NL8702370A - Werkwijze en stelsel voor glucosebepaling en daarvoor bruikbaar meetcelsamenstel. - Google Patents

Description

4 r i VO 9362

Titel: Werkwijze en stelsel voor glucosebepaling en daarvoor bruikbaar meetcelsamenstel

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het continu bepalen van de glucoseconcentratie in subcutaan weefsel, waarbij gebruik wordt gemaakt van een enzymatische oxydatie van glucose door zuurstof 5 in tegenwoordigheid van het enzym glucose oxidase en met behulp van een meetcel de verbruikte hoeveelheid zuurstof of de gevormde hoeveelheid waterstofperoxyde wordt gemeten.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een 10 stelsel voor het continu bepalen van de glucoseconcentratie in subcutaan weefsel, alsmede op een voor gebruik in dit stelsel geschikt meetcelsamenstel en op een samenstel voor het continu regelen van de glucoseconcentratie in bloed.

15 Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een verder als glucose-sensor aangeduid stelsel dat bedoeld is om draagbare insulinepompen aan te sturen. Momenteel zijn in Nederland ca. 500 personen met draagbare insulinepompen uitgerust. Dit 20 zijn in het algemeen mensen waarbij geen bevredigende regeling mogelijk is met de klassieke methode van éénmaal of tweemaal per dag inspuiten van insuline. De bestaande draagbare insulinepompen missen echter de mogelijkheid om de insulinedosis te regelen in afhankelijkheid van 25 de glucoseconcentratie in het bloed. Een betrouwbare en draagbare glucose-sensor zou niet alleen voor deze groep personen een betere en comfortabelere regeling van de glucoseconcentratie mogelijk maken, maar tevens voor andere diabetespatiënten en in het algemeen personen, 30 welke een van de glucoseconcentratie in het bloed afhankelijke behoefte aan geneesmiddelen zoals insuline hebben, een aantrekkelijk alternatief zijn voor het dagelijks 8702370 *r * 4 -2- inspuiten van dergelijke geneesmiddelen.

Verscheidene onderzoeksgroepen houden zich bezig met de ontwikkeling van een glucose-sensor. Een van die onderzoeksgroepen is die van Shichiri van het 5 "First Department of Medicine" aan de universiteit van Osaka, Japan. Deze groep is erin geslaagd [zie Diabetologia 24 (1983) 179-184; Biomed. Biochim. Acta 43 (1984) 561-568; Diabetes Care 9 (1986) 298-301] om een glucose-sensor te ontwikkelen, die drie dagen 10 lang betrouwbaar de glucoseconcentratie in subcutaan weefsel kan meten. De kleine naaldvormige glucose-sensor bestaat uit een platina electrode, bedekt met geïmmobiliseerd enzym glucose oxidase. Bij de reactie van glucose met zuurstof in tegenwoordigheid van het enzym komt 15 H2O2 vrij, dat door deze electrode gemeten kan worden en een maat is voor de aanwezige hoeveelheid glucose.

In vitro geeft de electrode in een 5,5 mmol/1 glucose oplossing een stroom van 1,2 + 0,4 nA. De stroom verloopt lineair met de glucoseconcentraties, en de tijd om 20 90% van de plateauwaarde te bereiken is 16,2 + 6,2 sec.

In eerste instantie werd subcutaan gemeten in honden, waarbij de respons 5-15 minuten vertraging oploopt ten opzichte van het rechtstreeks meten in 25 bloed. De gevoeligheid van de electrode neemt geleidelijk af tot 57,4 + 7% van de aanvangswaarde na 96 uur meten.

Dit signaalverlies, te wijten aan de snelle afbraak van het enzym, zorgt ervoor dat de subcutaan ingebrachte sensor zeker elke drie dagen vervangen dient te worden.

30 Uiteindelijk heeft Shichiri een geheel draagbare kunstmatige endocriene pancreas ontwikkeld (12x15x6 cm, 400 gram), welke bestaat uit de sensor, een microcomputer, welke de benodigde infusiesnelheid van insuline berekent, en een systeem dat twee spuiten kan aandrijven. 35 Dit apparaat is in staat om gedurende 3 dagen de bloedglu-coseconcentratie te regelen in van pancreas ontdane 8702570 t -3- honden. Hierna is Shichiri gaan meten in subcutaan weefsel van diabetespatiënten. De subcutaan gemeten glucosewaardes zijn dan gemiddeld 10% lager dan die van het bloed, maar er bestaat een goede correlatie 5 tussen de twee waardes in het gebied tussen 60 en 400 mg/dl glucose. De gehele kunstmatige pancreas is hierna ook uitgetest op diabetespatiënten, gebruikmakend van een zelf ontwikkeld subcutaan insuline infusie algorithme. Er wordt slechts melding gemaakt van één representatieve 10 patiënt, waarbij de glucose twee dagen lang met behulp van de sensor wordt geregeld.

Een andere onderzoeksgroep wordt geleid door M. Kessler van het instituut voor fysiologie en cardiologie van de universiteit Erlangen-Nürnberg. De aldaar 15 ontwikkelde glucose-sensor [Hepato-gastroenterol. 31 (1984) 285-288] werkt ook via een enzymatische omzetting van glucose m.b.v. glucose oxidase, waarna het ontstane h2°2 gemeten wordt. Hiervoor wordt een electrode gebruikt met een gouden anode, welke bedekt is met drie membranen. 20 Als selector fungeert een dialyse-membraan dat permeabel is voor glucose, gassen en anorganische ionen, maar niet voor grotere moleculen zoals eiwitten. Daaronder ligt een enzymmembraan, dat als een soort reactieruimte fungeert. Hier bevindt zich het geïmmobiliseerde enzym 25 glucose oxidase. Het dichtst tegen de goud-anode aan ligt een afsluitend lipofiel membraan met geïncorporeerde proton carrier moleculen. Het glucose dat door de dialyse-membraan diffundeert, reageert in tegenwoordigheid van het enzym met zuurstof en hierbij ontstaat H2O2.

30 Het H2O2 wordt aan de goud-anode geoxideerd, waarbij 2 protonen ontstaan. Deze worden nu geëlimineerd door de proton carriers. Met deze sensor heeft Kessler gemeten in het peritoneum van geanaestheseerde ratten. Hij vindt een goed verband tussen de gemeten glucosewaardes 35 in het peritoneum en de werkelijke bloedglucosewaardes. Afmetingen van de electrode worden niet vermeld, maar 8702370 -4- een geschikte electrode voor implantatie bij mensen is nog niet voorhanden.

A. Müller en P. Abel van het Zentral institut für diabetes "Gerhard Katsch" uit Karlsberg (DDR) beschik-5 ken ook over een glucose oxidase/H202~sensor [Biomed. Biochim. Acta 43 (1984) 577-584; Biomed. Biochim. Acta 45 (1986) 769-777 ] .Ook hier is het geïmmobiliseerde enzym gefixeerd op het electrode-(Pt) oppervlak. Hier overheen zijn resp. een hydrofoob en hydrofiel membraan 10 gespannen als selector voor de glucose. Na een aanloopperiode van 24 uur geeft deze electrode een stabiel signaal af, d.w.z. een stroom van 0,02-6,8 nA, al naar gelang de glucoseconcentratie. Hij is 7 cm lang en heeft een diameter van 2-4 mm. Bij 6 honden werd de electrode 15 geïmplanteerd en de glucose gemeten. De verhouding tussen glucoseconcentratie in bloed en in weefsel varieert dan van 33 tot 70%. Behoudens deze grote spreiding treden er ook frequent storingen op, waardoor ook een goede in vivo ijking niet mogelijk is.

20 Alle totnogtoe ontwikkelde glucose-sensors, die reeds het experimentele in vivo stadium bereikt hebben, berusten derhalve op een systeem met geïmmobiliseerd enzym glucose oxidase. Dit heeft als voordeel dat de electrode klein is uit te voeren en eenvoudig 25 in z'n geheel geïmplanteerd kan worden. Een belangrijk nadeel is echter dat het enzym onder die condities slechts zeer kort houdbaar is en dat daardoor frequente vervanging (3-4 dagen) van de electrode noodzakelijk is. Een ander vereiste bij de immobilisatietechniek 30 is dat elke electrode afzonderlijk geijkt moet worden en dat het een dag duurt voordat de electrode een stabiel signaal kan geven.

Doel van de uitvinding is om een draagbare glucose-sensor te verschaffen die deze nadelen vermijdt 35 en met name op continue wijze betrouwbare meetresultaten geeft op basis waarvan de toediening van geneesmiddelen S7G1370 -5- zoals insuline in respons op de feitelijk bestaande glucose-concentratie kan worden gereguleerd, zonder dat frequente vervangingen nodig zijn van onder de huid aangebrachte onderdelen.

5 Dit doel wordt volgens de uitvinding gerealiseerd met een werkwijze van het in de aanhef vermelde type, die gekenmerkt wordt doordat continu een perfusie-vloeistof met constante snelheid vanuit een zich buiten het lichaam bevindende voorraadhouder via een luchtdicht 10 toevoerslangetje door een in het subcutane weefsel aangebrachte holle vezel, welke permeabel is voor glucose, wordt gevoerd en via een luchtdicht afvoerslangetje vanuit de holle vezel naar een zich buiten het lichaam bevindende meetcel en vervolgens naar een zich eveneens 15 buiten het lichaam bevindende verzamelhouder wordt gevoerd, waarbij de perfusievloeistof voor het passeren van de meetcel buiten het lichaam in kontakt wordt gebracht met glucose oxidase waardoor de glucose, die door dialyse via de wand van de holle vezel vanuit 20 het weefsel in de perfusievloeistof is overgegaan, wordt geoxydeerd.

Daarbij heeft het volgens de uitvinding de voorkeur dat de verbruikte hoeveelheid zuurstof wordt gemeten, en dat een meetcel wordt toegepast, die een 25 werk-electrode, een met electrolyt gevulde electrolytruimte en een referentie-electrode omvat en de perfusievloeistof via een in een doorstroomelement gelegen doorstroomkamer, welke een inlaat voor de uit de holle vezel afgevoerde perfusievloeistof en een uitlaat voor de naar de verzamel-30 houder af te voeren perfusievloeistof heeft en door een voor zuurstofgas permeabel membraan van de meetcel is gescheiden, langs de meetcel wordt gevoerd. Wat de meetcel betreft heeft het de voorkeur dat een werk-electrode van een edelmetaal, zoals goud, zilver en liefst 35 platina en een referentie-electrode van zilver worden toegepast, als electrolyt een kaliumfosfaatbuffer, 8701370 Γ -6- bij voorkeur 1/15 Μ K2HPO4 wordt toegepast, als voor zuurstofgas permeabel membraan een hydrofoob membraan, liefst een teflon membraan wordt toegepast en op de werk-electrode een ten opzichte van de referentie-electrode 5 negatieve spanning van circa 0,6 V wordt aangelegd.

Zoals iedere biosensor bestaat de nieuwe draagbare glucose-sensor volgens de uitvinding uit een "selector" gedeelte en een "detector" gedeelte.

Het selectorgedeelte zorgt er voor, dat alleen 10 glucose gemeten wordt uit de veelheid van stoffen die in het lichaam circuleren; de detector meet daarna de hoeveelheid.

Voor de selector worden een tweetal membranen en het enzym glucose oxidase (GOD) gebruikt, als detector 15 wordt een electrode gébruikt die een electrisch signaal afgeeft.

Het principe van de glucose-sensor is bekend en berust op de reactie: 20 glucose + O2 _Q.QP_> glucono-6-lacton + H2O2

De electrode meet de uit de reactie overgebleven hoeveelheid O2 of de gevormde hoeveelheid H2O2 afhankelijk van de spanning die men op de electrode zet.

25 De glucose-sensor volgens de uitvinding maakt gebruik van een subcutane dialyse-stap, waarbij glucose uit het onderhuidse vetweefsel door de wand van de holle vezel diffundeert in de dialysevloeistof, waarin de door het enzym gekatalyseerde reactie tussen glucose 30 en zuurstof plaatsvindt. Deze dialyse-stap ontbreekt in de bekende glucose-sensoren en wordt voor een betrouwbare glucose-sensor op enzymatische basis noodzakelijk geacht om de volgende redenen: 35 1) De 02-concentratie (verzadigd in water of lichaamsvocht) is niet voldoende. Bij glucoseconcentraties 8702.370 -7- van 100 mg/dl of hoger, is de (^-concentratie reeds nul en is glucose niet meer te meten. Dus moet de glucose-concentratie verdund worden t.o.v. de C>2 concentratie in de meetvloeistof. Dit nu wordt door een dialysesysteem 5 gerealiseerd.

2) Het enzym GOD heeft bij 37°C en continu meten een grote ontledingssnelheid. Het is dan ook noodzakelijk iedere dag of iedere twee dagen nieuw enzym te gebruiken. Met behulp van een dialysesysteem is dit eenvoudig 10 te doen door een nieuwe spuit aan te koppelen, zonder dat onder de huid aangebrachte onderdelen vervangen hoeven te worden.

Zoals gezegd wordt volgens de uitvinding bij voorkeur de verbruikte hoeveelheid zuurstof gemeten.

15 Dit heeft het voordeel dat minder stringente eisen gesteld hoeven te worden aan de kwaliteit van het toegepaste enzym. Wanneer de glucose-sensor zou berusten op een meting van de gevormde hoeveelheid waterstofper-oxyde, zouden sporen van het enzym catalase, dat de 20 afbraak van waterstofperoxyde katalyseert, een nadelige invloed op de nauwkeurigheid van de meting kunnen uitoefenen. Een tweede, aan een meting van de gevormde hoeveelheid waterstofperoxyde verbonden probleem is dat de dialysevloeistof met daarin het gevormde H2O2 25 direkt in contact met de elektrode moet worden gebracht, waarbij andere stoffen in de dialysevloeistof een storende invloed op de meting kunnen hebben. Mogelijk kan dit laatstgenoemde bezwaar worden ondervangen door gebruik van speciale membranen, bijvoorbeeld bepaalde cellulose-es-30 ter membranen, maar een perfecte scheiding van dialysevloeistof en elektrode, welke uitsluitend waterstofperoxyde laat passeren, is moeilijk te realiseren. Wanneer daarentegen de verbruikte hoeveelheid zuurstof wordt gemeten, kan men de dialysevloeistof perfect van de elektrode 35 gescheiden houden met behulp van een membraan, dat alleen permeabel is voor gassen zoals een teflon membraan, 8701370 -8- en de meting uitvoeren in een goed gedefinieerde elektrolyt, zoals een kaliumfosfaatbuffer uit 1/15 Μ K2HPO4.

De werkwijze volgens de uitvinding kan volgens een eerste uitvoeringsvorm zodanig worden uitgevoerd 5 dat als perfusievloeistof, die vanuit de voorraadhouder wordt aangevoerd, een fysiologische zoutoplossing wordt toegepast die na het passeren van de holle vezel en voor het passeren van de meetcel buiten het lichaam in kontakt wordt gebracht met glucose oxidase.

10 De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur echter zodanig uitgevoerd, dat als perfusievloeistof, die vanuit de voorraadhouder wordt aangevoerd, een oplossing van glucose oxidase in een fysiologische zoutoplossing wordt toegepast. Daarbij heeft het de 15 voorkeur dat de perfusievloeistof ten minste 0,05 mg, bij voorkeur ten minste 0,10 mg glucose oxidase per ml fysiologische zoutoplossing bevat, en liefst dat de perfusievloeistof 0,12 - 0,25 mg glucose oxidase per ml bevat. De stroomsnelheid van de perfusievloeistof 20 zal bij voorkeur 0,1-1,0 ml/uur, liefst 0,2-0,4 ml/uur bedragen.

De voor de dialyse-stap benodigde holle vezel moet glucose doorlaten. Het heeft de voorkeur dat een holle vezel van verzeepte celluloseester met een molecuul-25 gewicht cut off waarde van ca. 10 kD wordt toegepast.

Ook andere soorten materialen zijn echter bruikbaar, zoals holle vezels van polysulfon en acrylcopolymeer (Amicon). De geprefereerde cellulosevezel is echter soepeler en steviger ep kan gemakkelijker in het lichaam 30 worden ingebracht dan de dikkere en kwetsbaardere Amicon-vezel.

Wat de afmetingen betreft heeft het de voorkeur dat een holle vezel met een inwendige diameter van 100 - 500 /um, bij voorkeur 120 - 200 /urn een uitwendige 35 diameter van 130 - 550 /um, bij voorkeur 150 - 250 /um, en een lengte van 0,1-3 cm, bij voorkeur 0,5 - 2,5 8702.370 -9- cm wordt toegepast.

Ook de aard van de aan- en afvoerslangetjes is niet kritisch, mits deze luchtdicht zijn. De voorkeur hebben polyetheenslangetjes. Wat hun afmetingen betreft 5 heeft het de voorkeur dat de luchtdichte aan- en afvoerslanget jes een inwendige diameter van 0,2 - 0,6 mm, bij voorkeur 0,25 - 0,35 mm, en een uitwendige diameter van 0,4 - 1,0 mm, bij voorkeur 0,6 - 0,8 mm hebben.

De lengte van het luchtdichte afvoerslangetje 10 tussen de holle vezel en de doorstroomkamer dient bij voorkeur zo gering mogelijk te zijn om een snelle respons mogelijk te maken. De voorkeur heeft dat de lengte van het luchtdichte afvoerslangetje tussen de holle vezel en de doorstroomkamer 1-10 cm, bij voorkeur 15 1 - 5 cm bedraagt.

Wat het doorstroomelement betreft, heeft het in verband met een hoge nauwkeurigheid van de glucose-sensor de voorkeur, dat een doorstroomkamer wordt toegepast met zodanige afmetingen, vormgeving en ligging van 20 de perfusievloeistofinlaat en -uitlaat, dat nagenoeg geen dode ruimten optreden. Het vrijliggende oppervlak van de werk-electrode, die door het voor zuurstof (of voor H2O2) permeabele membraan gescheiden is van de perfusievloeistof, kan dwars op de stromingsrichting 25 van de perfusievloeistof staan of ook in het verlengde van de perfusievloeistofinlaatopening liggen, waarbij de afstand tussen de inlaatopening en het vrijliggende oppervlak van de werk-electrode bij voorkeur kleiner dan 5 mm, liefst kleiner dan 1 mm bedraagt.

30 Als voorraadhouder voor perfusievloeistof zal bij voorkeur een injectiespuit worden toegepast met een inhoud van 5-30 ml, liefst ca. 10 ml, welke voorzien is van een aandrijving waarmee de daarin aanwezige perfusievloeistof met een constante snelheid door 35 het daarop aangesloten aanvoerslangetje kan worden gedrukt. Als verzamelhouder fungeert bij voorkeur een 8701370 -10- zakje van kunststof.

De uitvinding wordt verder belichaamd in een stelsel voor het continu bepalen van de glucosecon-centratie in subcutaan weefsel, gekenmerkt door 5 een voor glucose permeabele holle vezel; luchtdichte aan- en afvoerslangetjes voor perfusievloeistof; en een meetcel voor het meten van de hoeveelheid zuurstof of de hoeveelheid waterstofperoxyde in de 10 perfusievloeistof; alsmede desgewenst een voorraadhouder voor perfusievloeistof, voorzien van een orgaan waarmede zich in de voorraadhouder bevindende perfusievloeistof met een constante snelheid via het op de voorraadhouder aangesloten aanvoerslangetje 15 door de holle vezel kan worden geleid; en een verzamelhouder voor gebruikte perfusievloeistof, alsmede in een voor gebruik in dit stelsel geschikt meetcelsamenstel, dat gekenmerkt wordt door een meetcel, omvattende een werk-electrode, een electrolytruimte 20 en een referentie-electrode, alsmede een bijpassend doorstroomelement voor perfusievloeistof, omvattende een inlaat en een uitlaat voor perfusievloeistof die uitmonden in een doorstroomkamer welke door een voor zuurstofgas permeabel membraan van de meetcel kan worden 25 gescheiden.

Verder wordt de uitvinding belichaamd in een samenstel voor het continu regelen van de glucose-concentratie in bloed, dat gekenmerkt wordt door een stelsel voor het continue bepalen van de glucoseconcentra-30 tie in subcutaat weefsel zoals bovenstaand gedefinieerd, alsmede een regelbaar injectiesysteem waarmee geneesmiddelen zoals insuline in het bloed kunnen worden gebracht; en 35 een reken- en regelsysteem, waarmee op basis van de meetwaarden van de meetcel en een bijbehorende 870*370 -11- ijk-kromme de glucoseconcentratie in het subcutane weefsel kan worden berekend, door middel van een algoritme, waarvan de karakteristieke en relevante parameters in een mathematisch model zijn ondergebracht, de hoeveel-5 heid toe te voeren geneesmiddel kan worden bepaald en het regelbare injectiesysteem zodanig kan worden aangestuurd dat de glucose-concentratie in het weefsel en/of in het bloed tussen vooraf ingestelde waarden blijft. Bij voorkeur heeft de rekeneenheid tevens de 10 funktie van alarmering in geval van extreme glucose-con-centraties in het lichaam en bij storingen. De rekeneenheid kan tevens als neventaak hebben het verloop van de geheugen-concentratie en insuline toevoer bij te houden, in het lokale geheugen op te slaan en op kommando 15 van een extern systeem te transporteren naar andere data verwerkende systemen.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekening en een beschrijving van uitgevoerde experimenten.

20 In de tekening is fig. 1 een schematisch aanzicht in doorsnede van een draagbare glucose-sensor volgens de uitvinding; fig. 2 een schematisch aanzicht in doorsnede van een meetcelsamenstel volgens de uitvinding; 25 fig. 3 een schematisch aanzicht in doorsnede van een op een naald gemonteerde holle vezel van polyacry-laat ; figuren 4-8 grafisch uitgezette resultaten van in vitro en in vivo experimenten.

30 Zoals in fig. 1 schematisch is weergegeven omvat het stelsel volgens de uitvinding voor het continu bepalen van de glucoseconcentratie in subcutaan weefsel een onder de huid (1) aan te brengen holle vezel (2) welke via een luchtdicht aanvoerslangetje (3) en een, 35 luchtdicht afvoerslangetje (4) is verbonden met buiten het lichaam gelegen onderdelen. Het aanvoerslangetje 87©2370 -12- (3) kan worden aangesloten op een voorraadhouder (5) voor perfusievloeistof, waarbij een door een pomp (6) aangedreven orgaan (7) aanwezig is om de zich in de voorraadhouder bevindende perfusievloeistof met een 5 constante snelheid via het aanvoerslangetje door de holle vezel te kunnen dwingen. Het afvoerslangetje (4) kan worden aangesloten op de perfusievloeistofinlaat van een doorstroomelement (8), waarvan de perfusievloei-stofuitlaat via een slangetje (9) is verbonden met 10 een verzamelhouder (10) voor gebruikte perfusievloeistof.

Op het doorstroomelement (8) is een, ook wel als elektrode aangeduide meetcel (11) aangesloten, welke met een potentiostaat (12) is verbonden.

Vanzelfsprekend zijn ook andere uitvoeringsvormen 15 dan de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvormen mogelijk.

Zo is bijvoorbeeld niet noodzakelijk dat het aanvoer-slangetje en het afvoerslangetje op verschillende plaatsen door de huid passeren en de holle vezel zich slechts in één richting uitstrekt. Wanneer men een lusvormige 20 holle vezel gebruikt kan men met één gat in de huid voor aan- en afvoer volstaan, kan men lijmverbindingen in het lichaam vermijden en kan men eventuele spanningen op de holle vezel bij bewegen van de persoon vermijden.

Zoals in fig. 2 schematisch is weergegeven 25 omvat de meetcel (11) een werk-electrode (13) die door een isolatiemantel (14) van bijvoorbeeld glas of kunststof is gescheiden van een referentie-elektrode (15), welke bijvoorbeeld met behulp van epoxyhars op de isolatiemantel (14) is gelijmd. De werk-electrode bestaat bij voorkeur 30 uit een platina-draad, waarvan het werkoppervlak beperkt is tot de punt. De referentie-elektrode bestaat bij voorkeur uit een zilveren huls waarin een elektrolytruimte (16) is uitgefreesd. De werk-electrode en referentie-elektrode zijn via ommantelde stroomgeleiders (17) resp.

35 (18) verbonden met een (in fig. 2 niet getoonde) potentio staat. De referentie-elektrode is gevat in een isolerende 8702370 -13- mantel (19) van bijvoorbeeld glas of kunststof. Zoals in fig. 2 wordt getoond hoeft niet het volledige buitenoppervlak van de referentie-elektrode te zijn ommanteld. Aan het meetcel-uiteinde, waar zich het vrijliggende 5 werkoppervlak (20) van de werk-electrode en de elektrolyt-ruimte (16) bevinden, is de referentie-elektrode gevat in een isolerende mantel (21) welke bij voorkeur uit glas of een harde kunststof is vervaardigd en waarvan de buitendiameter zodanig aan de afmetingen van het 10 (in fig. 2 louter schematisch weergegeven) doorstroomele-ment (8) is aangepast, dat het doorstroomelement passend over deze isolerende mantel (21) kan worden geschoven.

Het voor zuurstofgas permeabele en voor vloeistof ondoorlaatbare membraan, of het voor H2O2 permeabele membraan 15 dat de in het doorstroomelement gelegen doorstroomkamer voor perfusievloeistof scheidt van de meetcel, kan in een voorkeursuitvoeringsvorm bestaan uit een los vel (22) van bijvoorbeeld teflon in het geval van een zuurstofeleketrode, dat bij het opschuiven van het 20 doorstroomelement op de meetcel tussen de mantel (21) en het doorstroomelement (8) wordt ingesloten. Hierdoor worden de werk-elektrode, de referentie-elektrode en de met een elektrolyt gevulde elektrolytruimte gescheiden van de als doorstroomkamer aangeduide ruimte in het 25 doorstroomelement door welke de van de holle vezel afkomstige perfusievloeistof wordt geleid. Het membraan kan echter ook een vast onderdeel van de meetcel zijn, of door diptechnieken worden aangebracht. In het geval van de zuurstofelektrode is elk hydrofoob membraan, 30 dat alleen gassen doorlaat, geschikt. In fig. 2 worden verder de belangrijkste maten van de in de experimenten toegepaste miniatuur-meetcel aangegeven, nl. een lengte van ca. 23 mm en een diameter in de orde van grootte van 5 mm.

35 Het stelsel volgens de uitvinding kan een holle vezel met een diameter van 500-1200 /urn, bij

S70Ï37O

-14- voorkeur 900-1100 /urn, zoals een Amicon holle vezel omvatten, die direkt, gemonteerd op een naald zoals weergegeven in fig. 3, onderhuids kan worden ingebracht.

De in fig. 3 getoonde holle vezel-op-naald omvat een 5 toevoerbuis (23), een afvoerslangetje (24), een siliconenvlinder (25), een buitenbuis (26) met dubbel lumen, een polysulfon holle vezel (27), een perfusiestroom keerpunt (28) en een naaldpunt (29).

De voorkeur hebben echter holle vezels van 10 cellulose-ester met een uitwendige diameter van 150-250 /um, die bij voorkeur op de volgende wijze worden gebruikt. Allereerst moet de holle vezel in positie worden gebracht. Daartoe wordt een injectienaald (1,20 x 40 mm) bij voorkeur ergens op de buik (weinig pijnreceptoren) 15 door de huid in het onderhuidse vetweefsel gebracht, waarna de punt van de naald weer door de huid van binnenuit naar buiten wordt gestoken. Op deze wijze ontstaat een geleidebuis waar doorheen het uit aanvoerslangetje (3), holle vezel (2) en afvoerslangetje (4) bestaande 20 slangensysteem wordt getrokken, totdat de holle vezel zich in de naald bevindt (de aan- en afvoerslangetjes zijn bijvoorbeeld door lijm hechtvast met de holle vezel verbonden). Dan wordt de naald teruggetrokken, zodat zich alleen de holle vezel met een klein gedeelte 25 aan- en afvoerslang in het lichaam bevindt. Vervolgens worden buiten het lichaam de overige onderdelen aangesloten.

Om de subcutane dialyse te kunnen uitvoeren wordt met een constante snelheid van bij voorkeur ca.

0,3 ml/uur perfusievloeistof via het aanvoerslangetje 30 door de holle vezel gevoerd. De perfusievloeistof, die zich in de voorraadhouder (5), zoals een (wegwerp)in-jectiespuit van 10 ml, bevindt, bestaat bij voorkeur uit een oplossing van het enzym glucose oxidase in een fysiologische zoutoplossing, bijvoorbeeld een oplos-35 sing die per ml 0,15 mg GOD bevat.

De zich in het onderhuidse vetweefsel bevindende 8702370 -15- glucose diffundeert door de wand van de holle vezel in de perfusievloeistof, waarin de reactie tussen de glucose en de zuurstof onder katalyse van het enzym plaatsvindt. Via het aan de andere kant van de holle 5 vezel (2) gelijmde afvoerslangetje (4) wordt de perfusievloeistof afgevoerd naar een zich buiten het lichaam bevindende, geminiaturiseerde zuurstofelektrode, waar de overgebleven hoeveelheid zuurstof uit de enzymatische reactie wordt bepaald en wordt omgezet in een electrisch 10 signaal. De dialysevloeistof wordt nu afgevoerd naar een zakje (10). De electrode is via een ommanteld 2-aderig kabeltje verbonden met een potentiostaat (12), die een vast voltage (- 0,6 V) op de electrode handhaaft en de door de zuurstof veroorzaakte stroomsterkte meet.

15 Een hier niet verder uitgewerkt alternatief bestaat uit het gebruik van een fysiologische zoutoplossing als perfusievloeistof in combinatie met een zich buiten het lichaam tussen het afvoerslangetje (4) en de zuurstofelektrode (11) bevindende reactieruimte 20 welke het enzym bevat. Door de perfusievloeistof, welke in de holle vezel (2) glucose uit het weefsel heeft opgenomen, via het afvoerslangetje (4) door deze separate reactieruimte te leiden, kan eveneens worden verzekerd dat de gewenste reactie plaatsvindt voordat de perfusie-25 vloeistof de zuurstofelektrode bereikt. Hoewel deze variant een extra onderdeel vereist, nl. een enzym bevattende separate reactieruimte, zou hij aantrekkelijk kunnen zijn omdat het enzym buiten het lichaam blijft.

Met de meetcel wordt specificiteit voor zuurstof 30 bereikt door een negatief voltage van 0,6 V op de werk-elek-trode te brengen t.o.v. de referentie-elektrode. Elektronen van de werk-elektrode reduceren dan de zuurstof die door het membraan passeert. De met de potentiostaat gemeten stroomsterkte is evenredig met de zuurstofconcen-35 tratie en wordt afgelezen op een ampèremeter. De potentiostaat is bij voorkeur een draagbaar apparaat dat door 8702370 -16- batter i jen wordt gevoed en voorzien is van een digitale uitgang en analoge uitgang (in het geval van experimenten voor registratie-doeleinden).

In de onderstaand te beschrijven experimenten 5 werd een slangensysteem gebruikt, bestaande uit polyetheen aan- en afvoerslangetjes met een inwendige diameter van 0,29 mm en een uitwendige diameter van 0,69 mm, en een holle vezel van "saponified cellulose ester (SCE)" met een molekuulgewicht cut off waarde (MWCO) 10 van 10 kD, een inwendige diameter (in droge toestand) van 150 /urn + 15 /urn en een uitwendige diameter (in droge toestand) van ca. 186 /urn. Het afvoerslangetje had een lengte van ca. 1,5 cm.

15 IN VITRO EXPERIMENT

Bij dit experiment werd de glucose-sensor getest door de holle vezel met een lengte van 10 mm afwisselend in vaatjes met water of met een glucose 20 oplossing van een bekende concentratie te hangen. Door de fiber werd een enzymoplossing (GOD 0,15 mg/ml) gepompt met een snelheid van 1,05 ml/uur. Uit de registraties van de op de potentiostaat aangesloten recorder werden de volgende parameters afgeleid: RESULTATEN:

Glucose 100 mg/dl: 1 23 gem. +/- S.D.

richtingscoëfficiënt 7,5 7,4 8,7 7,87 +/- 0,72 uitslag (dln.) 18,5 21,2 20,1 19,93 +/- 1,36 t 90% (sec.) 156 192 144 174 +/“ 25 870257® -17-

Glucose 200 mg/dl: 12 34 gem. +/- S.D.

rico 11,6 15,2 14,8 13,5 13,78 +/- 1,62 uitslag (dln.) 52,5 51,0 46,7 36,5 46,68 +/- 7,21 t 90% (sec.) 228 180 192 144 186 +/- 35

Glucose 300 mg/dl: 1 234567 gem. +/- S.D.

rico 18,2 19,0 18,0 23,0 22,4 18,6 20,2 19,9 +/- 2,40 uitslag 59,5 61,8 68,4 57,8 60,2 64,3 65,0 62,3 +/- 3,68 t 90% 192 252 336 120 180 420 180 240 +/- 105

Glucose 400 mg/dl: 123 gem. +/- S.D.

rico 21,8 24,3 26,6 24,23 +/— 2,40 uitslag 84,5 84,0 81,0 83,17 +/- 1,89 t 90% 468 156 192 272 +/- 171

In alle gevallen was de responstijd (t res) ten hoogste 1 minuut. De responstijd is de tijd die verstrijkt tussen het moment waarop het water wordt vervangen door een glucose oplossing en het moment waarop de recorder begint uit te slaan. Met t 90% wordt de tijd bedoeld, die verstrijkt tussen het eerstgenoemde moment en het moment waarop de uitslag van de recorder 90% van de plateauwaarde bereikt. De richtingscoëfficiënt of rico duidt op de snelheid waarmee de uitslag toeneemt.

In figuur 4 is het verband weergegeven tussen de glucoseconcentratie en de uitslag op de recorder.

Figuur 5 toont het verband tussen de glucoseconcentratie en de richtingscoëfficiënt en figuur 6 toont de relatie tussen de uitslag en de richtingscoëfficiënt.

Zoals uit fig. 4 blijkt is er een lineair verband tussen de concentratie en de uitslag. Dit betekent 8702370 -18- dat de glucose-sensor lineair werkt in het concentratiegebied van 0 tot 400 mg/dl en dat dus in dit gebied het sensorsignaal een maat is voor de glucoseconcentratie.

Pig. 5 laat 2ien dat ook tussen de glucoseconcen-5 tratie en de richtingscoëfficiënt een lineair verband bestaat. Wel is het zo dat bij hogere concentraties het bepalen van de rico steeds moeilijker wordt, zodat de standaarddeviatie (SD) daar steeds groter wordt.

Dit speelt bij in vivo metingen geen rol, omdat de 10 glucose-sensor snel genoeg is, zodat de plateauwaarden gebruikt mogen worden om de glucoseconcentratie te berekenen. In fig. 6 is aangetoond dat ook tussen de uitslag en de rico van een stijging een rechtevenredig verband bestaat. Dit betekent dat de rico een goede 15 maat is voor het niveau waarop het plateau zich zal instellen.

In het concentratiegebied van 0 tot 400 mg/dl geeft de glucose-sensor derhalve een lineair signaal af. Dit geldt zowel voor de richtingscoëfficiënt als 20 voor de plateauwaarde.

IN VIVO EXPERIMENT OP EEN DIABETE

PROTOCOL: 25

De proefpersoon had 's morgens wel ontbeten, maar geen insuline gespoten. Na een beginregistratie met de glucose-sensor (subcutaan) en de Yellow Springs (veneus bloed) werd op t=0 een dosis insuline toegediend 30 (Actrapid). Deze dosis was specifiek berekend voor de proefpersoon en werd op de gebruikelijke wijze toegediend. De daling van de glucoseconcentratie werd zowel met de glucose-sensor als met de Yellow Springs gevolgd.

De glucose-sensor omvatte een holle vezel 35 van 10 mm lengte. De enzymoplossing (GOD 0,15 mg/dl) werd met een snelheid van 0,97 ml/uur door de holle vezel gepompt.

870237® -19- RE SULTATEN:

Subcutane registraties (zie ook figuur 7): IJking in vivo: 74 schaaldelen = 394 mg/dl dus 1 schaaldeel = 5,32 mg/dl t(min) uitslag (dln) conc. (mg/dl) t(min) uitslag (dln) conc. (mg/dl) -30 67,0 356,7 28 77,5 412,6 -28 69,0 367,4 30 78,0 415,3 -26 71,0 378,0 32 77,8 414,2 -24 71,0 378,0 34 77,3 411,6 -22 72,0 383,4 36 76,2 405,7 -20 72,0 383,4 -18 72,5 386,0 46 75,0 ' 399,3 -16 73,0 388.,7 48 76,0 404,6 -14 73,2 389,7 50 76,0 404,6 -12 72,5 391,3 -10 74,0 394,0 68 64,5 343,4 - 8 74,0 394,0 70 62,5 332,8 - 6 74,5 396,7 72 60,0 319,4 - 4 74,5 396,7 " 2 75,0 399,3 76 56,5 300,8 0 78 56,0 298,2 6 74,5 396,7 80 50,0 266,2 8 75,0 399,3 82 48,0 255,6 10 76,0 404,6 84 47,0 250,2 12 76,5 407,3 86 47,0 250,2 14 76,0 404,6 16 76,0 404,6 92 42,0 223,6 18 76,5 407,3 20 77,0 410,0 102 31,0 165,0 22 77,0 410,0 104 31,5 167,7 24 76,3 406,2 106 30,0 159,7 26 76,4 406,8 110 31,5 167,7

Bloedglucosewaarden: t(min.) conc. (mg/dl) t(min.) conc. (mg/dl) -180 356 13 378 - 93 365 18 372 - 78 372 54 266 - 63 386 60 265 - 48 395 64,5 245 - 33 396 71 241 - 18 395 78 222 - 2 392 87 195 6 388 96 185 11 380 8702370 -20-

De daling van de glucoseconcentratie in de subcutane weefsels komt ca. 30 minuten later dan de daling in het bloed. Aangezien de glucose-sensor zelf een vertraging heeft van ca. 1 minuut is deze vertraging 5 een fysiologisch verschijnsel, verband houdend met de snelheid van verdeling van insuline over het intra-en extravasculaire compartiment enerzijds en de onmiddellijke afname van afgifte van glucose door de lever (resulterend in een snelle bloedsuikerdaling), gevolgd door een 10 meer geleidelijke perifere utilisatie door de cellen (resulterend in een aanvankelijk langzame daling van de extravasculaire glucoseconcentratie) anderzijds.

De glucose-sensor lijkt de subcutane processen betrouwbaar te volgen. Mogelijk zal de vertraging tussen 15 het bloed en de subcutane weefsels echter inter- en intra-individuele variatie vertonen.

IN VIVO EXPERIMENT OP EEN GEZONDE PROEFPERSOON

20 PROTOCOL:

Na een registratie van het basale niveau gedurende enige tijd werd op t=0 oraal 60 gram glucose in 96 ml water toegediend. De effecten in het bloed werden 25 gevolgd met behulp van de Boehringer Glucotest en subcu-taan met de glucose-sensor. Deze omvatte een holle vezel van 10 mm lengte. Hierdoor werd een enzymoplossing (GOD 0,15 mg/ml) gepompt met een snelheid van 1,05 ml/uur.

8702.370 -21- RESULTATEN:

Subcutane registraties (zie ook figuur 8)

In vitro ijking: 28,7 schaaldelen = 100 mg/dl dus 1 schaaldeel = 3,48 mg/dl t(min) uitslag (dln.) conc. (mg/dl) t(min) uitslag (dln.) conc. (mg/dl) -20 15,4 53,5 52 40,7 141,8 -18 10,2 35,5 54 40,2 140,0 -15 2,2 7,66 56 39,7 138,3 -14 9,3 32,4 58 39,7 138,3 -12 16,8 58,5 60 37,9 132,0 -10 17,2 59,9 62 42,2 147,0 - 8 20,7 72,1 64 42,7 148,8 - 6 22,1 77,0 66 38,7 134,8 - 4 21,7 75,6 68 42,7 148,8 - 2 22,2 77,4 70 41,7 145,3 0 22,5 78,4 72 40,4 140,8 2 21,9 76,3 74 42,7 148,8 4 21,2 73,9 76 41,2 143,6 6 21,5 74,9 78 43,2 150,5 8 21,7 75,6 80 46,2 161,0 10 22,5 78,4 82 48,7 169,7 12 23,2 80,8 84 46,2 161,0 14 22,9 79,8 86 42,7 148,8 16 23,9 83,3 88 43,7 152,3 18 24,7 86,1 90 50,7 176,6 20 25,1 87,4 92 52,4 182,6 22 23,9 83,3 94 52,2 181,9 24 25,2 87,8 96 53,2 185,4 26 25,9 90,2 98 53,2 185,4 30 27,7 96,5 100 52,7 183,6 32 29,7 103,5 102 52,2 181,9 34 32,4 112,9 104 50,4 175,6 36 37,2 129,9 106 55,2 192,3 38 34,2 119,2 108 51,2 178,4 40 35,4 123,3 110 51,5 179,4 42 38,5 143,1 112 49,7 173,2 114 49,5 172,5 48 38,7 134,8 116 47,7 166,2 50 38,7 134,8 118 47,4 165,2 6702370 -22- t(min.) uitslag (dln.) conc. (mg/dl) t(min.) uitslag (dln.) conc. (mg/dl) 120 46,2 161,0 178 40,8 142,2 122 43,6 151,9 180 40,3 140,4 124 43,2 150,5 182 37,4 130,3 126 42,4 147,7 184 37,7 131,4 128 41,1 143,2 186 36,5 127,2 130 42,4 147,7 188 35,1 122,3 190 34,2 119,2 136 42,8 149,1 192 33,7 117,4 138 43,1 150,2 194 33,7 117,4 140 43,2 150,5 196 32,6 113,6 142 43,7 152,3 198 33,2 115,7 144 44,4 154,7 200 32,7 113,9 146 43,7 152,3 202 33,4 116,4 148 43,7 152,3 204 33,7 117,4 150 45,7 159,2 206 32,7 113,9 152 45,7 159,2 208 32,7 113,9 210 35,2 122,6 156 46,7 162,7 212 34,2 119,2 158 44,4 154,7 214 36,2 126,8 160 45,2 157,5 216 37,1 129,3 162 46,3 161,3 218 36,7 127,9 220 34,7 120,9 166 46,4 161,7 222 36,0 125,4 168 44,4 154,7 224 35,2 122,6 170 42,7 148,8 226 34,2 119,2 172 44,6 155,4 228 34,7 120,9 174 43,2 150,5 230 33,1 115,3

Bloedglucosewaarden: t(min.) conc. (mg/dl) t(min.) conc. (mg/dl) -130 78,66 65 178,66 -110 80,40 80 184,37 -100 77,42 100 179,40 - 80 66,75 115 106,45 - 55 61,79 130 113,65 - 25 74,69 145 115,63 0 69,23 160 139,45 20 103,47 175 74,69 35 128,04 190 111,41 45 148,39 205 118,36 55 149,38 8702170 -23-

Uit figuur 8 blijkt dat de stijging van de glucosespiegel in de subcutane weefsels ca. 10 minuten later komt dan de stijging in het bloed. Ook de daling zet ca. 10 minuten later in. De glucose-sensor heeft 5 zelf een responstijd van ongeveer 1 minuut, dus deze vertraging is mede een fysiologisch effect. Verder blijkt dat tijdens de daling van de glucosespiegels de spiegel subcutaan boven de bloedspiegel ligt. Een verklaring voor deze waarnemingen ligt in het feit 10 dat de insuline zich eerst over de bloedbaan moet verdelen waarna het de afgifte van glucose door de lever remt.

Dit heeft tot gevolg dat de bloedsuikerspiegel daalt.

Vanuit het bloed diffundeert de insuline in het extracel-lulaire vocht waarna het de cellen aanzet tot een versnelde 15 opname van de glucose. Dit verklaart waarom de daling in de subcutane weefsels later en sneller is dan in het bloed.

Aan het eind van de proef stelt zich opnieuw een evenwicht in tussen de extracellulaire vloeistof 20 (subcutaan) en bloed, zodat de concentratie in beide compartimenten nagenoeg gelijk wordt.

De glucose-sensor lijkt derhalve opnieuw de subcutane processen betrouwbaar te volgen. De waarnemingen zijn fysiologisch verklaarbaar. Opvallend is de vrij 25 geringe vertraging bij de niet-diabetische proefpersoon (ca. 10 minuten) tussen de veranderingen in het bloed en subcutaan. Dit kan wijzen op grote individuele verschillen, maar zou ook erop kunnen berusten dat de verschillen tussen intravasculair^ en extravasculaire extracellulaire 30 glucoseconcentratie in het fysiologisch bereik tijdens een non steady state veel geringer zijn dan bij ontregelde diabetes met hyperglykemie.

8702370

Claims (40)

1. Werkwijze voor het continu bepalen van de glucose-concentratie in subcutaan weefsel, waarbij gebruik wordt gemaakt van een enzymatische oxydatie van glucose door zuurstof in tegenwoordigheid van het enzym glucose oxidase 5 en met behulp van een meetcel de verbruikte hoeveelheid zuurstof of de gevormde hoeveelheid waterstofperoxyde wordt gemeten, met het kenmerk, dat continu een perfusie-vloeistof met constante snelheid vanuit een zich buiten het lichaam bevindende voorraadhouder via een luchtdicht 10 toevoerslangetje door een in het subcutane weefsel aangebrachte holle vezel, welke permeabel is voor glucose, wordt gevoerd en via een luchtdicht afvoerslangetje vanuit de holle vezel naar een zich buiten het lichaam bevindende meetcel en vervolgens naar een zich eveneens 15 buiten het lichaam bevindende verzamelhouder wordt gevoerd, waarbij de perfusievloeistof voor het passeren van de meetcel buiten het lichaam in kontakt wordt gebracht met glucose oxidase waardoor de glucose, die door dialyse via de wand van de holle vezel vanuit het weefsel in 20 de perfusievloeistof is overgegaan, wordt geoxydeerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verbruikte hoeveelheid zuurstof wordt gemeten.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een meetcel wordt toegepast, die een werkelectrode, 25 een met electrolyt gevulde electrolytruimte en een referen-tie-electrode omvat en de perfusievloeistof via een in een doorstroomelement gelegen doorstroomkamer, welke een inlaat voor de uit de holle vezel afgevoerde perfusievloeistof en een uitlaat voor de naar de verzamelhouder 30 af te voeren perfusievloeistof heeft en door een voor zuurstofgas permeabel membraan van de meetcel is gescheiden, langs de meetcel wordt gevoerd.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, 8702.370 "25- dat een werkelectrode van edelmetaal, liefst platina en een referentie-electrode van zilver worden toegepast, als electrolyt een kaliumfosfaatbuffer, bij voorkeur 1/15 Μ K2HPO4 wordt toegepast, als voor zuurstofgas 5 permeabel membraan een teflon membraan wordt toegepast en op de werkelectrode een ten opzichte van de referen-tie-electrode negatieve spanning van circa 0,6 V wordt aangelegd.

5. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-4, 10 met het kenmerk, dat als perfusievloeistof, die vanuit de voorraadhouder wordt aangevoerd, een fysiologische zoutoplossing wordt toegepast die na het passeren van de holle vezel en voor het passeren van de meetcel buiten het lichaam in kontakt wordt gebracht met glucose oxidase. 15

6. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat als perfusievloeistof, die vanuit de voorraadhouder wordt aangevoerd, een oplossing van glucose oxidase in een fysiologische zoutoplossing wordt toegepast.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de perfusievloeistof ten minste 0,05 mg, bij voorkeur ten minste 0,10 mg glucose oxidase per ml fysiologische zoutoplossing bevat.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, 25 dat de perfusievloeistof 0,12 - 0,25 mg glucose oxidase per ml bevat.

9. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat een holle vezel van verzeepte cellu-loseester met een molecuulgewicht cut off waarde van 30 ca. 10 kD wordt toegepast.

10. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat een holle vezel met een inwendige diameter van 100 - 500 /um, bij voorkeur 120 - 200 /urn een uitwendige diameter van 130 - 550 /um, bij voorkeur 35 150 - 250 /um, en een lengte van 0,1-3 cm, bij voorkeur 0,5 - 2,5 cm wordt toegepast. 870 2.370 -26-

11. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat een holle vezel van polysulfon en acryl copolymeer wordt toegepast.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, 5 dat een holle vezel met een inwendige diameter van 500-1200 /urn, bij voorkeur 900-1100 /urn wordt.toegepast.

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-12, met het kenmerk, dat als luchtdichte aan- en afvoerslangetjes polyetheenslangetjes worden toegepast.

14. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-13, met het kenmerk, dat de luchtdichte aan- en afvoerslangetjes een inwendige diameter van 0,2 - 0,6 mm, bij voorkeur 0,25 - 0,35 mm, en een uitwendige diameter van 0,4 - 1,0 mm, bij voorkeur 0,6 - 0,8 mm hebben.

15. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-14, met het kenmerk, dat de lengte van het luchtdichte afvoer-slangetje tussen de holle vezel en de doorstroomkamer 1 - 10 cm, bij voorkeur 1 - 5 cm bedraagt.

16. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-15, 20 met het kenmerk, dat de perfusievloeistofinlaat van de doorstroomkamer uitmondt tegenover of dwars op het vrijliggende oppervlak van de werkelectrode, waarbij de afstand tussen het inlaatuiteinde en het vrijliggende oppervlak van de werkelectrode, die door het voor zuurstof 25 permeabele membraan van elkaar zijn gescheiden, kleiner dan 5 mm, bij voorkeur kleiner dan 1 mm bedraagt.

17. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-15, met het kenmerk, dat een doorstroomkamer wordt toegepast met zodanige afmetingen, vormgeving en ligging van de 30 perfusievloeistofinlaat en -uitlaat, dat nagenoeg geen dode ruimten optreden.

18. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-17, met het kenmerk, dat de perfusievloeistof wordt doorgevoerd met een stroomsnelheid van 0,1 - 1,0 ml/uur, liefst, 35 0,2-0,4 ml/uur.

19. Stelsel voor het continu bepalen van de glucosecon- 8702370 -27- centratie in subcutaan weefsel, gekenmerkt door een voor glucose permeabele holle vezel; luchtdichte aan- en afvoerslangetjes voor perfusievloei-stof; en 5 een meetcel voor het meten van de hoeveelheid zuurstof of de hoeveelheid waterstofperoxyde in de perfusievloeistof; alsmede desgewenst een voorraadhouder voor perfusievloeistof, voorzien van een orgaan waarmede zich in de voorraadhouder bevindende 10 perfusievloeistof met een constante snelheid via het op de voorraadhouder aangesloten aanvoerslangetje door de holle vezel kan worden geleid; en een verzamelhouder voor gebruikte perfusievloeistof.

20. Stelsel volgens conclusie 19, met het kenmerk, 15 dat de meetcel een werkelectrode, een electrolytruimte, en een referentie-electrode omvat en voorzien is van een bijpassend doorstroomelement, dat een inlaat en een uitlaat voor perfusievloeistof omvat die uitmonden in een doorstroomkamer welke door een voor zuurstofgas 20 permeabel membraan van de meetcel kan worden gescheiden.

21. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de werkelectrode van een edelmetaal, liefst platina en de referentie-electrode van zilver zijn vervaardigd.

22. Stelsel volgens conclusie 20 of 21, met het 25 kenmerk, dat de electrolytruimte gevuld is met een kalium-fosfaatbuffer, bij voorkeur 1/15 Μ K2HPO4.

23. Stelsel volgens een van de conclusies 20 - 22, met het kenmerk, dat het voor zuurstofgas permeabele membraan uit een hydrofoob membraan, bij voorkeur teflon 30 bestaat.

24. Stelsel volgens een van de conclusies 20 - 23, met het kenmerk, dat de perfusievloeistofinlaat van de doorstroomkamer uitmondt tegenover of dwars op het vrijliggende oppervlak van de werkelectrode, waarbij 35 de afstand tussen het inlaatuiteinde en het vrijliggende oppervlak van de werkelectrode, die door het voor zuurstof 8702370 -28- permeabele membraan van elkaar zijn gescheiden, kleiner dan 5 mm, bij voorkeur kleiner dan 1 mm bedraagt.

25. Stelsel volgens een van de conclusies 20 - 24, met het kenmerk, dat de doorstroomkamer zodanige afmetingen, 5 vormgeving en ligging van de perfusievloeistofinlaat en -uitlaat heeft, dat nagenoeg geen dode ruimten aanwezig zijn.

26. Stelsel volgens een van de conclusies 19 - 25, met het kenmerk, dat de voor glucose permeabele holle 10 vezel is vervaardigd uit verzeepte cellulose-ester met een molecuulgewicht cut off waarde van circa 10 kD.

27. Stelsel volgens een van de conclusies 19 - 26, met het kenmerk, dat de holle vezel een inwendige diameter van 100 - 500 /urn, bij voorkeur 120 - 200 /urn, een uitwen- 15 dige diameter van 130 - 550 /urn, bij voorkeur 150 - 250 /urn, en een lengte van 0,1-3 cm, bij voorkeur 0,5 - 2,5 cm heeft.

28. Stelsel volgens een van de conclusies 19 - 25, met het kenmerk, dat de voor glucose permeabele holle 20 vezel is vervaardigd uit polysulfon en acrylcopolymeer.

29. Stelsel volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat de holle vezel een inwendige diameter van 500-1200 /um, bij voorkeur 900-1100 /um heeft.

30. Stelsel volgens een van de conclusies 19 - 29, 25 met het kenmerk, dat de luchtdichte aan- en afvoerslangetjes voor perfusievloeistof van polyetheen zijn vervaardigd.

31. Stelsel volgens een van de conclusies 19 - 30, met het kenmerk, dat de luchtdichte aan- en afvoerslangetjes een inwendige diameter van 0,2 - 0,6 mm, bij voorkeur 30 0,25-0,35 mm, en een uitwendige diameter van 0,4 - 1,0 mm, bij voorkeur 0,6 - 0,8 mm hebben.

32. Stelsel volgens een van de conclusies 19 - 31, met het kenmerk, dat het luchtdichte afvoerslangetje tussen de holle vezel en de doorstroomkamer een lengte 35 van 1-10 cm, bij voorkeur 1 - 5 cm heeft.

33. Stelsel volgens een van de conclusies 19 - 32, S702S70 -29- met het kenmerk, dat de voorraadhouder voor perfusievloei-stof een injectiespuit met een inhoud van 5 - 30 ml, bij voorkeur ca. 10 ml is, voorzien van een aandrijving waarmee de daarin aanwezige perfusievloeistof met een 5 constante snelheid door het daarop aangesloten aanvoerslan-getje kan worden gedrukt.

34. Meetcelsamenstel, geschikt voor gebruik in het stelsel volgens een van de conclusies 19 - 33, gekenmerkt door een meetcel, omvattende een werkelectrode, 10 een electrolytruimte en een referentie-electrode, alsmede een bijpassend doorstroomelement voor perfusievloeistof, omvattende een inlaat en een uitlaat voor perfusievloeistof die uitmonden in een doorstroomkamer welke door een voor zuurstofgas permeabel membraan van de meetcel kan 15 worden gescheiden.

35. Meetcelsamenstel volgens conclusie 34, met het kenmerk, dat de werkelectrode van een edelmetaal, liefst platina en de referentie-electrode van zilver zijn vervaardigd.

36. Meetcelsamenstel volgens conclusie 34 of 35, met het kenmerk, dat de electrolytruimte met een kaliumfos-faatbuffer, bij voorkeur 1/15 Μ K2HPO4 is gevuld.

37. Meetcelsamenstel volgens een van de conclusies 34 - 36, met het kenmerk, dat het voor zuurstofgas permea-25 bele membraan uit een hydrofoob membraan, bij voorkeur teflon bestaat.

38. Meetcelsamenstel volgens een van de conclusies 34 - 37, met het kenmerk, dat de perfusievloeistofinlaat van de doorstroomkamer uitmondt tegenover of dwars op 30 het vrijliggende oppervlak van de werkelectrode, waarbij de afstand tussen het inlaatuiteinde en het vrijliggende oppervlak van de werkelectrode, die door het voor zuurstof permeabele membraan van elkaar zijn gescheiden, kleiner dan 5 mm, bij voorkeur kleiner dan 1 mm bedraagt.

39. Meetcelsamenstel volgens een van de conclusies 8702370 -30- 34 - 38, met het kenmerk, dat de doorstroomkamer zodanige afmetingen, vormgeving en ligging van de perfusievloeistof-inlaat en -uitlaat heeft, dat nagenoeg geen dode ruimten aanwezig zijn.

40. Samenstel voor het continu regelen van de glucose- concentratie in bloed, gekenmerkt door een stelsel voor het continue bepalen van de glucoseconcentratie in subcu-taan weefsel volgens een van de conclusies 19 - 33, alsmede 10 een regelbaar injectiesysteem waarmee geneesmiddelen zoals insuline in het bloed kunnen worden gebracht; en een reken- en regelsysteem, waarmee op basis van de meetwaarden van de meetcel en een bijbehorende ijk-kromme 15 de glucoseconcentratie in het subcutane weefsel kan worden berekend, door middel van een algoritme, waarvan de karakteristieke en relevante parameters in een mathematisch model zijn ondergebracht, de hoeveelheid toe te voeren geneesmiddel kan worden bepaald en het regelbare 20 injectiesysteem zodanig kan worden aangestuurd dat de glucose-concentratie in het weefsel en/of in het bloed tussen vooraf ingestelde waarden blijft. 8702370