o PQQ, como cofactor; colesterol-oxidasa (cuando el análito sea colesterol), alcoholoxidasa (cuando el análito sea alcohol); lactato-oxidasa (cuando el análito sea lactato), etc. Otras enzimas oxidantes de uso en estos y otros análitos de interés son conocidos por los expertos en la materia y pueden también emplearse. En aquellas formas de realización preferentes en las que la práctica de la prueba reactiva está diseñada para la detección de la concentración de glucosa, la primera enzima es la glucosa-oxidasa. La glucosa-oxidasa puede obtenerse de cualquier fuente conveniente, (por ejemplo una fuente que se presenta de forma natural, como por ejemplo, el Aspergillus níger o el Penicillum, o fabricarse de forma
recombinada).

La segunda enzima de dicho sistema de producción de señal es una enzima que cataliza la conversión de uno o más compuestos indicadores convirtiéndolos en un producto detectable en presencia de peróxido de hidrógeno, en la que la cantidad de producto detectable que se produce mediante esta reacción es proporcional a la cantidad de peróxido de hidrógeno presente. Esta segunda enzima es generalmente una peroxidasa, incluyéndose entre las peroxidasas apropiadas: peroxidasa de rábano picante (RHP), peroxidasa de soja, peroxidasa producida de manera combinada y análogos sintéticos con actividad peroxidativa y similares. Véase, por ejemplo, Y. Ci, F. Wang; Analytica Chimica Acta, 233 (1990), 299-302.

El compuesto o compuestos indicadores suministrados son preferentemente compuestos que están, o bien formados o descompuestos por el peróxido de hidrógeno en presencia de la peroxidasa para producir un tinte indicador que absorbe luz en una determinada longitud de onda predeterminada. Preferentemente el tinte indicador absorbe fuertemente en una longitud de onda diferente de la que la muestra o el regente de prueba absorbe fuertemente. La forma oxidada del indicador puede ser un producto final incoloro levemente coloreado o coloreado que evidencie un cambio de color del lado de prueba de la membrana. Esto es, el reactivo de prueba puede indicar la presencia de glucosa en una muestra mediante el blanqueado de un área coloreada o, alternativamente, adquiriendo color un área incolora.

Los compuestos indicadores útiles en la presente invención incluyen tanto sustratos cromogénicos de uno como de dos componentes. Sistemas de un componente incluyen aminas aromáticas, alcoholes aromáticos, acinas, y bencidinas, como por ejemplo bencidina de tetrametilo-HCI. Sistemas adecuados de dos componentes incluyen aquellos en los que un componente es MBTH, un derivado del MBTH (véanse, por ejemplo los divulgados en el documento EP-A- 0 781 350, o 4-aminoantipirina y el otro componente es una amina aromática, alcohol aromático, amina conjugada, alcohol conjugado o aromático o aldehído alifático. Sistemas de dos componentes ejemplares son clorhidrato 3-metil-2-benzotiazolinona hidrazona (MBTH) combinado con ácido 3-dimetilaminobenzoico (DMBA); MBTH combinado con 3,5-dicloro-2-hidroxibenceno-sulfórico (DCHBS); y bencenesulforato monosodio de N-sulfonil de 3-metil-2-benzotiazolinona hidrazona combinado con ácido amonio 8-anilinonaftaleno sulfúrico (ANS). En ciertas formas de realización, es preferente la pareja de tintes MBTHSB-ANS.

En otras formas de realización adicionales de sensores colorimétricos que pueden utilizarse en la presente invención, pueden emplearse sistemas de producción de señal que formen un producto detectable fluorescente (o una sustancia detectable no fluorescente, por ejemplo dentro de un fondo fluorescente, por ejemplo los descritos en Kiyoshi Zaitsu, Yosuke Ohkura, Nuevos sustratos fluorogénicos para la Peroxidasa de Rábano Picante: ensayo rápido y sensible para el peróxido de hidrógeno y la Peroxidasa, Bioquímica Analítica (1980) 109, 109-113. Ejemplos de dichas tiras de prueba reactivas colorimétricas para su uso con el objeto de la invención incluyen los descritos en las Patentes estadounidenses Nos. 5,563,042; 5,753,452; 5,789,255, incorporadas en la presente memoria por referencia.

Variantes del Sensor Electroquímico

En lugar de utilizar un sensor colorimétrico de acuerdo con lo anteriormente descrito, la presente invención puede emplear un sensor electroquímico. Típicamente, un sensor electroquímico comprende al menos un par de electrodos opuestos, aunque pueden utilizarse en la presente invención tiras reactivas electroquímicas con electrodos planos.

Cuando se emplean tiras del tipo de electrodos opuestos, al menos las superficies de los electrodos encaradas entre sí constan de una capa conductora, como por ejemplo un metal, entre los que pueden incluirse el paladio, el oro, el platino, la plata, el iridio, el acero inoxidable y similares así como el carbón (tinta de carbón conductora) y el óxido de estaño corregido con indio.

Una capa conductora se forma preferentemente pulverizando una fina capa de oro (Au), la otra pulverizando una fina capa de paladio (Pd). Alternativamente, los electrodos pueden formarse mediante el serigrafiado de un patrón conductor, incluyendo delanteros conductores con una tinta de carbono metal sobre las superficies traseras. Una tapa aislante adicional puede imprimirse en la parte superior de esta capa conductora que deja al descubierto un patrón precisamente definido de electrodos. Cualquiera que sea la conformación, después de la deposición de las capas conductoras, la superficie puede ser a continuación tratada con un agente hidrofílico para facilitar el transporte de una muestra de fluido hacia el interior de la zona de reacción existente entre ellas. Dependiendo de la secuencia de voltaje aplicada a la célula, un electrodo puede servir como electrodo de contra/referencia y el otro como electrodo operativo de la célula electroquímica. Sin embargo, cuando se emplea una forma de onda de voltaje de doble impulso, cada electrodo actúa como electrodo de contra/referencia y operativo una vez en la fase de medición de la concentración del análito.

Con independencia de la configuración de la zona de reacción o de la configuración del electrodo, típicamente se incorpora un revestimiento reactivo. Los sistemas reactivos que interesan incluyen típicamente una enzima y un componente activo redox (mediador). El componente redox del compuesto reactivo, cuando existe, está hecho de uno o más agentes redox. En la técnica se conoce una diversidad de agentes redox diferentes (esto es, mediadores) e incluyen: ferricianida, etosulfato de fenacina, metosulfato de fenacina, feileneadiamida, metosulfato de 1-metoxi- fenacina, 2,6-dimetil-1,4-benzoquinona, 2,5-dicloro-1,4-benzoquinona, derivados del ferroceno, complejos del bipiridilo de osmio, complejos del rutenio, y similares. En muchas formas de realización, el componente activo redox de particular interés es la ferracianida y similares. La enzima de elección puede variar dependiendo de la concentración de análito que se va a medir. Por ejemplo, enzimas apropiadas para el análisis de la glucosa en sangre incluyen la glucosa-oxidasa o la dehidrogenasa (basadas en NAD o PQQ). Enzimas apropiadas para la prueba del colesterol en sangre incluyen la colesterol-oxidasa y la esterasa.

Otros reactivos que pueden estar presentes en el área de reacción incluyen agentes tamponadores (por ejemplo, citraconato, citrato, málico, maleico, fosfato, tampones "Good" y similares); cationes divalentes (por ejemplo, cloruro de calcio y cloruro de magnesio); tensioactivos (por ejemplo Triton, Macol, Tetrónico, Silveton, Zonilo, Aerosol, Geropón, Chaps, y Plurónico); y agentes estabilizantes (por ejemplo, albúmina, sucrosa, trehalosa, mannitol y lactosa).

Ejemplos de biosensores electroquímicos apropiados para su uso en el objeto de la invención incluyen los descritos en los documentos EP-A-1 067 384; EP-A-1 252 514; EP-A-1 254 365; WO 02/48707 y WO 02/50609.

Sistemas y Uso de las Tiras Reactivas

Como se indicó anteriormente, los dispositivos de la invención pueden utilizarse en el contexto de un sistema de la invención, el cual genéricamente incluye un sistema capaz de obtener una muestra fisiológica y de determinar una propiedad de la muestra, en el que la determinación de la propiedad que interesa puede llevarse a cabo automáticamente mediante un dispositivo automático, por ejemplo, un aparato medidor. El sistema inventivo se describe más concretamente en la presente memoria en el contexto de la determinación de la concentración de análitos. Sin embargo, los equipos o sistemas de acuerdo con la presente invención incluyen al menos un dispositivo 2 de tira reactiva de la invención, a veces una pluralidad de dispositivos de tira reactiva, en los que al menos un dispositivo de tira reactiva comprende al menos un elemento percutáneo 4. Los equipos pueden también incluir un aparato medidor desechable 6 que puede utilizarse en dispositivos de tira reactiva desechables. Así mismo, los equipos de tira reactiva pueden incluir una solución de control o estándar (por ejemplo, una solución de control de la glucosa que contenga una concentración estandarizada de glucosa). Un equipo puede incluir también instrucciones para utilizar las tiras reactivas de acuerdo con la invención en la determinación de una concentración de un análito de una muestra fisiológica. Estas instrucciones pueden estar presentes sobre uno o más receptáculo(s), embalajes, un inserto de marca o similares asociados con las tiras reactivas de la invención.

Cuando se incorpora una pluralidad de dispositivos de tira reactiva pueden estar conjuntamente empaquetados dentro de un cartucho, el cual puede ser reutilizable o desechable. Algunos de estos equipos pueden incluir diversos tipos de dispositivos de tira reactiva (por ejemplo, dispositivos de tira reactiva electroquímicos y/o colorimétricos). Estos diversos tipos de tira reactiva pueden contener el mismo o diferentes reactivos.

Con independencia de la naturaleza de los componentes constitutivos de cualesquiera sistemas de acuerdo con la presente invención, los dispositivos de tira reactiva de la invención, (ya sean electroquímicos, colorimétricos u otros), están preferentemente configurados y adaptados para ser insertados dentro de un aparato medidor. Más concretamente, como se ilustra en la Fig. 1, el dispositivo 2 de tira reactiva tiene un primer extremo 8 y un segundo extremo 10, en el que la cuchilla percutánea o de lanceta o la aguja 4 está asociada con el primer extremo 8 y al menos el segundo extremo 10 está configurado para su inserción dentro del aparato medidor 6.

El aparato medidor 6 preferentemente tiene una carcasa 12 ergonómicamente diseñada con unas dimensiones que permiten sujetarlo y manipularlo cómodamente con una mano. La carcasa 12 puede estar hecha de metal, plástico u otro material apropiado, preferentemente de un material que sea de peso ligero pero suficientemente duradero. La porción distal 14 de la carcasa proporciona una abertura 16 a través de la cual el dispositivo 2 de tira reactiva es avanzado desde una posición retraída dentro del aparato medidor 6 hasta una posición extendida en la que al menos una porción de la microaguja/lanceta 4 de tira reactiva se extiende a una determinada distancia por fuera de la
abertura 16.

La porción distal 14 define así mismo una cámara en la cual el dispositivo 2 de tira reactiva se aloja dentro de un mecanismo 18 de recepción de la tira reactiva. El dispositivo de tira reactiva puede ser insertado dentro del aparato medidor 6 desplazando la porción distal 14 de la carcasa separándola de la carcasa 12 e insertando el dispositivo 2 de tira reactiva dentro del mecanismo 18 de recepción de la tira reactiva. Alternativamente, el dispositivo 2 de tira reactiva puede insertarse dentro del aparato medidor 6 y alojarse dentro del mecanismo 18 a través de la abertura 14.

Preferentemente, la porción distal 14 de la carcasa es transparente o semitransparente para permitir que el usuario confirme visualmente el adecuado encaje entre el dispositivo 2 de tira reactiva y el área de recepción 18 antes de llevar a cabo la prueba de reacción del análito, así como para visualizar el emplazamiento de la prueba para confirmar visualmente el llenado de la tira 2 con fluido corporal durante la prueba (especialmente si no se incorpora un medio de verificación electrónico para discernir el llenado). Cuando el dispositivo 2 de tira reactiva está adecuadamente asentado dentro del mecanismo de recepción 18, el biosensor con el dispositivo 2 de tira reactiva encaja operativamente con los componentes de prueba del aparato medidor. En el caso de las formas de realización de tira reactiva electroquímica, los electrodos del biosensor encajan operativamente con la electrónica del aparato medidor; en formas de realización de tira reactiva colorimétrica, el área de la matriz o membrana que tiene un sistema de producción de señal es operativamente alineado con los componentes ópticos del aparato medidor. Los componentes ópticos o electrónicos del aparato medidor, tras verificar cuándo la zona de reacción o el área de la matriz, respectivamente, situada dentro del dispositivo 2 de tira reactiva está llenada con el fluido de muestra, proporciona una señal de entrada al biosensor de tira reactiva y recibe una señal de salida desde aquél representativa de que está siendo medida la característica del fluido de la muestra.

Situado circularmente alrededor de la abertura 16 se encuentra un anillo de presión 20, cuya superficie distal se aplica a la piel y rodea el punto de perforación situado dentro de la piel durante el procedimiento de prueba. La presión compresora ejercida sobre la piel por parte del anillo de presión 20, facilita la extracción de los fluidos corporales procedentes del tejido circundante y la transferencia de dicho fluido hacia el interior del dispositivo 2 de tira reactiva.

La porción distal 14 de la carcasa está, ella misma, preferentemente en conexión amovible con el aparato medidor 6 siendo la porción distal 14 de la carcasa ligeramente trasladable o deprimible a lo largo del eje geométrico longitudinal del aparato medidor. Entre la porción distal 14 de la carcasa y la porción proximal de la carcasa 12, está un sensor 22 de presión que verifica y calibra la cantidad de presión ejercida sobre la porción distal 14 de la carcasa cuando comprime el anillo de presión 20 contra la piel. El sensor de presión 22 es preferentemente un sensor de tipo eléctrico que puede ser del tipo habitualmente conocido en el campo de la electrónica. Los indicadores 24 del sensor de presión, en comunicación eléctrica con el sensor de presión 22 están dispuestos para indicar el nivel de la presión que está siendo aplicada sobre la porción distal 14 de la carcasa para que el usuario pueda ajustar la cantidad de presión que está siendo aplicada, en caso necesario, con el fin de aplicar una presión óptima.

En muchas formas de realización, el aparato medidor 6 tiene una pantalla 26, como por ejemplo una pantalla LCD para visualizar determinados datos, como por ejemplo los parámetros de entrada y los resultados de la prueba. Adicionalmente, el aparato medidor 6 tiene varios controles y botones para introducir los datos en los componentes de procesamiento del aparato medidor y para controlar la acción de perforación del dispositivo 2 de tira reactiva. Por ejemplo, una palanca 28 se utiliza para retraer el dispositivo 2 de tira reactiva hasta una posición cargada dentro del aparato medidor 6 y de esta forma precargar un mecanismo de resorte (no mostrado) para la posterior extensión o eyección, según lo demandado, del dispositivo 2 de tira reactiva por la abertura 16 oprimiendo el botón 30. Cuando la porción distal 14 de la carcasa está adecuadamente situada sobre la piel, dicha eyección del dispositivo 2 de tira reactiva provoca que la microaguja 4 instantáneamente perfore la piel permitiendo el acceso del fluido corporal en su interior. Los botones 32 y 34, una vez oprimidos, introducen unas señales en los componentes de procesamiento del aparato medidor que indican si la medición que va a efectuarse es con fines de prueba/información (y para recuperar los resultados de la prueba obtenidos mediante un medio de memoria situado dentro de la electrónica del aparato medidor) o con fines de calibrado, respectivamente.

El aparato medidor 6 puede así mismo estar configurado para recibir y retener un cartucho reemplazable que contenga una pluralidad de dispositivos de tira reactiva de la invención. Después de utilizar un dispositivo de tira reactiva, el aparato medidor puede, o bien expulsar la tira reactiva utilizada del aparato medidor o almacenarla para su eliminación en un momento posterior. Dicha configuración elimina la necesidad de manipular las tiras reactivas, reduciendo al mínimo de esta forma la probabilidad de daños a la tira y la lesión inadvertida del paciente. Así mismo, debido a que se elimina el manejo manual de las tiras reactivas, las tiras reactivas pueden fabricarse de forma que sean mucho más pequeñas, reduciendo con ello la cantidad de materiales requerida, obteniendo un ahorro de costes. El aparato medidor divulgado en la solicitud de Patente europea pendiente por la presente nº 1,360,933, que reivindica la prioridad del documento USSN 10/142 443 [referencia de representante legal: P033752EP], es de particular relevancia en relación con estas consideraciones.

Adicionalmente, determinados aspectos de la funcionalidad de los aparatos medidores apropiados para su uso en los sistemas de la invención se divulgan en la Patente estadounidense nº 6,193,873, así como en los documentos EP-A-1 252 514; EP-A-1 254 365; WO 02/48707; WO 02/50609; y EP-A-1 284 121. Por supuesto, en aquellas formas de empleo que utilizan un sistema de prueba colorimétrico, se empleará un espectrofotómetro o aparato medidor óptico, describiéndose determinados aspectos de la funcionalidad de dichos aparatos medidores apropiados para su uso en, por ejemplo, las Patentes estadounidenses Nos. 4,734,360, 4,900,666, 4,935,346, 5,059,394, 5,304,468,
5,306,623, 5,418,142, 5,426,032, 5,515,170, 5,526,120, 5,563,042, 5,620,863, 5,573,429, 5,773,452, 5,780,304,
5,789,255, 5,843,691, 5,846,486, 5,968,836 y 5,972,294.

En uso, la invención proporciona determinados procedimientos para determinar una característica de la muestra, por ejemplo, la concentración de un análito en la muestra. Los procedimientos inventivos encuentran su empleo en la determinación de una diversidad de concentraciones de análitos entre los cuales se incluye la glucosa, el colesterol, el lactato, el alcohol, y similares. En muchas formas de realización, los procedimientos inventivos se emplean para determinar la concentración de glucosa de una muestra fisiológica. Los dispositivos 2 de prueba de acuerdo con la presente invención están particularmente indicados para su uso en la determinación de la concentración de un análito en sangre o en fracciones de sangre, y más concretamente en sangre exenta de otros elementos de fluido intersticial.

En la puesta en práctica de los procedimientos inventivos, al menos se incorpora un dispositivo de tira reactiva de la invención de acuerdo con lo antes descrito, y una microaguja inventiva 4 de aquél es insertado dentro de un área de la piel escogida como objetivo. Típicamente, el elemento de perforación cutánea es insertado dentro de la piel de un dedo o de un antebrazo durante aproximadamente de 1 a 60 segundos, habitualmente durante aproximadamente de 1 a 15 segundos, y más habitualmente durante aproximadamente de 1 a 5 segundos. Dependiendo del tipo de muestra fisiológica que va a obtenerse, el elemento de perforación cutánea 4 de la invención puede penetrar varias capas de piel, incluyendo la dermis, la epidermis y el estrato córneo, pero en muchas formas de realización no penetrará más allá de la capa subpercutánea de la piel.

Aunque las tiras reactivas de la invención pueden manejarse e insertarse dentro de la piel de forma manual, las tiras reactivas de la invención se utilizan preferentemente con un aparato medidor de sujeción manual como el anteriormente descrito. Siendo este el caso, el dispositivo 2 de una única tira reactiva es o bien inicialmente insertado dentro del aparato medidor de tira reactiva o la tira reactiva puede contenerse en un cartucho precargado (no mostrado). En la forma de realización de esta última propuesta, el cartucho puede quedar conectado de manera separable al aparato medidor 6. Las tiras utilizadas pueden automáticamente desecharse, por ejemplo, o bien expulsándolas del aparato medidor o depositándolas dentro de un compartimento separado situado dentro del cartucho, mientras una tira reactiva no utilizada es automáticamente desplazada del cartucho e insertada dentro del área de recepción del aparato
medidor.

Una vez que el dispositivo 2 de tira reactiva está adecuadamente alojado dentro del mecanismo 18, puede a continuación ser cargado por resorte o montado por medio de la palanca 28, retrayendo de esta forma el dispositivo 2 de tira reactiva y preparándolo para su disparo. El aparato medidor 6 es a continuación situado en posición sustancialmente perpendicular a la superficie de la piel escogida como objetivo de forma que la porción distal 14 de la carcasa, y más concretamente el anillo de presión 20, es forzado a contactar con el área de la piel escogida como objetivo. Una determinada presión puede manualmente aplicarse sobre el área de la piel escogida como objetivo, esto es, presionando el extremo distal del aparato medidor 14 contra el área de la piel escogida como objetivo para asegurar que el elemento de perforación cutánea 4 está adecuadamente situado dentro de la piel. Aplicando dicha presión, una fuerza contraria provoca que la porción distal 14 de la carcasa presione hacia atrás sobre el sensor de presión 22.

La cantidad relativa (esto es, alta, normal o baja) de la contrapresión es medida y representada mediante los indicadores opcionales 24 del sensor de presión. Preferentemente, la cantidad de presión aplicada debe en general situarse en los límites de la presión (normal). Los indicadores 24 informan al usuario respecto de cuándo se está aplicando demasiada o demasiado poca presión. Cuando los indicadores muestran que la presión indicada es "normal", el usuario puede entonces oprimir el botón 30 de liberación de la presión. Debido a la fuerza de resorte liberada, el mecanismo 18 de retención/conducción y el dispositivo 2 de tira reactiva están obligados a empujar hacia delante provocando de esta forma que el elemento de perforación cutánea 4 se extienda desde la abertura 16 y perfore el área de la piel escogida como objetivo.

Sea por medios manuales o mediante el empleo del aparato medidor 6, la penetración del elemento de perforación cutáneo 4 dentro de la piel puede crear un área de agrupamiento del fluido de muestra (definida por el rebajo o abertura situada dentro de las variantes del elemento de perforación cutánea mostradas en las Figs. 4A a 7 y que se describen con mayor detenimiento respecto de estas figuras). En cuyo caso, el fluido de muestra entra en el área de agrupamiento mediante la configuración de espacio abierto (por ejemplo, el rebajo o la abertura, dentro del elemento de perforación cutánea 4), y posiblemente también desde el lado opuesto del elemento de perforación cutánea. El fluido de muestra agrupado es a continuación transferido directamente a la zona de reacción de una tira reactiva por una vía de fluido mediante al menos una fuerza capilar ejercida sobre el fluido agrupado. Cuando no se proporciona un área de agrupamiento ampliada, un canal capilar único puede resultar efectivo en determinadas circunstancias también, aunque dicho sistema puede no ser el de máxima preferencia.

En cualquier caso, la transferencia de fluido desde el punto de la herida hasta el biosensor puede ser facilitado en mayor medida ejerciendo una presión positiva física circunferencialmente alrededor del punto de penetración por medio de un anillo de presión 20 o aplicando una fuente de presión negativa a través del canal de fluido, rarificando el fluido corporal expuesto al extremo distal del canal. El fluido que pasa hacia el interior de la zona de reacción del biosensor puede simplemente llenar el área o alternativamente distribuirse mediante subcanales u otra característica de distribución similar.

Una vez que el aparato medidor 6 verifica que la zona de reacción o área de la matriz está completamente llena de la muestra del fluido corporal, la electrónica o la óptica del aparato medidor se activa para efectuar el análisis de la muestra extraída. En este punto, el aparato medidor puede ser retirado por el paciente del punto de penetración o mantenerse sobre la superficie de la piel hasta que los resultados de la prueba se representen en la pantalla. El aparato medidor 6 puede alternativa o adicionalmente incluir un medio para retraer automáticamente de la piel la tira con microaguja una vez que la célula de reacción está llena de la muestra de fluido corporal.

Mediante una prueba de carácter electroquímico de la determinación de la concentración de un análito, se efectúa una medición electroquímica utilizando contraelectrodos y electrodos de referencia y funcionales. La medición electroquímica efectuada puede variar dependiendo de la particular naturaleza de la prueba y del aparato medidor con el cual se emplea la tira reactiva electroquímica, (por ejemplo dependiendo de si la prueba es culombimétrica, amperométrica o potenciométrica). En general, la medición electroquímica medirá la carga (culombimétrica), la corriente (amperométrica) o el potencial (pontenciométrica), normalmente a lo largo de un periodo determinado de tiempo después de la introducción de la muestra dentro del área de reacción. Procedimientos para llevar a cabo la medición electroquímica expuesta se describen así mismo en las Patentes estadounidenses nºs.: 4,224,125; 4,545,382; y 5,266,179; así como en las Publicaciones de Patentes Internacionales WO97/18465 y WO99/49307.

Tras la detección de la señal electroquímica generada en la zona de reacción, la cantidad de análito de la muestra es típicamente determinado relacionando la señal electroquímica generada con una serie de valores estándar o de control previamente obtenidos. En muchas formas de realización, las etapas de medición de la señal electroquímica y de las etapas de derivación de la concentración del análito se llevan a cabo automáticamente por un dispositivo diseñado para trabajar con la tira reactiva para obtener un valor de la concentración del análito de una muestra aplicada a la tira reactiva. Un dispositivo de lectura representativo para llevar a la práctica automáticamente estas etapas, de tal forma que el usuario únicamente necesita aplicar la muestra a la zona de reacción y a continuación leer mediante el dispositivo la concentración final del análito, se describe con mayor detenimiento en el documento EP-A-1 067 384.

Para una prueba colorimétrica o fotométrica de determinación de la concentración de un análito, se deja que una muestra aplicada a una tira reactiva de la invención, más concretamente a un área de reacción de la tira reactiva, reaccione con unos miembros del sistema de producción de la señal presente en la zona de reacción para obtener un producto detectable que sea representativo del análito de interés 20 en una cantidad proporcional a la cantidad inicial del análito presente en la muestra. La cantidad de producto detectable (esto es, la señal producida por el sistema de producción de señal), se determina entonces y se relaciona con la cantidad del análito de la muestra inicial. En dichas pruebas colorimétricas, se utilizan aparatos medidores de tipo óptico para llevar a cabo las etapas mencionadas de relación y detección. Las etapas de reacción, detección y relación anteriormente descritas, así como los instrumentos para llevar a cabo dichas etapas, se describen con detenimiento en las Patentes estadouni-
denses nºs. 4,734,360; 4,900,666; 4,935,346; 5,059,394; 5,304,468; 5,306,623; 5,418,142; 5,426,032; 5,515,170;
5,526,120; 5,563,042; 5,620,863; 5,753,429; 5,773,452; 5,780,304; 5,789,255; 5,843,691; 5,846,486;
5,968,836 y 5,972,294; cuyas divulgaciones se incorporan en la presente memoria por referencia. Ejemplos de
dichas tiras reactivas colorimétricas o fotométricas apropiadas para su uso en la invención incluyen las descritas en las
Patentes estadounidenses nºs.: 5,563,042; 5,753,452; 5,789,255, incorporadas por referencia en la presente
memoria.

Dispositivos para Tiras Reactivas

Volviendo ahora a las Figs. 2A y 2B, en ellas se muestra un primer elemento de pruebas o aparato de pruebas 2. Comprende una tira reactiva 36 y una porción de aguja/microaguja o lanceta 38 (utilizadas en la presente memoria de forma intercambiable). La Fig. 2B muestra el elemento de lanceta 38 mostrado separadamente, mientras que una tira reactiva separada 36 y un elemento de lanceta 38 están fijados sujetos o unidos entre sí en la Fig. 2A para formar el aparato de pruebas 2.

La tira reactiva incluye un biosensor 40 fijado sobre un sustrato 42. Un(os) miembro(s) 44 puede(n) estar dispues-
to(s) para llevar a cabo la conexión. El biosensor mostrado en la Fig. 2A es un sensor de tipo colorimétrico dispuesto en combinación con una membrana y/o matriz. Una abertura o ventana transparente 46 puede estar dispuesta dentro del sustrato 42 para permitir la lectura del sensor.

Para fijar el elemento de lanceta de la Fig. 2B a la tira reactiva de la Fig. 2A un(os) miembro(s) 48 se aplica(n) a una base 50 del elemento de lanceta para conectarlo a la porción opuesta de la tira reactiva. La orientación de dichos miembros puede, por supuesto, variar. Generalmente estarán dispuestos para no interferir con la estructura relevante. Las Figs. 5A y 5B proporcionan un ejemplo de colocación de la porción de miembro adhesivo alternativa utilizada para fijar el elemento de lanceta a la tira reactiva.

Con independencia de la orientación o configuración relativas, como en las porciones adhesivas opcionales 44, las porciones adhesivas 48 pueden comprender una cinta de doble adhesivo o un adhesivo directamente aplicado. Alternativamente, la fijación adhesiva de los elementos 36 y 38 puede ser postergada a favor de una soldadura mecánica (por ejemplo, utilizando procedimientos ultrasónicos) o soldando químicamente los componentes entre sí. Otra posibilidad son unos miembros de fijación suplementarios dispuestos para conectar una tira reactiva con un elemento de lanceta de acuerdo con la presente invención.

Un ejemplo de dicha propuesta se muestra en las Figs. 3A y 3B. Aquí, el miembro de lanceta 38 incluye unos ganchos o miembros de agarre 52 dispuestos en lados opuestos de la base 50. Las abrazaderas pueden estar formadas de manera integral en el elemento de lanceta, tal como se muestra en las figuras, o consistir ellos mismos en miembros independientes o separados.

Las variaciones de la invención de las Figs. 4A y 4B se muestran utilizando los miembros de lanceta 38 adheridos sobre sus respectivos lados inferiores. La base de cada miembro de lanceta puede estar fijada al cuerpo de la tira reactiva 36 mediante una o unas capas de adhesivo 44. Por supuesto, los miembros de lanceta de abrazadera pueden utilizarse de otra forma, habida cuenta de existencia de otros procedimientos de conexión.

Como se muestra en los dibujos, el miembro de lanceta de la Fig. 4A es de grosor diferente al de la Fig. 4B. Esto se debe a que el primero está dimensionado para fabricarse en plástico mientras que se prevé que el último esté hecho de metal. En realidad, cualquiera de las diversas variantes de miembro de lanceta mostradas puede alternativamente estar hechas ya sea de metal, de plástico, de material compuesto, de cerámica o de otro material y configurarse de acuerdo con ello. Así mismo, como resulta obvio a estas alturas, cualquiera de las propuestas de fijación descritas puede utilizarse en o en cualquiera de las variantes del miembro de lanceta. Más aún, cada una de las características opcionales relacionadas con la estructura de la aguja 4 y con el transporte de fluido según lo descrito con mayor detenimiento más adelante, puede utilizarse en cada una de las variantes con uno u otro tipo de tira reactiva 36 divulgada y también con otros.

Sin embargo, primeramente se describen determinados detalles de la forma de realización de la tira reactiva de las Figs. 4A y 4B. Concretamente, esta tira reactiva 36 comprende un primer electrodo 54 y un segundo electrodo 56, construidos preferentemente de acuerdo con lo anteriormente descrito en conexión con la producción de sensores electroquímicos. El grosor de cualquier sustrato material incorporado típicamente oscila entre aproximadamente 25 y 500 \mum y habitualmente entre aproximadamente 50 y 400 \mum, mientras que el grosor de la capa de metal típicamente oscila entre aproximadamente 10 y 100 nm y generalmente entre aproximadamente 10 y
50 nm.

Un miembro adhesivo 58 puede servir como separador entre los electrodos, definiendo una zona o área de reacción 60 en la cual los electrodos están genéricamente enfrentados entre sí y están separados solo por una corta distancia, de forma que la separación entre los electrodos es estrechísima. El grosor de la capa separadora 58 puede oscilar entre 10 y 750 \mum y a menudo es inferior o igual a 500 \mum, y normalmente oscila entre aproximadamente 25 y 175 \mum. Cualquier capa separadora preferentemente tiene un adhesivo de doble cara para capturar los electrodos adyacentes. En cualquier caso la capa separadora 58 puede estar fabricada con cualquier material pertinente, incluyendo entre ellos como materiales apropiados representativos el tereftalato de polietileno, el tereftalato de polietileno modificado con glicol (PETG), la poliamida, el policarbonato, y similares.

Como se representa en las figuras, los electrodos operativos y de referencia están genéricamente configurados en forma de tiras. Genéricamente la longitud de los electrodos oscila entre aproximadamente 1,9 y 5,1 cm, normalmente entre aproximadamente 2,0 y 2,8 cm. La anchura de los electrodos oscila entre aproximadamente 0,38 y 0,76 cm, normalmente entre aproximadamente 0,51 y 0,67 cm. En determinadas formas de realización, la longitud de uno de los electrodos es más corta que la del otro, siendo en determinadas formas de realización aproximadamente 3,5 mm más corta. Preferentemente, la anchura del electrodo y el separador coincide cuando los elementos se superponen. El separador incorporado en la tira puede fijarse en posición retrasada de manera aproximada en 7,6 mm respecto del extremo del electrodo 56, dejando una(s) abertura(s) 62 entre los electrodos de aproximadamente 4,2 mm de profundidad. Sin embargo, configurada(s), dicha(s) abertura(s) proporciona(n) espacio para la recepción de una sonda del aparato medidor.

Una abertura de escape 64 está dispuesta a través de la zona de reacción desde el orificio de admisión 66. La incorporación de un escape posibilita que la acción capilar producida entre los electrodos arrastre la muestra hacia el interior de la zona de reacción sin interferencia de retropresión. La capa separadora 58 está preferentemente configurada o recortada para proporcionar una zona o área de reacción con un volumen que oscila entre aproximadamente 0,01 y 10 \muL, normalmente entre aproximadamente 0,1 y 1,0 \muL y con mayor frecuencia entre aproximadamente 0,05 y 1,0 \muL. La cantidad de muestra fisiológica que se introduce dentro del área de reacción de la tira reactiva puede variar, pero generalmente oscila entre aproximadamente 0,1 y 10 \mul, normalmente entre aproximadamente 0,3 y
0,6 \mul.

Dicha introducción de la muestra se lleva preferentemente a cabo al nivel de la sección entallada 68. Dicha sección está en contacto con determinadas características de la aguja 4 para recoger la muestra agrupada o transportada y dirigirla hacia la zona de reacción de la tira reactiva, pinzando parcialmente la muestra a lo largo de los bordes de la entalla.

Las variantes propiamente dichas de la invención mostradas en las Figs. 4A y 4B representan tiras reactivas de carga frontal. Las de las figuras 2A y 2B son cargadas con o aceptan la muestra a lo largo de la cara del sensor (tal como se presenta sobre la cara inferior de la tira reactiva). Sin embargo son posibles otros modos de introducción. Pueden emplearse tiras reactivas de carga lateral (como las descritas en el documento EP-A-02258168.0 y en el documento EP-A-02258169.8) con modificaciones menores de los elementos de lanceta representados. Dichas propuestas se contemplan como parte de la presente invención.

Elementos de Lanceta

También contempladas como aspectos de la presente invención son diversas características relacionadas con los elementos de lanceta 38 mostrados. De acuerdo con lo expuesto anteriormente, cada elemento de lanceta incluye una lanceta/aguja o un elemento 4 de perforación cutánea, que típicamente incorpora una punta 70. Así mismo el cuerpo de la lanceta 4 y la base 50 pueden incorporar diversas características para recoger y/o transportar una muestra biológica hasta un sensor 40 de una tira reactiva determinada.

De hecho, puede emplearse cualquier forma apropiada de elemento 4 de perforación cutánea en los dispositivos de tira reactiva de la invención, siempre que la forma permita que la piel sea perforada con un mínimo de dolor para el paciente. Por ejemplo, el elemento de perforación cutánea puede tener una configuración sustancialmente lisa o plana, o puede ser sustancialmente de forma cilíndrica o en forma de cuña o triangular, como por ejemplo una configuración en forma de triángulo sustancialmente aplanada, en forma de cuchilla, o cualquier otra forma apropiada. La forma en sección transversal del elemento de perforación cutánea, o al menos la porción del elemento de perforación cutánea que puede penetrar dentro de la piel, puede tener cualquier forma apropiada, incluyendo, sin que ello suponga limitación, una forma sustancialmente rectangular, oblonga, cuadrada, oval, circular, en rombo, triangular, de estrella, etc. Adicionalmente, el elemento de perforación de la piel puede tener forma de cuña o puede definir en otro caso una punta o ápice en su extremo distal. Dicha configuración puede adoptar la forma de ángulo oblicuo en la punta o una pirámide o una forma triangular o similares.

Las dimensiones del elemento de perforación de la piel pueden variar dependiendo de varios factores, como por ejemplo el tipo de muestra fisiológica que va a obtenerse, la profundidad de penetración deseada y el grosor de las capas de la piel del paciente concreto que está siendo objeto de prueba. Genéricamente, el elemento de perforación de la piel está construido para proporcionar las funciones de perforación de la piel y de extracción de fluido y, por tanto, está diseñado para ser lo suficientemente robusto para soportar la inserción y la retirada de la piel. Típicamente, para llevar a cabo estos objetivos, la relación de la longitud de penetración (definida por la distancia entre la base del elemento de perforación cutánea y su punta distal) con respecto al diámetro (donde dicho diámetro se mide en la base del elemento de perforación de la piel) es de aproximadamente 1 a 1, normalmente de modo aproximado de 2 a 1, más frecuentemente aproximadamente de 5 a 1 o de 10 a 1 y a veces de 50 a 1.

La longitud total de los elementos de perforación de la piel genéricamente oscila entre aproximadamente 1 a 30,000 micrómetros, normalmente entre aproximadamente 100 y 10,000 micrómetros y con mayor frecuencia entre aproximadamente 1,000 y 3,000 micrómetross. La longitud de penetración de los elementos de penetración de la piel genéricamente oscila entre aproximadamente 1 y 5,000 micrómetros, normalmente entre aproximadamente 100 y 3,000 micrómetros y con mayor frecuencia entre aproximadamente 1,000 y 2,000 micrómetros. La altura o grosor de los elementos 38 de perforación de la piel, al menos el grosor de la porción distal 4, oscila típicamente entre aproximadamente 1 y 1,000 micrómetros, normalmente entre aproximadamente 10 y 500 micrómetros y con mayor frecuencia entre aproximadamente 50 y 250 micrómetros. El diámetro exterior al nivel de la base genéricamente oscila entre aproximadamente 1 y 2,000 micrómetros, normalmente entre aproximadamente 300 y 1,000 micrómetros y con mayor frecuencia entre 500 y 1,000 micrómetros. En muchas formas de realización, el diámetro exterior de la punta distal genéricamente no excede de aproximadamente 100 micrómetros y es genéricamente inferior a aproximadamente 20 micrómetros y más típicamente inferior a aproximadamente 1 micrómetro. Sin embargo, debe apreciarse por parte de los expertos en la materia que el diámetro exterior del elemento de perforación de la piel puede variar a lo largo de su extensión o puede ser sustancialmente constante.

Con respecto a las características de transporte de fluido señaladas tal como pueden incorporarse en el elemento de lanceta 38, una variante incorpora un único canal 72, preferentemente de dimensiones capilares, para la finalidad indicada. Configurado para operar con las tiras reactivas de las Figs. 2A y 3A, el canal preferentemente se extiende en una longitud suficiente para que esté en comunicación de fluido con la matriz o membrana del sensor. El canal puede estar abierto a uno u otro lado (adoptando con ello la forma de una zanja) o a ambos. La longitud del canal está preferentemente limitada para que esté en concordancia con la finalidad perseguida con el fin de evitar una pérdida inadvertida del fluido de muestra.

Las Figs. 4A y 4B muestran una configuración de lanceta algo diferente. En cada figura se dispone un área de agrupamiento rebajada 74. No se requiere ninguna acción capilar para transportar el fluido desde el área de agrupamiento dado que, como es expuso anteriormente, el fluido es capaz de transferirse directamente desde la lanceta 4 hasta el orificio de acceso 66 en esta variante de la invención. La finalidad del área rebajada o de espacio definido de espacio de las variantes mostradas en las Figs. 4A y 4B (así como de las Figs 5A a 7) es crear un espacio o volumen dentro del tejido perforado. Este espacio sirve como depósito dentro del cual se hace que el fluido corporal se agrupe in situ antes de ser transferido hasta la porción del biosensor de los dispositivos de tira reactiva de la invención. La disponibilidad propiamente dicha de un volumen mayor de fluido corporal puede obtenerse con una punta que sea más pequeña y/o más aguda que las microagujas convencionales, reduciendo con ello el dolor. La mayor disponibilidad de fluido corporal también da como resultado una velocidad de recogida de la muestra mayor.

En general, las configuraciones de lanceta de espacio definido de la presente invención crean o definen un espacio dentro del tejido perforado con un volumen al menos tan grande como el volumen del fluido disponible dentro de la zona de reacción del biosensor. Dicho espacio o volumen oscila entre aproximadamente 100 y 1.000 nL, y más habitualmente entre aproximadamente 50 y 250 nL. Dicho volumen ocupa una porción sustancial del volumen ocupado por la estructura del elemento de perforación de la piel, y oscila entre aproximadamente un 55% y un 99% y más normalmente entre aproximadamente el 50% y el 75% del entero volumen ocupado por el elemento de perforación de la piel.

Las variantes del miembro de lanceta mostradas en las Figs. 5A a 7 incorporan un canal 72 y un rebajo 74. Las variantes de las Figs. 5 y 6 incluyen una abertura 76 adyacente a la región de agrupamiento también. La abertura del área de agrupamiento de las variantes citadas en primer término se representan de forma óptima en la Fig. 5B. El objeto de dicha abertura (y para proporcionar un capilar abierto en las variantes del miembro de lanceta referenciadas anteriormente en las Figs. 2A a 3B) es exponer en mayor medida al entorno exterior el área de la estructura de recogida de la muestra, incrementando de esta forma el volumen y el caudal del fluido corporal hacia el interior del área.

Como se ilustra en las figuras, los rebajos y/o aberturas pueden ocupar una porción sustancial de la anchura de sus respectivos elementos de perforación de la piel, así como una porción sustancial de una dimensión en longitud. Las paredes laterales 78 que definen cada una de las estructuras tendrán un grosor suficiente para mantener la estructura de la microaguja cuando esté sometida a fuerzas normales, pero puede reducirse al mínimo con el fin de potenciar al máximo el espacio negativo de recogida de la muestra.

Otra característica opcional o conjunto de características que puede emplearse, especialmente en conexión con un canal 72 de transporte de fluido incorporado en un elemento de lanceta, se muestra en cada una de las Figs. 5A a 7. Las características designadas son las vías secundarias 80 de transferencia de fluido. Estos elementos, dispuestos en comunicación de fluido con el canal 72 conducen la muestra hacia fuera, dispersándola a través del sensor empleado en una tira reactiva fijada opuesta.

Como el canal 72, las vías o canales 80 están preferentemente dimensionadas para ejercer una fuerza capilar sobre el fluido existente dentro del área de recogida definida por la porción de espacio abierto de la microaguja, y absorbe o empapa con efecto de mecha la muestra fisiológica hasta el interior de la zona de reacción o área matriz del biosensor. El diámetro o anchura propiamente dicho de un canal o vía de fluido único no excede de 1.000 micrómetros y habitualmente no excederá de aproximadamente 100 a 200 micrómetros de diámetro. El diámetro puede ser constante a lo largo de su extensión o puede variar. Puede ser preferente que los subcanales 80 tengan unos diámetros en sección transversal que oscilen entre aproximadamente de 1 a 200 micrómetros y con mayor frecuencia entre aproximadamente 20 y 50 micrómetros porque no se les exige transportar el mismo volumen de fluido que un canal central 72.

En las formas de realización ilustradas, los canales secundarios 80 se extienden perpendicularmente respecto del canal 72; sin embargo, pueden extenderse angularmente desde sus canales respectivos. Otra variante relacionada con la configuración del miembro de lanceta con respecto a los canales 80 es insertarlos o rodearlos dentro de la base como se muestra en la Fig. 7. Llevada a cabo de esta u otra forma, la limitación del área hasta la cual los canales 80 pueden transportar fluido puede emplearse para asegurar que la muestra sea dirigida totalmente y únicamente hasta un área de reacción o del sensor de la tira reactiva 76 empleada con el elemento de lanceta 38.

En ciertas formas de realización de la invención, la vía de fluido puede así mismo incluir uno o más agentes para facilitar la recogida de la muestra. Por ejemplo, uno o más agentes hidrofílicos pueden estar presentes en la vía de fluido, incluyendo dichos agentes, sin que ello suponga limitación, tipos de modificadores o surfactantes de superficie como por ejemplo ácido sulfónico mercaptoetano (MESA), Tritón, Macol, Tretónico, Silweto, Zonilo, Aerosol, Geropón, Chaps, y Plurónico.

Fabricación del Dispositivo de Tira Reactiva

Muchas de las técnicas descritas en la Solicitud de Patente europea nº 1,360,933, que reclama la prioridad del documento USSN 10/143399 depositado el 9 de Mayo de 2002, [rf. Representante legal: P. 033762EP] son aplicables a la fabricación de los dispositivos de tira reactiva tal como se describen en la presente memoria –especialmente a los detalles relacionados con la producción de la aguja/lanceta. Detalles en cuanto a la producción de la tira reactiva electroquímica pueden también apreciarse a la vista de la Solicitud con número de registro de representante legal LIFE-031 titulada "Sistema de secado de soluciones" ["SOLUTIONS DRYING SYSTEMS"] y LIFE-039 titulada "Sistema de estabilización de soluciones" ["SOLUTIONS STRIPING SYSTEMS"].

Una primera distinción, sin embargo, entre la propuesta dada a conocer en la Solicitud citada en primer término y la que se da a conocer en la presente memoria, es que en la presente invención pueden obtenerse tiras reactivas completas, a las cuales los elementos de lanceta se fijan como estructura auxiliar. Las Figs. 2A y 3A proporcionan ejemplos de dicha propuesta. Alternativamente, pueden proporcionarse tiras reactivas adaptadas para su uso con los elementos de lanceta de la invención, a las cuales se fijen los elementos de lanceta. Las Figs. 4A y 4B proporcionan ejemplos de dicha propuesta.

En uno u otro caso, es posible producir o procurar separadamente elementos de las tiras reactivas o las lancetas que posteriormente se acoplen entre sí. La naturaleza inicialmente independiente de los productos/dispositivos permite una fabricación relativamente optimizada. Por contra, en los dispositivos de tira reactiva integrales descritos en la solicitud anteriormente referenciada, existen determinadas consideraciones de selección de material y de aplicabilidad de los procedimientos de fabricación que no necesariamente afectan a la fabricación de la presente invención.

Un ejemplo de la flexibilidad ofrecida mediante la producción de los dispositivos de tira reactiva de acuerdo con la presente invención mediante la fijación de elemento de lanceta a una tira reactiva en otro caso completa, es que un usuario puede de modo factible emprender una acción de este tipo. Ello puede ser especialmente cierto para las formas de realización de tipo abrazadera divulgadas (o pueden emplearse variantes de las formas de realización mostradas de la estructura de tipo abrazadera). En virtud de dicha flexibilidad, existen en el mercado posibilidades de comercializar miembros de lanceta para su uso en cualquier variedad de tiras reactivas comercialmente disponibles para ser utilizadas con un aparato medidor de acuerdo con la presente invención. Por supuesto la flexibilidad existe en el diseño de los elementos de lanceta de forma que se pondrán en contacto (mediante abrazaderas, adhesivos u otros medios) en una amplia variedad de tiras reactivas, o ambos, actualmente y en el futuro.

Aunque la invención ha sido descrita con referencia a determinados ejemplos, que opcionalmente incorporan diversas características, la invención no debe quedar limitada a las estructuras descritas. La invención no está limitada a los usos señalados o al modo de ejemplo de la descripción ejemplar incorporada en la presente memoria. Debe entenderse que el ámbito de la presente invención no queda limitado únicamente por el ámbito literal o equivalente de las reivindicaciones subsecuentes.

Claims

1. Elemento de lanceta para fijar una tira reactiva para obtener fluido corporal y transportarlo hasta un sensor de tira reactiva, comprendiendo dicha lanceta:

una base sustancialmente plana,

un elemento de perforación cutánea que comprende una abertura para crear un área de agrupamiento dentro de la piel de un sujeto tras la inserción de dicho elemento de perforación cutánea dentro de la piel, ocupando dicha abertura una porción sustancial de una dimensión de anchura, diámetro o longitud de dicho elemento de perforación; y

una vía de fluido en comunicación con dicha abertura para transportar el fluido corporal presente en dicha abertura hasta la tira reactiva.

2. El elemento de lanceta de la reivindicación 1, en el que dicha vía de fluido está dimensionada para aplicar una fuerza capilar sobre el fluido presente dentro de dicha área de agrupamiento.

3. El elemento de lanceta de las reivindicaciones 1 o 2, comprendiendo adicionalmente un rebajo practicado dentro de una superficie de dicha base, en el que dicho rebajo está en comunicación de fluido con dicha abertura.

4. Combinación de tira reactiva que comprende:

una tira reactiva completa que comprende un biosensor y un miembro de soporte;

un elemento de lanceta separado de acuerdo con la reivindicación 1 fijado a dicha tira reactiva, estando dicho elemento de lanceta adaptado para transportar una muestra de fluido obtenida por dicho elemento de perforación hasta dicho biosensor.

5. La combinación de tira reactiva de la reivindicación 4, en la que dicha tira reactiva tiene una configuración electroquímica.

6. La combinación de tira reactiva de la reivindicación 4, en la que dicha tira reactiva tiene una configuración fotométrica o colorimétrica.

7. La combinación de tira reactiva de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en la que dicho elemento de lanceta es un elemento de lanceta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

8. Sistema para determinar la concentración de al menos un análito de una muestra fisiológica, comprendiendo dicho sistema:

al menos una combinación de tira reactiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7 y un aparato medidor para determinar automáticamente la concentración del análito de la muestra fisiológica, en el que dicho aparato medidor está configurado para recibir dicho dispositivo de tira reactiva.

9. Procedimiento de obtención de un aparato de pruebas, comprendiendo el procedimiento:

proporcionar un elemento de lanceta de acuerdo con lo descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

proporcionar una tira reactiva que tenga un sustrato y un biosensor; y

fijar dicha base del elemento de lanceta a dicha tira reactiva.