WO2023152193A1 - Analyte-detecting patch component and method for producing same - Google Patents

Analyte-detecting patch component and method for producing same Download PDF

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WO2023152193A1
WO2023152193A1 PCT/EP2023/053135 EP2023053135W WO2023152193A1 WO 2023152193 A1 WO2023152193 A1 WO 2023152193A1 EP 2023053135 W EP2023053135 W EP 2023053135W WO 2023152193 A1 WO2023152193 A1 WO 2023152193A1
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WO
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electrode
analyte
micro
patch component
base
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/053135
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French (fr)
Inventor
Alexandre Pierre-Marie BOULANGER
Olga CHASHCHINA
Original Assignee
Metyos
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/685Microneedles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/14507Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
    • A61B5/1451Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for interstitial fluid
    • A61B5/14514Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for interstitial fluid using means for aiding extraction of interstitial fluid, e.g. microneedles or suction
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    • A61B2560/00Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/04Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0406Constructional details of apparatus specially shaped apparatus housings
    • A61B2560/0412Low-profile patch shaped housings
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/12Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements

Definitions

  • the present invention relates to the components of analyte detection patches and their methods of manufacture.
  • the invention relates to a patch for detecting analyte(s) of a bodily fluid from the animal body (including the human).
  • the human body comprises bodily fluids, for example interstitial fluid, in which various analytes can be found.
  • these analytes can for example be metabolites such as in particular glucose, glycerol, free fatty acids or ketone bodies.
  • a patch can be used.
  • Such a patch is considered minimally invasive to the human body, as it is applied to the skin, and penetrates very shallowly into the human body.
  • the patch can be described as “micro-invasive”.
  • the main interest of the patch is its minimally invasive aspect, allowing it to obtain information on the human body without bodily sampling, and without heavy medical intervention of implantation.
  • We can qualify such patches by the Anglicism "wearable" untranslatable in French.
  • Such patches carry out measurements by electrochemistry.
  • US 2019/388,032 describes an example of a patch performing measurements by electrochemistry, in which a micro-needle extends vertically from an electronic control unit, and an electrode extends from the electronic control unit inside the micro-needle so as to bathe in the interstitial liquid.
  • An electrical circuit is formed with these electrodes, and the electrical quantities measured depend on the metabolite concentration in contact with the electrodes. It is possible to regularly monitor the concentration of the metabolite over time.
  • US 2019/233,795 relates to an analyte detection patch which comprises hollow micro-needles provided with a mouthpiece.
  • the invention thus aims to facilitate the manufacture and/or implementation of such patches.
  • the invention relates to a process for manufacturing an analyte detection patch component, said manufacturing process comprising:
  • a base is provided from which extends at least one micro-needle, said micro-needle comprising a hollow body provided with a mouthpiece adapted to allow the entry of bodily fluid into an interior of the hollow body,
  • an electronic circuit comprising a flexible printed circuit comprising at least one electrical track and a detection unit
  • the electronic circuit is assembled at the base, a portion of the flexible printed circuit being arranged flexed in the respective micro-needle with the detection unit inside the hollow body.
  • the hollow body of the microneedle when the base is supplied, the hollow body of the microneedle comprises a peripheral lateral surface extending from the base to a tip, the mouth being formed at least partially, and in particular totally, in the peripheral side surface, and, when assembled, the detection unit is placed facing the mouthpiece.
  • an electrically insulating flexible matrix is provided, and the at least one electrical track and the detection unit are formed on the electrically insulating flexible matrix.
  • a plurality of electrical tracks that are electrically isolated from each other and individually addressable are formed to measure a concentration of the analyte.
  • the detection unit comprises:
  • an electrode a counter-electrode and optionally a reference electrode each connected to a respective electrical track, and/or
  • detection units sensitive to various analytes are formed.
  • a plurality of micro-needles extending from the base are formed.
  • each detection unit extends into a respective microneedle.
  • a pH sensor and/or a body fluid temperature sensor is also provided.
  • an electronic chip is electrically connected to at least one electrical track.
  • an analyte detection patch component comprising:
  • micro-needle comprising a hollow body provided with a mouth adapted to allow the entry of bodily fluid into an interior of the hollow body
  • an electronic circuit comprising a flexible printed circuit comprising at least one electric track and a detection unit, the electronic circuit being assembled at the base, a portion of the flexible printed circuit being arranged flexed in the respective micro-needle with the detection inside the hollow body.
  • FIG. 1 schematically represents a user wearing a patch.
  • FIG. 2 schematically represents a sectional view of a patch as shown in Figure 1 assembled to the user.
  • FIG. 3 is a partial perspective view which represents a base of the patch of figure 2.
  • FIG. 4 is a perspective view which represents a micro-needle of the patch of figure 3.
  • FIG. 5 is a view from the same perspective as Figure 3 of part of an electronic circuit intended to be assembled at the base of Figure 3.
  • FIG. 6 is a sectional view of the laminate of a track of the electronic circuit of figure 5.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a tab according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a detail sectional view of a detection portion of the electronic circuit assembled in a micro-needle.
  • FIG. 9 is a view similar to Figure 7 for another analyte measurement unit.
  • FIG. 10 is a view similar to Figure 7 for a pH measurement unit.
  • FIG. 11 is a front view of a tab carrying a measurement unit in the form of a transistor.
  • FIG. 12 is a view from the same perspective as Figure 3 of the assembly of the base to the flexible printed circuit according to one embodiment.
  • FIG. 13 is an enlarged perspective view of a tab.
  • FIG. 14 is a sectional view of a micro-needle according to a second embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a user 1 wearing a patch 2.
  • the patch 2 is worn next to the skin, for example in a place easy to access for the user himself, which causes the minimum discomfort during movement, and typically hidden from view by others by clothing worn by the user, such as the forearm or upper arm, for example.
  • patch 2 is for example a few centimeters per side, and less thick, for example, to a thickness of between 0.2 centimeters (cm) and 2 centimeters.
  • Figure 2 gives an embodiment of a patch 2 assembled to the skin 6 of the user 1.
  • Figure 2 is illustrated with a flat horizontal surface representing the outer surface of the skin of the user. Above this surface is the patch 2 and, below, the skin of the user.
  • this arrangement and orientation are used.
  • the terms “upper”, “lower”, “high”, “low”, etc. are used with reference to this orientation.
  • the outer surface of the skin, and therefore the patch it wears could be oriented differently.
  • the patch 2 comprises a housing 3.
  • the housing 3 comprises a lower face 4 intended to be turned towards the outer surface 5 of the skin 6 of the user 1.
  • the lower face 4 comprises an adhesive or glue 7 for adhesion to the outer surface 5 of the skin 6 of the user 1.
  • Patch 2 is intended to carry out, in a repeated manner, an in situ measurement of the concentration of at least one analyte of user 1. That is to say that patch 2 is worn by the user for from a few minutes to several hours, or even up to a few days, and repeatedly measures the concentration of this analyte inside the body of the user. No surgical implantation step is necessary. No extraction of a sample from the body is necessary.
  • the patch 2 comprises at least one micro-needle 8 which projects from the underside 4 of the casing 3.
  • the length of the micro-needle 8 is for example less than 1 millimeter, so as not to penetrate too deeply into an innervated area of the skin.
  • the patch 2 can comprise several micro-needles 8.
  • the micro-needles 8 are arranged on the lower face 4 of the casing 3, according to any suitable arrangement. Detailed examples will follow.
  • Figure 2 there is shown four microneedles 8 aligned, identical, parallel, equi-distributed and centered on the housing 3.
  • the micro-needles 8 can be different from each other, inclined with respect to each other. to others, and/or distributed differently.
  • the micro-needles 8 are presented along a line.
  • the patch 2 can comprise other rows of one or more micro-needles in planes parallel to the plane of figure 2.
  • micro-needle 8 will be described in particular, this description being applicable to other micro-needles 8.
  • the micro-needle 8 is made of a sufficiently rigid material, and with a sufficiently tapered shape to penetrate inside the skin 6 when the patch 2 is assembled to the skin 6. As can be seen in particular in FIG. extend the micro-needles 8.
  • This component, comprising the base and the micro-needles, is for example made by plastic molding.
  • the base 9 takes for example the form of a plate, as shown, from which the micro-needles 8 extend. However, other shapes and manufacturing methods are possible.
  • Figure 3 shows another example of an arrangement of microneedles 8 than the arrangement of Figure 2.
  • the microneedles 8 are distributed over the periphery of the lower face 4 of the housing 3 from patch 2.
  • a microneedle 8 comprises a peripheral side surface 10, for example frustoconical.
  • the tip angle of the micro-needle 8 is acute.
  • Other geometries are possible, such as for example a cylinder of revolution.
  • a micro-needle 8 is made in the form of a hollow body, and comprises an interior channel 11 surrounded by the peripheral side surface 10, and extending towards the base 9.
  • the inner channel 11 can open into a mouth 12 of the upper surface of the base 9.
  • This inner channel 11 can be orthogonal to the support base, or inclined with respect thereto. It can be parallel to the axis of the microneedle or not.
  • the micro-needle 8 also comprises a mouth 13 of the inner channel 11.
  • the mouth 13 is made entirely in the peripheral side surface 10 of the micro-needle 8.
  • the mouth 13 is made sufficiently deep so that, once the patch has been correctly applied, the mouth 13 is located in a portion of the skin comprising interstitial liquid.
  • the inner channel 11 receives a portion of the electronic circuit 14, as will be explained in detail later.
  • patch 2 also includes an electronic circuit 14.
  • Electronic circuit 14 is assembled at base 9. Any type of direct or indirect assembly between these two components can be used.
  • the electronic circuit 14 may comprise an electrically insulating support carrying electrically conductive tracks connecting electronic components together, such as an electronic chip 99.
  • FIG. 5 gives an example of an embodiment of an electronic circuit part 14 for patch 2, in a configuration prior to its assembly.
  • the electronic circuit 14 comprises a flexible printed circuit 15.
  • the flexible printed circuit 15 comprises a main surface zone from which several tabs 25 extend.
  • the zone main is essentially polygonal, and the tabs 25 extend from the same edge of the polygon, and essentially parallel to each other.
  • other geometries are possible.
  • the flexible printed circuit comprises for example a thickness of less than 50 microns, or even less than 40 microns.
  • a flexible printed circuit allows reversible elastic deformation by bending test with a radius of curvature of less than 2 millimeters (mm), for up to at least five consecutive bending tests.
  • the flexible printed circuit 15 comprises a flexible electrically insulating support 16 bearing electrically conductive zones.
  • the flexible electrically insulating support is for example made of polydimethylsiloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET), polyimide, poly ethylene naphthalate or polyetheretherketone (“PEEK”).
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEEK polyimide
  • the flexible electrically insulating support 16 carries electrically conductive zones such as electrical contacts 17, electrical tracks 18 or functionalized detection portions 19. In the example shown, each electrical track 18 connects a detection portion 19 to an electrical contact 17.
  • the electrical contacts 17 are arranged to be assembled with an electronic chip 99 which comprises several components for electrochemical measurement such as a microprocessor, a potentiostat, a battery, etc....
  • an electronic chip 99 which comprises several components for electrochemical measurement such as a microprocessor, a potentiostat, a battery, etc....
  • Figure 5 shows a particular arrangement of the electronic circuit 14, other arrangements are possible within the scope of the invention.
  • the electronic components can be individually connected directly to the flexible printed circuit.
  • the flexible printed circuit 15 comprises a second flexible electrically insulating support 20 superimposed on the first flexible electrically insulating support 16, so as to protect the electrical tracks.
  • the two flexible electrically insulating supports 16, 20 have been assembled, only the contacts 17 remain accessible for connection to the electronic chip 99 and the detection portions 19 for the measurement of analytes in the interstitial liquid.
  • the electrically conductive areas are for example produced by depositing an electrically conductive film 21 according to a predefined geometry, for example by screen printing.
  • the film 21 is for example a film of gold, carbon, carbon ink, with or without inclusion of nanoparticles.
  • the flexible printed circuit 15 comprises tabs 25 intended to be inserted bent into the interior channels 11.
  • the tabs 25 have at least the same laminate as the rest of the flexible printed circuit, with a lower insulating layer 16, electrically conductive zones and an upper insulating layer 20.
  • the tongue 25 comprises a width and a thickness inscribed in the cross section of the inner channel 11.
  • each detection portion 19 of the tab 25 extends in the continuity of an electrical track 18. Certain electrodes may have different geometries.
  • the insulating electrical support layer 16 is absent.
  • the electrically conductive zone is functionalized at the level of at least one of the electrodes of the detection portion.
  • FIG. 6 represents an embodiment of a detection portion 19 made in the form of an electrode for detecting a particular analyte.
  • the analyte in question can be a chemical species, such as an ion, an atom, a molecule or a group of molecules (for example, different molecules comprising the same chemical function).
  • the analyte in question may be endogenous or exogenous to the body of the user. Below, the detection of various metabolites is described according to several examples.
  • the detection electrode comprises an enzymatic layer 22 suitable for reacting chemically with the metabolite to generate a derivative product, such as for example nitrogen peroxide (H2O2) or a nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) whose concentration depends of the metabolite concentration, and which is detectable by applying a potential to the film 21.
  • the layer 22 is for example produced in the form of a matrix encapsulating the enzymes and co-factors necessary for the enzymatic chemical reaction.
  • This matrix is for example a polymer, such as for example a chitosan, a poly-l-lysine, a polyaniline, a polypyrrole or the like.
  • a selective porous membrane 24 can be arranged to reserve access to the enzymatic layer 22 for the metabolite, and to limit the access of other species of the tested liquid.
  • the membrane 24 comprises for example polyvinyl chloride or an ethanesulphonyl fluoride.
  • the catalyst layer 23, the enzymatic layer 22 and the membrane 24 can be applied to the film 21 by droplet deposition or screen printing techniques or another suitable technique.
  • Figure 7 shows a front view of the tab 25. This comprises the electrode 26 which has just been described, as well as a counter-electrode 27 and a reference electrode 29 separated from each other by an electrically insulating portion 20.
  • the electrode 26, the counter-electrode 27 and the reference electrode 29 are all three formed on the electrically insulating layer 20 while being separated from each other by a space.
  • An electrode 26 and the counter electrode 27 associated together are called a detection unit 35.
  • a detection unit 35 is adapted to detect the concentration of a particular analyte.
  • the reference electrode 29 is for example formed by a layer of silver, silver chloride or iridium oxide, if necessary deposited on the gold layer.
  • the electrode 26, the counter-electrode 27 and the reference electrode 29 of the tongue 25 are each addressed by a respective electrical track 18a, 18b, 18c.
  • Figure 8 shows the insertion of the tab 25 in the channel 11 of the micro-needle.
  • the tongue 25 is bent.
  • the tongue 25 bears against an internal face 28 of the channel 11.
  • the tongue 25 bears against the internal face 28 of the channel 11 opposite the mouth 13.
  • the tongue 25 is oriented in the channel 11 with the detection unit 35 facing the mouth 13, and the insulating portion facing the internal face 28.
  • the base 9 and the flexible printed circuit 15 are designed so that the tabs 25 of the flexible printed circuit 15 fit into the channels 11 of the base 9. According to the arrangement of the micro-needles 8, it is therefore possible to have very different geometries for the flexible printed circuit, with tabs of different length and orientation, for example.
  • the tongue is bent by around 90° with respect to the base of the flexible printed circuit.
  • the tongue is bent by at least 30°, at least 45°, at least 60°, at least 80° with respect to the base of the flexible printed circuit.
  • the flexion is less than 135°.
  • Figure 12 shows in particular the assembly of a flexible printed circuit 15 on one side of the base 9.
  • another flexible printed circuit 15 can be used for the micro-needles arranged on a other side of the base 9.
  • Different embodiments are possible, such as using only one printed circuit.
  • Layer 22 includes glucose oxidase.
  • Patch 2 is applied to skin 6, so that microneedle 8 penetrates skin 6 of user 1. Interstitial fluid can then enter the channel
  • the mouthpiece 13 is lateral limits the risks of the mouthpiece being blocked by a solid body during the insertion of the micro-needle 8 into the skin, and of mechanical deterioration of the tab when inserting. In addition, it decreases the flow time of the molecules to the measurement location.
  • An electric potential difference is applied by a generator (not shown) of the electronic circuit between the electrode 26 and the counter-electrode 27.
  • the generator is for example an electronic component of the patch electrically connected to a contact 17 electrically connected to the electrode 26 via a track 18 and to a contact 17 electrically connected to the counter-electrode 27 via a track 18.
  • the reaction of interstitial fluid glucose with glucose oxidase generates hydrogen peroxide (H2O2).
  • the electronic circuit continuously measures the electric current flowing between the electrode 26 and the counter-electrode 27.
  • the intensity of the electric current measured depends on the conversion rates of the hydrogen peroxide, and consequently depends on the concentration of ci at the level of the detection unit 35.
  • the concentration of hydrogen peroxide itself depends on the concentration of glucose. Therefore, the intensity of the measured current depends on the concentration in glucose.
  • the reference electrode is used as a reference in the measurement and control of the potential applied to the working electrode. Thus, the functions of supplying the electrons and controlling the potential are implemented by two separate electrodes.
  • microneedles 8 can be used. As explained above, the microneedles 8 can be distributed according to different configurations. Preferably, the micro-needles 8 are sufficiently spaced from each other to allow the proper insertion of these into the skin. A typical spacing between two micro-needles is for example at least 0.5 millimeters. Thus, chemical or electrical interference between measurement units is reduced. For example, these at least two micro-needles 8 implement the detection which has just been described above. In this case, as can be seen in particular in FIG. 5, the flexible nature of the flexible printed circuit 15 makes it possible to manufacture the electrodes by conventional 2D microelectronic techniques, with a view to producing a three-dimensional product.
  • the detection units formed are individually addressable by the electronic chip via tracks 18 to measure the analyte concentrations.
  • the fact of using several detection units 35 makes it possible to improve the overall signal/noise ratio of the measurement, if it is considered that the measurement carried out by the different detection units must give the same result (no local variation of the analyte concentration at the patch scale 2).
  • the tongue 25 carries the electrode 26 and the counter-electrode 27 excluding the reference electrode 29.
  • This arrangement increases the relative surface of the electrode 26 and of the counter-electrode 27 with respect to the total surface of the tongue 25.
  • another tongue 25 carries the reference electrode 29.
  • it It is possible to use several tongues 25 each carrying an electrode 26 and a counter-electrode 27, and a reduced number (for example a single) tongue 25 carrying a common reference electrode 29 for all the electrodes.
  • the patch 2 can be configured to measure the concentration of a metabolite in the interstitial fluid other than glucose.
  • the measured metabolite is glycerol.
  • the layer 22 comprises a glycerol oxidase.
  • layer 22 includes glycerol kinase, glycerol-3P-oxidase, and adenosine triphosphate (ATP).
  • glycerol kinase glycerol kinase
  • glycerol-3P-oxidase glycerol-3P-oxidase
  • ATP adenosine triphosphate
  • the metabolite measured is free fatty acids (responding to the acronym "NEFA” for their designation "non-esterified fatty acid” in English).
  • layer 22 comprises a coenzyme 1, ATP, an acyl-coenzyme A synthetase and an acyl-coenzyme A oxidase.
  • an ink containing iron particles for example an Iron(ll) phthalocyanine
  • a Prussian blue is deposited on the electrode surface.
  • iron nanoparticles are electro-deposited on the electrode surface or within the matrix of the enzymatic layer.
  • a product derived from the reaction of the analyte of interest with the associated enzymatic layer can be nicotinamide hydride
  • the enzyme layer 22 comprises a glycerol dehydrogenase and NAD+, so that the reaction of glycerol with this enzyme layer generates NADH whose oxidation is detectable in the same way as described below. above for the decomposition of hydrogen peroxide.
  • the measured metabolite is a ketone body.
  • the measured metabolite is 3-p-hydroxybutyrate.
  • the enzymatic layer 22 then comprises, according to one example, a 3-hydroxybutyrate dehydrogenase and NAD+.
  • the analyte being measured is an ion, atom, or other molecule of interest.
  • a patch 2 can be used to detect any of these analytes in the interstitial fluid.
  • a patch 2 can be used to detect several of these analytes in the interstitial fluid. Provision can be made, for example, for an electrode 26 to be structured to detect one of the analytes, and another electrode 26 is structured to detect another of the analytes. For example, these two electrodes 26 are arranged in different micro-needles 8. As described above in the case of glucose, one can detect the same analyte in several micro-needles and/or use a dedicated micro-needle for the reference electrode.
  • the patch 2 also comprises a unit for measuring the pH of the interstitial liquid.
  • the pH measurement unit can be made on a flexible tab inserted into an 8 micro-needle as described above for the metabolite concentration measurement units.
  • an electrochemical measurement unit is produced, as shown in FIG. 10, further comprising an intermediate layer 30 between the electrode and the counter-electrode, and comprising a material whose electrical resistance depends on the pH of the solution. The pH measurement is then carried out by chemical resistance.
  • a unit of pH measurement can be made by amperometry or voltmetry.
  • the electrode is functionalized with a layer sensitive to pH changes in the surrounding interstitial fluid.
  • the variations of the couple ⁇ applied potential ; measured current ⁇ are indicative of the pH variation of the interstitial fluid.
  • These polymers can for example be electro-deposited on the working electrode surface in the case of a three-electrode system, or polymerized on the support surface (on the electrode or between two electrodes) by exposure to higher temperature and/or to a polymerizing agent.
  • patch 2 may include a temperature sensor.
  • the temperature sensor comprises a measuring unit in contact with the interstitial liquid.
  • the measurement unit is for example associated with a micro-needle 8.
  • a tongue can for example carry a thermistor thermometer.
  • the electrical resistivity of the sensor changes with temperature.
  • measuring the change in resistivity provides access to the temperature.
  • the patch 2 may include a thermocouple.
  • the measurement is carried out thanks to the Seebeck effect describing a potential difference proportional to the temperature obtained at the electrical junction of two different electrical conductors.
  • the pair of metals used for these two conductors can be, for example, titanium (Ti) and gold (Au).
  • Ti titanium
  • Au gold
  • a tab inserted into a microneedle comprises these two materials.
  • the thermocouple can be integrated into the surface of a microneedle. In this case, for example, it can be made by sputtering.
  • a unit of measurement of an analyte or of pH can be implemented in the form of a transistor, as represented in FIG. 11 in the particular case of an organic electrochemical transistor (“OECT ”) coplanar.
  • the flexible support carries a source electrode 31, a drain electrode 32 and a gate electrode 33.
  • a semiconductor channel 34 connects the drain electrode 32 and the source electrode 31.
  • the grid 33 is functionalized to detect the presence of an analyte, as described above. Detection of analytes at gate electrode 33 changes the voltage thereon which, in turn, changes the charge distribution in the transistor, and causes a change in electrical current in channel 34. measurement of this change in current allows the concentration of the analyte to be defined.
  • Measurement unit electrodes employing transistor measurement technology can be produced on the same principles as above.
  • an electrically conductive polymer such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrene sulfonate) sodium (PEDOT:PSS) can be used.
  • polymers such as: PEDOT:PSS, poly(2-(3,3'-bis(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)-ethoxy)-[2, 2'-bithiophen]- 5- yl)thieno[3,2-b] thiophene) (p(g2T-TT)), poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(3-sulfonyl(trifluoromethanesulfonyl)imide propyl methacrylate of lithium)
  • PEDOT:PMATFSI poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonyl(trifluoromethanesulfonyl)lithium imide)
  • PEDOT:PSTFSI poly(styrenesulfonyl(trifluoromethanesulfonyl)lithium imide)
  • top-gated top gate
  • coplanar gated coplanar gate
  • vertical transistor vertical transistor
  • some micro-needles bear on their outer face the temperature measurement electrodes. These microneedles then do not necessarily include a mouthpiece 13 or a channel 11.
  • the base 9 comprises through holes 36.
  • the microneedle 8 bears on its surface an electrically conductive layer 37 which is electrically connected to the flexible printed circuit 15 via a first through-hole 36 without covering the other through-hole 36.
  • the micro-needle 8 bears on the first electrical layer 37 an electrically conductive layer 38 which is electrically connected to the circuit flexible print 15 via the second through-hole 36.
  • the temperature sensor, the electrodes of which are not functionalized, can thus be arranged on the outer face of the micro-needle.
  • the electronic chip 99 may include a clock to clock the measurements.
  • the electronic chip 99 can comprise a memory for storing the measurements carried out, if necessary associated with clock data.
  • the electronic chip 99 can comprise one or more electronic communication modules for transmitting data to a remote electronic device.
  • the electronic communication module can be adapted to communicate by wire with the remote electronic device.
  • the remote electronic device is connected by wire to the electronic circuit 14, and the measurement data is copied to the remote electronic device.
  • the electronic communication module can be adapted to communicate wirelessly with the remote electronic device.
  • a short-range communication is implemented, for example according to a Bluetooth standard available on the priority date of the present patent application.
  • the data communication may be timed, for example implemented repeatedly, for example once per hour or otherwise.
  • the remote electronic device may include a processor suitable for processing data.
  • the electronic chip 99 may include a processor suitable for pre-processing the acquired data. This pre-processing may aim to improve the signal-to-noise ratio (statistical operations on the data, filtration, averaging, etc.) and/or to condense the data with a view to facilitating their transmission.
  • This pre-processing may aim to improve the signal-to-noise ratio (statistical operations on the data, filtration, averaging, etc.) and/or to condense the data with a view to facilitating their transmission.
  • Patch 2 also includes a power source, such as a coin cell battery, to supply electrical power to the electronic components.
  • a power source such as a coin cell battery
  • a patch component which comprises the base 9 and the flexible printed circuit 15, if necessary in kit form, and the electronic chip and the other electronic components are assembled to the flexible printed circuit 15 by a third party .
  • the different functions implemented by the electronic chip can be performed by different electronic components that are not not gathered within a chip, but provided individually and electrically connected to the flexible printed circuit 15.
  • the base 9 carrying the micro-needles 8 is manufactured.
  • Such a component can be manufactured for example by additive manufacturing, by molding, by use, by engraving, and/or by assembly of individual components.
  • a flexible electrically insulating support 16 is provided, and the electrically conductive layer is provided on this support according to photolithography techniques for example.
  • the support 16 thus designed is covered with the flexible insulating layer 20. If necessary, part of the electrically insulating flexible support 16 and/or 20 is locally removed in the electrically conductive zones intended to be exposed. Alternatively, screen printing, lithography, laser cutting or additive manufacturing methods could be used.
  • the exposed electrically conductive zones are functionalized according to the analyte to be detected by means of each respective zone.
  • the catalyst layer is for example printed, deposited or electro-deposited.
  • the layer comprising the enzymes is for example produced by applying a drop of matrix in which the enzymes and co-factors have been introduced beforehand, and by causing this layer to polymerize thermally or by drying.
  • the membrane is deposited by drop or by immersion, then polymerized by drying.
  • the flexible printed circuit is assembled at the base 9, the tabs flexing to fit into the channels of the micro-needles according to the desired orientation.
  • the product described above can be used to detect the concentration of analytes in body fluids other than interstitial fluid, if present.

Abstract

The invention relates to a method for producing an analyte-detecting patch component, the method comprising: - providing a base (9) from which a microneedle (8) extends, which microneedle comprises a hollow body provided with an opening (13) enabling body fluid to enter inside the hollow body; - providing an electronic circuit (14) comprising a flexible printed circuit (15) with an electrical track (18) and a detection unit (35); - joining the electronic circuit (14) to the base (9), a portion of the flexible printed circuit (15) being arranged to flex into the microneedle (8) with the detection unit (35) inside the hollow body.

Description

Composant de patch de détection d’analytes et son procédé de fabrication Analyte detection patch component and method of making same
DOMAINE DE L’INVENTION FIELD OF THE INVENTION
[01] La présente invention se rapporte aux composants de patchs de détection d’analytes et leurs procédés de fabrication. [01] The present invention relates to the components of analyte detection patches and their methods of manufacture.
[02] Plus précisément, l’invention se rapporte à un patch de détection d’analyte(s) d’un liquide corporel du corps animal (y inclus humain). [02] More specifically, the invention relates to a patch for detecting analyte(s) of a bodily fluid from the animal body (including the human).
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE TECHNOLOGICAL BACKGROUND
[03] Le corps humain comprend des liquides corporels, par exemple un liquide interstitiel, dans lesquels on peut trouver divers analytes. Ces analytes peuvent par exemple être des métabolites comme notamment le glucose, le glycérol, les acides gras libres ou les corps cétoniques. [03] The human body comprises bodily fluids, for example interstitial fluid, in which various analytes can be found. These analytes can for example be metabolites such as in particular glucose, glycerol, free fatty acids or ketone bodies.
[04] Il peut être intéressant de surveiller la concentration en analytes dans ce liquide corporel. En effet, cette concentration peut être un indicateur d’un état de santé de la personne. Connaître cette concentration, et plus précisément l’évolution de cette concentration, peut alternativement aider chacun à améliorer ses performances physiques et/ou à atteindre des objectifs de bien-être ou de santé. Pour réaliser cette estimation, on peut utiliser un patch. Un tel patch est considéré comme peu invasif pour le corps humain, car il est appliqué sur la peau, et pénètre très peu profondément dans le corps humain. Le patch peut être qualifié de « micro-invasif ». L’intérêt principal du patch est son aspect peu invasif, lui permettant d’obtenir des informations sur le corps humain sans prélèvement corporel, et sans intervention médicale lourde d’implantation. Ainsi, on peut qualifier de tels patchs par l’anglicisme « wearable » intraduisible en français. De tels patchs réalisent des mesures par électrochimie. [04] It may be of interest to monitor the concentration of analytes in this body fluid. Indeed, this concentration can be an indicator of a person's state of health. Knowing this concentration, and more precisely the evolution of this concentration, can alternatively help everyone to improve their physical performance and/or to achieve well-being or health objectives. To make this estimate, a patch can be used. Such a patch is considered minimally invasive to the human body, as it is applied to the skin, and penetrates very shallowly into the human body. The patch can be described as “micro-invasive”. The main interest of the patch is its minimally invasive aspect, allowing it to obtain information on the human body without bodily sampling, and without heavy medical intervention of implantation. Thus, we can qualify such patches by the Anglicism "wearable" untranslatable in French. Such patches carry out measurements by electrochemistry.
[05] US 2019/388,032 décrit un exemple d’un patch réalisant des mesures par électrochimie, dans lequel une micro-aiguille s’étend verticalement depuis une unité électronique de commande, et une électrode s’étend depuis l’unité électronique de commande à l’intérieur de la micro-aiguille de manière à baigner dans le liquide interstitiel. Un circuit électrique est formé avec ces électrodes, et les grandeurs électriques mesurées dépendent de la concentration en métabolite en contact avec des électrodes. Il est possible de surveiller régulièrement au cours du temps la concentration du métabolite. [05] US 2019/388,032 describes an example of a patch performing measurements by electrochemistry, in which a micro-needle extends vertically from an electronic control unit, and an electrode extends from the electronic control unit inside the micro-needle so as to bathe in the interstitial liquid. An electrical circuit is formed with these electrodes, and the electrical quantities measured depend on the metabolite concentration in contact with the electrodes. It is possible to regularly monitor the concentration of the metabolite over time.
[05a] US 2019/233,795 concerne un patch de détection d’analytes qui comprend des micro-aiguilles creuses munies d’une embouchure. [05a] US 2019/233,795 relates to an analyte detection patch which comprises hollow micro-needles provided with a mouthpiece.
[06] Toutefois, de tels patchs sont difficiles à fabriquer. Notamment, la connexion électrique des électrodes au circuit électronique est complexe. [07] De plus, il est possible qu’une telle réalisation soit volumineuse. [06] However, such patches are difficult to manufacture. In particular, the electrical connection of the electrodes to the electronic circuit is complex. [07] In addition, it is possible that such an embodiment is bulky.
[08] L’invention vise ainsi à faciliter la fabrication et/ou la mise en œuvre de tels patchs. [08] The invention thus aims to facilitate the manufacture and/or implementation of such patches.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
[09] Ainsi, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes, ledit procédé de fabrication comprenant : [09] Thus, the invention relates to a process for manufacturing an analyte detection patch component, said manufacturing process comprising:
- on fournit une base à partir de laquelle s’étend au moins une micro-aiguille, ladite micro-aiguille comprenant un corps creux muni d’une embouchure adaptée pour permettre l’entrée de liquide corporel en un intérieur du corps creux, - a base is provided from which extends at least one micro-needle, said micro-needle comprising a hollow body provided with a mouthpiece adapted to allow the entry of bodily fluid into an interior of the hollow body,
- on fournit un circuit électronique comprenant un circuit imprimé flexible comprenant au moins une piste électrique et une unité de détection, - an electronic circuit is provided comprising a flexible printed circuit comprising at least one electrical track and a detection unit,
- on assemble le circuit électronique à la base, une portion du circuit imprimé flexible étant disposée fléchie dans la micro-aiguille respective avec l’unité de détection dans l’intérieur du corps creux. - the electronic circuit is assembled at the base, a portion of the flexible printed circuit being arranged flexed in the respective micro-needle with the detection unit inside the hollow body.
[10] Grâce à ces dispositions, on peut utiliser des techniques de fabrication éprouvées en deux dimensions en vue de réaliser un produit essentiellement tridimensionnel. On améliore donc la fiabilité du produit facturé. [10] Thanks to these provisions, it is possible to use proven two-dimensional manufacturing techniques in order to produce an essentially three-dimensional product. The reliability of the invoiced product is therefore improved.
[11] Selon différents aspects, il est possible de prévoir l’une et/ou l’autre des caractéristiques ci-dessous prises seules ou en combinaison. [11] According to various aspects, it is possible to provide one and/or the other of the characteristics below taken alone or in combination.
[12] Selon une réalisation, lorsqu’on fournit la base, le corps creux de la microaiguille comporte une surface latérale périphérique s’étendant de la base à une pointe, l’embouchure étant formée au moins partiellement, et notamment totalement, dans la surface latérale périphérique, et, lorsqu’on assemble, on dispose l’unité de détection en regard de l’embouchure. [12] According to one embodiment, when the base is supplied, the hollow body of the microneedle comprises a peripheral lateral surface extending from the base to a tip, the mouth being formed at least partially, and in particular totally, in the peripheral side surface, and, when assembled, the detection unit is placed facing the mouthpiece.
[13] Selon une réalisation, lorsqu’on fournit le circuit électronique, on fournit une matrice flexible électriquement isolante, et on forme l’au moins une piste électrique et l’unité de détection sur la matrice flexible électriquement isolante. [13] According to one embodiment, when the electronic circuit is provided, an electrically insulating flexible matrix is provided, and the at least one electrical track and the detection unit are formed on the electrically insulating flexible matrix.
[14] Selon une réalisation, on forme une pluralité de pistes électriques électriquement isolées les unes des autres, et adressables individuellement pour mesurer une concentration de l’analyte. [14] According to one embodiment, a plurality of electrical tracks that are electrically isolated from each other and individually addressable are formed to measure a concentration of the analyte.
[15] Selon une réalisation, l’unité de détection comprend : [15] According to one embodiment, the detection unit comprises:
- une électrode, une contre-électrode et optionnellement une électrode de référence chacune connectée à une piste électrique respective, et/ou - an electrode, a counter-electrode and optionally a reference electrode each connected to a respective electrical track, and/or
- une électrode de grille, une électrode de drain, une électrode de source chacune connectée à une piste électrique respective, un canal semi-conducteur s’étendant entre l’électrode de drain et l’électrode de source. [16] Selon une réalisation, on forme des unités de détection sensibles à divers analytes. - a gate electrode, a drain electrode, a source electrode each connected to a respective electrical track, a semiconductor channel extending between the drain electrode and the source electrode. [16] According to one embodiment, detection units sensitive to various analytes are formed.
[17] Selon une réalisation, on forme une pluralité de micro-aiguilles s’étendant depuis la base. [17] According to one embodiment, a plurality of micro-needles extending from the base are formed.
[18] Selon une réalisation, chaque unité de détection s’étend dans une microaiguille respective. [18] According to one embodiment, each detection unit extends into a respective microneedle.
[19] Selon une réalisation, on fournit également un capteur de pH et/ou un capteur de température du liquide corporel. [19] According to one embodiment, a pH sensor and/or a body fluid temperature sensor is also provided.
[20] Selon une réalisation, on connecte électriquement une puce électronique à l’au moins une piste électrique. [20] According to one embodiment, an electronic chip is electrically connected to at least one electrical track.
[21] Selon un autre aspect, l’invention se rapporte à un composant de patch de détection d’analytes comprenant : [21] In another aspect, the invention relates to an analyte detection patch component comprising:
- une base à partir de laquelle s’étend au moins une micro-aiguille, ladite micro-aiguille comprenant un corps creux muni d’une embouchure adaptée pour permettre l’entrée de liquide corporel en un intérieur du corps creux, - a base from which extends at least one micro-needle, said micro-needle comprising a hollow body provided with a mouth adapted to allow the entry of bodily fluid into an interior of the hollow body,
- un circuit électronique comprenant un circuit imprimé flexible comprenant au moins une piste électrique et une unité de détection, le circuit électronique étant assemblé à la base, une portion du circuit imprimé flexible étant disposée fléchie dans la micro-aiguille respective avec l’unité de détection dans l’intérieur du corps creux. - an electronic circuit comprising a flexible printed circuit comprising at least one electric track and a detection unit, the electronic circuit being assembled at the base, a portion of the flexible printed circuit being arranged flexed in the respective micro-needle with the detection inside the hollow body.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[22] Des modes de réalisation de l’invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous : [22] Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings, briefly described below:
[23] [Fig. 1] représente schématiquement un utilisateur portant un patch. [23] [Fig. 1] schematically represents a user wearing a patch.
[24] [Fig. 2] représente schématiquement une vue en coupe d’un patch tel que représenté sur la figure 1 assemblé à l’utilisateur. [24] [Fig. 2] schematically represents a sectional view of a patch as shown in Figure 1 assembled to the user.
[25] [Fig. 3] est une vue partielle en perspective qui représente une base du patch de la figure 2. [25] [Fig. 3] is a partial perspective view which represents a base of the patch of figure 2.
[26] [Fig. 4] est une vue en perspective qui représente une micro-aiguille du patch de la figure 3. [26] [Fig. 4] is a perspective view which represents a micro-needle of the patch of figure 3.
[27] [Fig. 5] est une vue selon la même perspective que la figure 3 d’une partie d’un circuit électronique destiné à être assemblé à la base de la figure 3. [27] [Fig. 5] is a view from the same perspective as Figure 3 of part of an electronic circuit intended to be assembled at the base of Figure 3.
[28] [Fig. 6] est une vue en coupe du laminé d’une piste du circuit électronique de la figure 5. [28] [Fig. 6] is a sectional view of the laminate of a track of the electronic circuit of figure 5.
[29] [Fig. 7] est une vue en coupe transversale d’une languette selon un mode de réalisation. [29] [Fig. 7] is a cross-sectional view of a tab according to one embodiment.
[30] [Fig. 8] est une vue en coupe de détail d’une portion de détection du circuit électronique assemblée dans une micro-aiguille. [31] [Fig. 9] est une vue similaire à la figure 7 pour une autre unité de mesure d’analyte. [30] [Fig. 8] is a detail sectional view of a detection portion of the electronic circuit assembled in a micro-needle. [31] [Fig. 9] is a view similar to Figure 7 for another analyte measurement unit.
[32] [Fig. 10] est une vue similaire à la figure 7 pour une unité de mesure de pH. [32] [Fig. 10] is a view similar to Figure 7 for a pH measurement unit.
[33] [Fig. 11] est une vue de face d’une languette portant une unité de mesure sous forme de transistor. [33] [Fig. 11] is a front view of a tab carrying a measurement unit in the form of a transistor.
[34] [Fig. 12] est une vue selon la même perspective que la figure 3 de l’assemblage de la base au circuit imprimé flexible selon un mode de réalisation. [34] [Fig. 12] is a view from the same perspective as Figure 3 of the assembly of the base to the flexible printed circuit according to one embodiment.
[35] [Fig. 13] est une vue en perspective agrandie d’une languette. [35] [Fig. 13] is an enlarged perspective view of a tab.
[36] [Fig. 14] est une vue en coupe d’une micro-aiguille selon un deuxième mode de réalisation. [36] [Fig. 14] is a sectional view of a micro-needle according to a second embodiment.
[37] Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires. [37] In the drawings, identical references designate identical or similar objects.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DETAILED DESCRIPTION
[38] La figure 1 représente schématiquement un utilisateur 1 portant un patch 2. Le patch 2 est porté à même la peau, par exemple dans un endroit facile d’accès pour l’utilisateur lui-même, qui cause le minimum de gêne durant le mouvement, et typiquement masqué à la vue des autres par des vêtements portés par l’utilisateur, comme l’avant-bras ou le bras, par exemple. [38] Figure 1 schematically shows a user 1 wearing a patch 2. The patch 2 is worn next to the skin, for example in a place easy to access for the user himself, which causes the minimum discomfort during movement, and typically hidden from view by others by clothing worn by the user, such as the forearm or upper arm, for example.
[39] Les dimensions du patch 2 sont par exemple de quelques centimètres de côté, et d’épaisseur inférieure, par exemple, à une épaisseur comprise entre 0,2 centimètres (cm) et 2 centimètres. [39] The dimensions of patch 2 are for example a few centimeters per side, and less thick, for example, to a thickness of between 0.2 centimeters (cm) and 2 centimeters.
[40] La figure 2 donne un exemple de réalisation d’un patch 2 assemblé à la peau 6 de l’utilisateur 1. La figure 2 est illustrée avec une surface plane horizontale représentant la surface externe de la peau de l’utilisateur. Au-dessus de cette surface est disposé le patch 2 et, en-dessous, la peau de l’utilisateur. Dans la suite de la description, pour fixer les idées, ces disposition et orientation sont utilisées. Notamment, les termes « supérieur », « inférieur », « haut », « bas », etc... sont utilisés par référence à cette orientation. Toutefois, en utilisation, la surface extérieure de la peau, et par conséquent le patch qu’elle porte, pourrait être orientée différemment. [40] Figure 2 gives an embodiment of a patch 2 assembled to the skin 6 of the user 1. Figure 2 is illustrated with a flat horizontal surface representing the outer surface of the skin of the user. Above this surface is the patch 2 and, below, the skin of the user. In the remainder of the description, to fix ideas, this arrangement and orientation are used. In particular, the terms “upper”, “lower”, “high”, “low”, etc. are used with reference to this orientation. However, in use, the outer surface of the skin, and therefore the patch it wears, could be oriented differently.
[41] Comme visible sur la figure 2, le patch 2 comprend un boîtier 3. Le boîtier 3 comprend une face inférieure 4 destinée à être tournée en direction de la surface externe 5 de la peau 6 de l’utilisateur 1. La face inférieure 4 comporte un adhésif ou une colle 7 pour l’adhésion à la surface externe 5 de la peau 6 de l’utilisateur 1. [41] As seen in Figure 2, the patch 2 comprises a housing 3. The housing 3 comprises a lower face 4 intended to be turned towards the outer surface 5 of the skin 6 of the user 1. The lower face 4 comprises an adhesive or glue 7 for adhesion to the outer surface 5 of the skin 6 of the user 1.
[42] Le patch 2 est destiné à réaliser, de manière répétée, une mesure in situ de la concentration d’au moins un analyte de l’utilisateur 1. C’est-à-dire que le patch 2 est porté par l’utilisateur pendant de quelques minutes à plusieurs heures, voire jusqu’à quelques jours, et mesure de manière répétée au cours du temps la concentration de cet analyte à l’intérieur du corps de l’utilisateur. Aucune étape chirurgicale d’implantation n’est nécessaire. Aucune extraction d’un échantillon du corps n’est nécessaire. [42] Patch 2 is intended to carry out, in a repeated manner, an in situ measurement of the concentration of at least one analyte of user 1. That is to say that patch 2 is worn by the user for from a few minutes to several hours, or even up to a few days, and repeatedly measures the concentration of this analyte inside the body of the user. No surgical implantation step is necessary. No extraction of a sample from the body is necessary.
[43] Le patch 2 comprend au moins une micro-aiguille 8 qui projette depuis la face inférieure 4 du boîtier 3. La longueur de la micro-aiguille 8 est par exemple inférieure à 1 millimètre, de manière à ne pas pénétrer trop profond dans une zone innervée de la peau. Le patch 2 peut comprendre plusieurs micro-aiguilles 8. Dans ce cas, les microaiguilles 8 sont agencées sur la face inférieure 4 du boîtier 3, selon tout agencement adapté. Des exemples détaillés suivront. Sur la figure 2, on a représenté quatre microaiguilles 8 alignées, identiques, parallèles, équi-réparties et centrées sur le boîtier 3. Toutefois, en variante, les micro-aiguilles 8 peuvent être différentes les unes des autres, inclinées les unes par rapport aux autres, et/ou réparties différemment. De plus, sur la figure 2, les micro-aiguilles 8 sont présentées selon une ligne. En variante, le patch 2 peut comprendre d’autres lignes d’une ou plusieurs micro-aiguilles dans des plans parallèles au plan de la figure 2. [43] The patch 2 comprises at least one micro-needle 8 which projects from the underside 4 of the casing 3. The length of the micro-needle 8 is for example less than 1 millimeter, so as not to penetrate too deeply into an innervated area of the skin. The patch 2 can comprise several micro-needles 8. In this case, the micro-needles 8 are arranged on the lower face 4 of the casing 3, according to any suitable arrangement. Detailed examples will follow. In Figure 2, there is shown four microneedles 8 aligned, identical, parallel, equi-distributed and centered on the housing 3. However, as a variant, the micro-needles 8 can be different from each other, inclined with respect to each other. to others, and/or distributed differently. In addition, in Figure 2, the micro-needles 8 are presented along a line. As a variant, the patch 2 can comprise other rows of one or more micro-needles in planes parallel to the plane of figure 2.
[44] Dans la description qui suit, on décrira en particulier une micro-aiguille 8, cette description pouvant s’appliquer à d’autres micro-aiguilles 8. La micro-aiguille 8 est réalisée dans un matériau suffisamment rigide, et avec une forme suffisamment effilée pour pénétrer à l’intérieur de la peau 6 lorsque le patch 2 est assemblé à la peau 6. Comme visible en particulier sur la figure 3, on peut prévoir de réaliser d’un seul tenant une base 9 de laquelle s’étendent les micro-aiguilles 8. Ce composant, comprenant la base et les micro-aiguilles, est par exemple réalisé par moulage plastique. La base 9 prend par exemple la forme d’une plaque, comme représenté, de laquelle s’étendent les micro-aiguilles 8. Toutefois, d’autres formes et méthodes de fabrication sont possibles. [44] In the following description, a micro-needle 8 will be described in particular, this description being applicable to other micro-needles 8. The micro-needle 8 is made of a sufficiently rigid material, and with a sufficiently tapered shape to penetrate inside the skin 6 when the patch 2 is assembled to the skin 6. As can be seen in particular in FIG. extend the micro-needles 8. This component, comprising the base and the micro-needles, is for example made by plastic molding. The base 9 takes for example the form of a plate, as shown, from which the micro-needles 8 extend. However, other shapes and manufacturing methods are possible.
[45] Au passage, la figure 3 représente un autre exemple d’agencement de microaiguilles 8 que l’agencement de la figure 2. Dans cet exemple, les micro-aiguilles 8 sont réparties sur la périphérie de la face inférieure 4 du boîtier 3 du patch 2. [45] Incidentally, Figure 3 shows another example of an arrangement of microneedles 8 than the arrangement of Figure 2. In this example, the microneedles 8 are distributed over the periphery of the lower face 4 of the housing 3 from patch 2.
[46] Comme visible sur la figure 4, selon un exemple de réalisation, une microaiguille 8 comprend une surface latérale périphérique 10 par exemple tronconique. L’angle de pointe de la micro-aiguille 8 est aigu. D’autres géométries sont possibles, comme par exemple un cylindre de révolution. De plus, une micro-aiguille 8 est réalisée sous la forme d’un corps creux, et comprend un canal intérieur 11 entouré par la surface latérale périphérique 10, et s’étendant vers la base 9. Selon une réalisation, comme représenté sur la figure 3, le canal intérieur 11 peut déboucher en une embouchure 12 de la surface supérieure de la base 9. Ce canal intérieur 11 peut être orthogonal à la base support, ou incliné par rapport à celle-ci. Il peut être parallèle à l’axe de la microaiguille ou non. [47] La micro-aiguille 8 comprend également une embouchure 13 du canal intérieur 11. Par exemple, selon une réalisation, l’embouchure 13 est réalisée entièrement dans la surface latérale périphérique 10 de la micro-aiguille 8. L’embouchure 13 est réalisée suffisamment profonde pour que, une fois le patch correctement appliqué, l’embouchure 13 se situe dans une portion de la peau comprenant du liquide interstitiel. Le canal intérieur 11 reçoit une portion du circuit électronique 14, comme cela sera expliqué en détail plus loin. [46] As shown in Figure 4, according to an exemplary embodiment, a microneedle 8 comprises a peripheral side surface 10, for example frustoconical. The tip angle of the micro-needle 8 is acute. Other geometries are possible, such as for example a cylinder of revolution. In addition, a micro-needle 8 is made in the form of a hollow body, and comprises an interior channel 11 surrounded by the peripheral side surface 10, and extending towards the base 9. According to one embodiment, as shown in the Figure 3, the inner channel 11 can open into a mouth 12 of the upper surface of the base 9. This inner channel 11 can be orthogonal to the support base, or inclined with respect thereto. It can be parallel to the axis of the microneedle or not. [47] The micro-needle 8 also comprises a mouth 13 of the inner channel 11. For example, according to one embodiment, the mouth 13 is made entirely in the peripheral side surface 10 of the micro-needle 8. The mouth 13 is made sufficiently deep so that, once the patch has been correctly applied, the mouth 13 is located in a portion of the skin comprising interstitial liquid. The inner channel 11 receives a portion of the electronic circuit 14, as will be explained in detail later.
[48] Revenant maintenant à la figure 2, le patch 2 comprend également un circuit électronique 14. Le circuit électronique 14 est assemblé à la base 9. On peut utiliser tout type d’assemblage direct ou indirect entre ces deux composants. Le circuit électronique 14 peut comprendre un support électriquement isolant portant des pistes électriquement conductrices reliant entre eux des composants électroniques tels qu’une puce électronique 99. [48] Returning now to Figure 2, patch 2 also includes an electronic circuit 14. Electronic circuit 14 is assembled at base 9. Any type of direct or indirect assembly between these two components can be used. The electronic circuit 14 may comprise an electrically insulating support carrying electrically conductive tracks connecting electronic components together, such as an electronic chip 99.
[49] La figure 5 donne un exemple de réalisation d’une partie de circuit électronique 14 pour le patch 2, dans une configuration préalable à son assemblage. Dans le cas présent, le circuit électronique 14 comprend un circuit imprimé flexible 15. Comme cela est visible sur la figure 5, le circuit imprimé flexible 15 comprend une zone principale surfacique de laquelle s’étendent plusieurs languettes 25. Dans cet exemple, la zone principale est essentiellement polygonale, et les languettes 25 s’étendent depuis un même bord du polygone, et essentiellement parallèles entre elles. Toutefois, d’autres géométries sont possibles. [49] Figure 5 gives an example of an embodiment of an electronic circuit part 14 for patch 2, in a configuration prior to its assembly. In the present case, the electronic circuit 14 comprises a flexible printed circuit 15. As can be seen in FIG. 5, the flexible printed circuit 15 comprises a main surface zone from which several tabs 25 extend. In this example, the zone main is essentially polygonal, and the tabs 25 extend from the same edge of the polygon, and essentially parallel to each other. However, other geometries are possible.
[50] Le circuit imprimé flexible comprend par exemple une épaisseur inférieure à 50 microns, voire inférieure à 40 microns. Un circuit imprimé flexible autorise une déformation élastique réversible par essai de flexion avec un rayon de courbure inférieur à 2 millimètres (mm), pour jusqu’à au moins cinq essais de flexion consécutifs. Le circuit imprimé flexible 15 comprend un support électriquement isolant 16 flexible portant des zones électriquement conductrices. Le support électriquement isolant flexible est par exemple réalisé en polydiméthylsiloxane (PDMS), polytérephtalate d’éthylène (PET), polyimide, poly naphtalate d’éthylène ou polyétheréthercétone (« PEEK »). Comme cela est visible sur la figure 5, le support électriquement isolant 16 flexible porte des zones électriquement conductrices comme des contacts électriques 17, des pistes électriques 18 ou des portions de détection 19 fonctionnalisées. Dans l’exemple présenté, chaque piste électrique 18 connecte une portion de détection 19 à un contact électrique 17. [50] The flexible printed circuit comprises for example a thickness of less than 50 microns, or even less than 40 microns. A flexible printed circuit allows reversible elastic deformation by bending test with a radius of curvature of less than 2 millimeters (mm), for up to at least five consecutive bending tests. The flexible printed circuit 15 comprises a flexible electrically insulating support 16 bearing electrically conductive zones. The flexible electrically insulating support is for example made of polydimethylsiloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET), polyimide, poly ethylene naphthalate or polyetheretherketone (“PEEK”). As can be seen in FIG. 5, the flexible electrically insulating support 16 carries electrically conductive zones such as electrical contacts 17, electrical tracks 18 or functionalized detection portions 19. In the example shown, each electrical track 18 connects a detection portion 19 to an electrical contact 17.
[51] Les contacts électriques 17 sont agencés pour être assemblés à une puce électronique 99 qui comprend plusieurs composants pour la mesure électrochimique tels qu’un micro-processeur, un potentiostat, une batterie, etc.... [52] Bien que la figure 5 représente une disposition particulière du circuit électronique 14, d’autres dispositions sont envisageables dans le cadre de l’invention. [51] The electrical contacts 17 are arranged to be assembled with an electronic chip 99 which comprises several components for electrochemical measurement such as a microprocessor, a potentiostat, a battery, etc.... [52] Although Figure 5 shows a particular arrangement of the electronic circuit 14, other arrangements are possible within the scope of the invention.
[53] En variante, les composants électroniques peuvent être connectés individuellement directement au circuit imprimé flexible. [53] Alternatively, the electronic components can be individually connected directly to the flexible printed circuit.
[54] Selon un mode de réalisation, comme représenté également sur la figure 5, le circuit imprimé flexible 15 comprend un deuxième support électriquement isolant flexible 20 superposé au premier support électriquement isolant flexible 16, de manière à protéger les pistes électriques. Comme visible dans cet exemple, une fois les deux supports électriquement isolants flexibles 16, 20 assemblés, seuls restent accessibles les contacts 17 pour connexion à la puce électronique 99 et les portions de détection 19 pour la mesure d’analytes du liquide interstitiel. [54] According to one embodiment, as also shown in Figure 5, the flexible printed circuit 15 comprises a second flexible electrically insulating support 20 superimposed on the first flexible electrically insulating support 16, so as to protect the electrical tracks. As can be seen in this example, once the two flexible electrically insulating supports 16, 20 have been assembled, only the contacts 17 remain accessible for connection to the electronic chip 99 and the detection portions 19 for the measurement of analytes in the interstitial liquid.
[55] Les zones électriquement conductrices sont par exemple réalisées par le dépôt d’un film 21 électriquement conducteur selon une géométrie prédéfinie, par exemple par sérigraphie. Le film 21 est par exemple un film d’or, de carbone, d’encre de carbone, avec ou sans inclusion de nanoparticules. [55] The electrically conductive areas are for example produced by depositing an electrically conductive film 21 according to a predefined geometry, for example by screen printing. The film 21 is for example a film of gold, carbon, carbon ink, with or without inclusion of nanoparticles.
[56] Comme visible encore sur la figure 6, le circuit imprimé flexible 15 comprend des languettes 25 destinées à être insérées fléchies dans les canaux intérieurs 11. Ainsi, les languettes 25 présentent au moins le même laminé que le reste du circuit imprimé flexible, avec une couche isolante 16 inférieure, des zones électriquement conductrices et une couche isolante supérieure 20. La languette 25 comprend une largeur et une épaisseur inscrites dans la section transversale du canal intérieur 11. [56] As can still be seen in Figure 6, the flexible printed circuit 15 comprises tabs 25 intended to be inserted bent into the interior channels 11. Thus, the tabs 25 have at least the same laminate as the rest of the flexible printed circuit, with a lower insulating layer 16, electrically conductive zones and an upper insulating layer 20. The tongue 25 comprises a width and a thickness inscribed in the cross section of the inner channel 11.
[57] Selon un exemple, chaque portion de détection 19 de la languette 25 s’étend dans la continuité d’une piste électrique 18. Certaines électrodes peuvent avoir différentes géométries. [57] According to one example, each detection portion 19 of the tab 25 extends in the continuity of an electrical track 18. Certain electrodes may have different geometries.
[58] Comme visible sur la figure 6, au niveau de la portion de détection 19, la couche de support électrique isolant 16 est absente. De plus, la zone électriquement conductrice est fonctionnalisée au niveau d’au moins une des électrodes de la portion de détection. [58] As seen in Figure 6, at the detection portion 19, the insulating electrical support layer 16 is absent. In addition, the electrically conductive zone is functionalized at the level of at least one of the electrodes of the detection portion.
[59] Selon la fonction qu’on souhaite donner à la portion de détection, diverses fonctionnalisations sont envisageables. Plusieurs exemples vont être décrits ci-dessous. [59] Depending on the function that one wishes to give to the detection portion, various functionalizations are possible. Several examples will be described below.
[60] La figure 6 représente un exemple de réalisation d’une portion de détection 19 réalisée sous la forme d’une électrode de détection d’un analyte en particulier. L’analyte en question peut être une espèce chimique, comme un ion, un atome, une molécule ou un groupe de molécules (par exemple, différentes molécules comprenant une même fonction chimique). L’analyte en question peut être endogène ou exogène à l’organisme de l’utilisateur. Ci-dessous, la détection de divers métabolites est décrite selon plusieurs exemples. [61] L’électrode de détection comprend une couche enzymatique 22 adaptée pour réagir chimiquement avec le métabolite pour générer un produit dérivé, tel que par exemple du peroxyde d’azote (H2O2) ou un nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) dont la concentration dépend de la concentration en métabolite, et qui est détectable en appliquant un potentiel au film 21. La couche 22 est par exemple réalisée sous la forme d’une matrice encapsulant les enzymes et co-facteurs nécessaires à la réaction chimique enzymatique. Cette matrice est par exemple un polymère, comme par exemple un chitosane, une poly-l-lysine, une polyaniline, une polypyrrole ou autre. [60] FIG. 6 represents an embodiment of a detection portion 19 made in the form of an electrode for detecting a particular analyte. The analyte in question can be a chemical species, such as an ion, an atom, a molecule or a group of molecules (for example, different molecules comprising the same chemical function). The analyte in question may be endogenous or exogenous to the body of the user. Below, the detection of various metabolites is described according to several examples. [61] The detection electrode comprises an enzymatic layer 22 suitable for reacting chemically with the metabolite to generate a derivative product, such as for example nitrogen peroxide (H2O2) or a nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) whose concentration depends of the metabolite concentration, and which is detectable by applying a potential to the film 21. The layer 22 is for example produced in the form of a matrix encapsulating the enzymes and co-factors necessary for the enzymatic chemical reaction. This matrix is for example a polymer, such as for example a chitosan, a poly-l-lysine, a polyaniline, a polypyrrole or the like.
[62] On peut en option utiliser une couche de médiateur redox ou de catalyseur 23, disposée entre le film 21 et la couche enzymatique 22 pour améliorer le rendement de la réaction ci-dessus. Du côté opposé au film 21 , on peut disposer une membrane poreuse sélective 24 adaptée pour réserver au métabolite l’accès à la couche enzymatique 22, et à limiter l’accès d’autres espèces du liquide testé. La membrane 24 comprend par exemple du polychlorure de vinyle ou un fluorure d’ethanesulfonyl. [62] One can optionally use a layer of redox mediator or catalyst 23, disposed between the film 21 and the enzymatic layer 22 to improve the yield of the above reaction. On the opposite side to the film 21, a selective porous membrane 24 can be arranged to reserve access to the enzymatic layer 22 for the metabolite, and to limit the access of other species of the tested liquid. The membrane 24 comprises for example polyvinyl chloride or an ethanesulphonyl fluoride.
[63] La couche de catalyseur 23, la couche enzymatique 22 et la membrane 24 peuvent être appliquées sur le film 21 par des techniques de dépôt de goutte ou de sérigraphie ou autre technique adaptée. [63] The catalyst layer 23, the enzymatic layer 22 and the membrane 24 can be applied to the film 21 by droplet deposition or screen printing techniques or another suitable technique.
[64] La figure 7 représente en vue de face la languette 25. Celle-ci comporte l’électrode 26 qui vient d’être décrite, ainsi qu’une contre-électrode 27 et une électrode de référence 29 séparées les unes des autres par une portion électriquement isolante 20. L’électrode 26, la contre-électrode 27 et l’électrode de référence 29 sont formées toutes les trois sur la couche électriquement isolante 20 en étant séparées les unes des autres par un espace. [64] Figure 7 shows a front view of the tab 25. This comprises the electrode 26 which has just been described, as well as a counter-electrode 27 and a reference electrode 29 separated from each other by an electrically insulating portion 20. The electrode 26, the counter-electrode 27 and the reference electrode 29 are all three formed on the electrically insulating layer 20 while being separated from each other by a space.
[65] Une électrode 26 et la contre-électrode 27 associées ensemble sont appelées unité de détection 35. Ainsi, une unité de détection 35 est adaptée pour détecter la concentration d’un analyte en particulier. [65] An electrode 26 and the counter electrode 27 associated together are called a detection unit 35. Thus, a detection unit 35 is adapted to detect the concentration of a particular analyte.
[66] L’électrode de référence 29 est par exemple formée par une couche d’argent, de chlorure d’argent ou d’oxyde d’iridium, le cas échéant déposée sur la couche d’or. [66] The reference electrode 29 is for example formed by a layer of silver, silver chloride or iridium oxide, if necessary deposited on the gold layer.
[67] Comme on peut le voir en particulier sur la figure 13, l’électrode 26, la contre- électrode 27 et l’électrode de référence 29 de la languette 25 (dont l’isolation électrique n’est pas visible sur cette figure) sont adressées chacune par une piste électrique 18a, 18b, 18c respective. [67] As can be seen in particular in Figure 13, the electrode 26, the counter-electrode 27 and the reference electrode 29 of the tongue 25 (whose electrical insulation is not visible in this figure ) are each addressed by a respective electrical track 18a, 18b, 18c.
[68] La figure 8 représente l’insertion de la languette 25 dans le canal 11 de la micro-aiguille. La languette 25 est fléchie. La languette 25 vient en appui sur une face interne 28 du canal 11. Notamment, la languette 25 vient en appui sur la face interne 28 du canal 11 opposée à l’embouchure 13. La languette 25 est orientée dans le canal 11 avec l’unité de détection 35 tournée vers l’embouchure 13, et la portion isolante tournée vers la face interne 28. [68] Figure 8 shows the insertion of the tab 25 in the channel 11 of the micro-needle. The tongue 25 is bent. The tongue 25 bears against an internal face 28 of the channel 11. In particular, the tongue 25 bears against the internal face 28 of the channel 11 opposite the mouth 13. The tongue 25 is oriented in the channel 11 with the detection unit 35 facing the mouth 13, and the insulating portion facing the internal face 28.
[69] Ainsi, la base 9 et le circuit imprimé flexible 15 sont dessinés de manière à ce que les languettes 25 du circuit imprimé flexible 15 s’insèrent dans les canaux 11 de la base 9. Selon la disposition des micro-aiguilles 8, on peut donc avoir des géométries très différentes pour le circuit imprimé flexible, avec des languettes de longueur et d’orientation différentes, par exemple. [69] Thus, the base 9 and the flexible printed circuit 15 are designed so that the tabs 25 of the flexible printed circuit 15 fit into the channels 11 of the base 9. According to the arrangement of the micro-needles 8, it is therefore possible to have very different geometries for the flexible printed circuit, with tabs of different length and orientation, for example.
[70] Dans l’exemple présenté, la languette est fléchie de l’ordre de 90° par rapport à la base du circuit imprimé flexible. Selon les réalisations, la languette est fléchie d’au moins 30°, au moins 45°, au moins 60°, au moins 80° par rapport à la base du circuit imprimé flexible. Typiquement, la flexion est inférieure à 135°. [70] In the example presented, the tongue is bent by around 90° with respect to the base of the flexible printed circuit. According to the embodiments, the tongue is bent by at least 30°, at least 45°, at least 60°, at least 80° with respect to the base of the flexible printed circuit. Typically, the flexion is less than 135°.
[71] La figure 12 représente notamment l’assemblage d’un circuit imprimé flexible 15 sur un côté de la base 9. Pour cette réalisation de base 9, on peut utiliser un autre circuit imprimé flexible 15 pour les micro-aiguilles disposées sur un autre côté de la base 9. Différentes réalisations sont possibles, comme de n’utiliser qu’un seul circuit imprimé. [71] Figure 12 shows in particular the assembly of a flexible printed circuit 15 on one side of the base 9. For this basic embodiment 9, another flexible printed circuit 15 can be used for the micro-needles arranged on a other side of the base 9. Different embodiments are possible, such as using only one printed circuit.
[72] Le système qui vient d’être décrit peut fonctionner comme suit. On décrit par exemple une mesure de glycémie. [72] The system just described can work as follows. For example, a blood glucose measurement is described.
[73] La couche 22 comprend une glucose oxydase. [73] Layer 22 includes glucose oxidase.
[74] Le patch 2 est appliqué sur la peau 6, de sorte que la micro-aiguille 8 pénètre dans la peau 6 de l’utilisateur 1. Du liquide interstitiel peut alors pénétrer dans le canal[74] Patch 2 is applied to skin 6, so that microneedle 8 penetrates skin 6 of user 1. Interstitial fluid can then enter the channel
11 par l’embouchure 13. Le fait que l’embouchure 13 soit latérale limite les risques de bouchage de l’embouchure par un corps solide lors de l’insertion de la micro-aiguille 8 dans la peau, et de détérioration mécanique de la languette lors de l’insertion. De plus, cela diminue la durée d’écoulement des molécules vers l’emplacement de mesure. 11 through the mouthpiece 13. The fact that the mouthpiece 13 is lateral limits the risks of the mouthpiece being blocked by a solid body during the insertion of the micro-needle 8 into the skin, and of mechanical deterioration of the tab when inserting. In addition, it decreases the flow time of the molecules to the measurement location.
[75] Une différence de potentiel électrique est appliquée par un générateur (non représenté) du circuit électronique entre l’électrode 26 et la contre-électrode 27. Le générateur est par exemple un composant électronique du patch connecté électriquement à un contact 17 relié électriquement à l’électrode 26 par l’intermédiaire d’une piste 18 et à un contact 17 relié électriquement à la contre-électrode 27 par l’intermédiaire d’une piste 18. [75] An electric potential difference is applied by a generator (not shown) of the electronic circuit between the electrode 26 and the counter-electrode 27. The generator is for example an electronic component of the patch electrically connected to a contact 17 electrically connected to the electrode 26 via a track 18 and to a contact 17 electrically connected to the counter-electrode 27 via a track 18.
[76] La réaction du glucose du liquide interstitiel avec la glucose oxydase génère du peroxyde d’hydrogène (H2O2). Le circuit électronique mesure en continu le courant électrique circulant entre l’électrode 26 et la contre-électrode 27. L’intensité du courant électrique mesuré dépend des taux de transformation du peroxyde d’hydrogène, et dépend par conséquent de la concentration de celui-ci au niveau de l’unité de détection 35. La concentration en peroxyde d’hydrogène dépend elle-même de la concentration en glucose. Par conséquent, l’intensité du courant mesuré dépend de la concentration en glucose. L’électrode de référence est utilisée comme référence dans la mesure et le contrôle du potentiel appliqué à l’électrode de travail. Ainsi, les fonctions de fournir les électrons et de contrôle du potentiel sont mises en œuvre par deux électrodes séparées. [76] The reaction of interstitial fluid glucose with glucose oxidase generates hydrogen peroxide (H2O2). The electronic circuit continuously measures the electric current flowing between the electrode 26 and the counter-electrode 27. The intensity of the electric current measured depends on the conversion rates of the hydrogen peroxide, and consequently depends on the concentration of ci at the level of the detection unit 35. The concentration of hydrogen peroxide itself depends on the concentration of glucose. Therefore, the intensity of the measured current depends on the concentration in glucose. The reference electrode is used as a reference in the measurement and control of the potential applied to the working electrode. Thus, the functions of supplying the electrons and controlling the potential are implemented by two separate electrodes.
[77] Une telle mesure est répétée au cours du temps, par exemple toutes les heures, pour obtenir une évolution de la concentration au cours du temps. [77] Such a measurement is repeated over time, for example every hour, to obtain a change in concentration over time.
[78] La description qui précède concerne un mode de réalisation pour une unité de détection 35. [78] The foregoing description relates to an embodiment for a detection unit 35.
[79] Comme visible sur les figures 2, 3 et 5, on peut utiliser plusieurs microaiguilles 8. Comme expliqué ci-dessus, les micro-aiguilles 8 peuvent être réparties selon différentes configurations. De préférence, les micro-aiguilles 8 sont suffisamment espacées les unes des autres pour permettre la bonne insertion de celles-ci dans la peau. Un espacement typique entre deux micro-aiguilles est par exemple d’au moins 0,5 millimètres. Ainsi, les interférences chimiques ou électriques entre unités de mesure sont réduites. Par exemple, ces au moins deux micro-aiguilles 8 mettent en œuvre la détection qui vient d’être décrite plus haut. Dans ce cas, comme visible notamment sur la figure 5, le caractère flexible du circuit imprimé flexible 15 permet de fabriquer les électrodes par des techniques classiques de micro-électroniques en 2D, en vue de réaliser un produit tri-dimensionnel. La connectique aux composants ou puces électroniques est simplifiée. De plus, il est possible de déporter la puce électronique commandant l’application des différences de potentiel entre l’électrode et la contre- électrode correspondante et mesurant l’intensité électrique. Les unités de détection formées sont adressables individuellement par la puce électronique par l’intermédiaire des pistes 18 pour mesurer les concentrations en analytes. Le fait d’utiliser plusieurs unités de détection 35 permet d’améliorer le rapport signal/bruit d’ensemble de la mesure, si on considère que la mesure réalisée par les différentes unités de détection doit donner le même résultat (pas de variation locale de la concentration en analyte à l’échelle du patch 2). [79] As seen in Figures 2, 3 and 5, several microneedles 8 can be used. As explained above, the microneedles 8 can be distributed according to different configurations. Preferably, the micro-needles 8 are sufficiently spaced from each other to allow the proper insertion of these into the skin. A typical spacing between two micro-needles is for example at least 0.5 millimeters. Thus, chemical or electrical interference between measurement units is reduced. For example, these at least two micro-needles 8 implement the detection which has just been described above. In this case, as can be seen in particular in FIG. 5, the flexible nature of the flexible printed circuit 15 makes it possible to manufacture the electrodes by conventional 2D microelectronic techniques, with a view to producing a three-dimensional product. Connectivity to electronic components or chips is simplified. In addition, it is possible to deport the electronic chip controlling the application of potential differences between the electrode and the corresponding counter-electrode and measuring the electrical intensity. The detection units formed are individually addressable by the electronic chip via tracks 18 to measure the analyte concentrations. The fact of using several detection units 35 makes it possible to improve the overall signal/noise ratio of the measurement, if it is considered that the measurement carried out by the different detection units must give the same result (no local variation of the analyte concentration at the patch scale 2).
[80] Selon une autre réalisation, comme représenté sur la figure 9, la languette 25 porte l’électrode 26 et la contre-électrode 27 à l’exclusion de l’électrode de référence 29. Cette disposition permet d’augmenter la surface relative de l’électrode 26 et de la contre-électrode 27 par rapport à la surface totale de la languette 25. Ainsi, selon ce mode de réalisation, une autre languette 25 porte l’électrode de référence 29. Selon ce mode de réalisation, il est possible d’utiliser plusieurs languettes 25 portant chacune une électrode 26 et une contre-électrode 27, et un nombre réduit (par exemple une seule) languette 25 portant une électrode de référence 29 commune pour toutes les électrodes. [80] According to another embodiment, as shown in Figure 9, the tongue 25 carries the electrode 26 and the counter-electrode 27 excluding the reference electrode 29. This arrangement increases the relative surface of the electrode 26 and of the counter-electrode 27 with respect to the total surface of the tongue 25. Thus, according to this embodiment, another tongue 25 carries the reference electrode 29. According to this embodiment, it It is possible to use several tongues 25 each carrying an electrode 26 and a counter-electrode 27, and a reduced number (for example a single) tongue 25 carrying a common reference electrode 29 for all the electrodes.
[81] Selon encore un autre mode de réalisation, le patch 2 peut être configuré pour mesurer la concentration d’un métabolite dans le liquide interstitiel autre que le glucose. [82] Par exemple, le métabolite mesuré est le glycérol. Dans ce cas, selon un exemple de réalisation, la couche 22 comprend une glycerol oxydase. [81] According to yet another embodiment, the patch 2 can be configured to measure the concentration of a metabolite in the interstitial fluid other than glucose. [82] For example, the measured metabolite is glycerol. In this case, according to an exemplary embodiment, the layer 22 comprises a glycerol oxidase.
[83] Pour la détection de la concentration en glycérol, selon une variante, la couche 22 comprend une glycerol kinase, une glycerol-3P-oxydase et de l’adénosine triphosphate (ATP). [83] For sensing glycerol concentration, alternatively, layer 22 includes glycerol kinase, glycerol-3P-oxidase, and adenosine triphosphate (ATP).
[84] Selon un autre exemple, le métabolite mesuré est les acides gras libres (répondant à l’acronyme « NEFA » pour leur désignation « non-esterified fatty acid » en anglais). Dans ce cas, selon un exemple de réalisation, la couche 22 comprend un coenzyme 1 , de l’ATP, une acyl-coenzyme A synthetase et une acyl-coenzyme A oxidase. [84] According to another example, the metabolite measured is free fatty acids (responding to the acronym "NEFA" for their designation "non-esterified fatty acid" in English). In this case, according to an exemplary embodiment, layer 22 comprises a coenzyme 1, ATP, an acyl-coenzyme A synthetase and an acyl-coenzyme A oxidase.
[85] Les exemples ci-dessus mesurent la décomposition du peroxyde d’hydrogène issu de la réaction du métabolite avec la couche enzymatique. [85] The examples above measure the decomposition of hydrogen peroxide resulting from the reaction of the metabolite with the enzyme layer.
[86] Pour catalyser la réaction de H2O2, selon un mode de réalisation, on utilise une encre contenant des particules de fer (par exemple une phthalocyanine Fer(ll)) pour l’électrode. En variante, on dépose un bleu de Prusse sur la surface d’électrode. En variante, on électro-dépose des nanoparticules de Fer sur la surface d’électrode ou au sein de la matrice de la couche enzymatique. [86] To catalyze the reaction of H2O2, according to one embodiment, an ink containing iron particles (for example an Iron(ll) phthalocyanine) is used for the electrode. Alternatively, a Prussian blue is deposited on the electrode surface. Alternatively, iron nanoparticles are electro-deposited on the electrode surface or within the matrix of the enzymatic layer.
[87] En variante, on peut utiliser d’autres réactions pour détecter par électro-chimie la concentration en analyte dans le liquide interstitiel. [87] Alternatively, other reactions can be used to electrochemically detect the analyte concentration in the interstitial fluid.
[88] Selon un exemple de réalisation, un produit dérivé de la réaction de l’analyte d’intérêt avec la couche enzymatique associée peut être l’hydrure de nicotinamide[88] According to an exemplary embodiment, a product derived from the reaction of the analyte of interest with the associated enzymatic layer can be nicotinamide hydride
(« NADH »). (“NADH”).
[89] Par exemple, pour la détection du glycérol, la couche enzymatique 22 comprend une glycerol dehydrogenase et NAD+, de sorte que la réaction du glycérol avec cette couche enzymatique génère NADH dont l’oxydation est détectable de la même manière que décrit ci-dessus pour la décomposition du peroxyde d’hydrogène. [89] For example, for the detection of glycerol, the enzyme layer 22 comprises a glycerol dehydrogenase and NAD+, so that the reaction of glycerol with this enzyme layer generates NADH whose oxidation is detectable in the same way as described below. above for the decomposition of hydrogen peroxide.
[90] Selon un autre exemple, le métabolite mesuré est un corps cétonique. Par exemple, le métabolite mesuré est le 3-p-hydroxybutyrate. La couche enzymatique 22 comprend alors, selon un exemple, une 3-hydroxybutyrate dehydrogenase et NAD+. [90] According to another example, the measured metabolite is a ketone body. For example, the measured metabolite is 3-p-hydroxybutyrate. The enzymatic layer 22 then comprises, according to one example, a 3-hydroxybutyrate dehydrogenase and NAD+.
[91] Pour catalyser la réaction d’oxydation de NADH, selon un mode de réalisation, on utilise du bleu de Meldola. [91] To catalyze the oxidation reaction of NADH, according to one embodiment, Meldola blue is used.
[92] Selon encore un autre exemple, l’analyte mesuré est un ion, un atome ou une autre molécule d’intérêt. [92] In yet another example, the analyte being measured is an ion, atom, or other molecule of interest.
[93] Ainsi, un patch 2 peut être utilisé pour détecter l’un quelconque de ces analytes dans le liquide interstitiel. [93] Thus, a patch 2 can be used to detect any of these analytes in the interstitial fluid.
[94] En variante, un patch 2 peut être utilisé pour détecter plusieurs de ces analytes dans le liquide interstitiel. On peut prévoir par exemple qu’une électrode 26 soit structurée pour détecter l’un des analytes, et qu’une autre électrode 26 soit structurée pour détecter un autre des analytes. Par exemple, ces deux électrodes 26 sont disposées dans des micro-aiguilles 8 différentes. Comme décrit ci-dessus dans le cas du glucose, on peut détecter un même analyte dans plusieurs micro-aiguilles et/ou utiliser une micro-aiguille dédiée pour l’électrode de référence. [94] Alternatively, a patch 2 can be used to detect several of these analytes in the interstitial fluid. Provision can be made, for example, for an electrode 26 to be structured to detect one of the analytes, and another electrode 26 is structured to detect another of the analytes. For example, these two electrodes 26 are arranged in different micro-needles 8. As described above in the case of glucose, one can detect the same analyte in several micro-needles and/or use a dedicated micro-needle for the reference electrode.
[95] Selon une variante, le patch 2 comprend en outre une unité de mesure du pH du liquide interstitiel. L’unité de mesure du pH peut être réalisée sur une languette flexible insérée dans une micro-aiguille 8 comme décrit ci-dessus pour les unités de mesure de la concentration en métabolites. On réalise par exemple une unité de mesure électrochimique, comme représenté sur la figure 10, comprenant en outre une couche 30 intermédiaire entre l’électrode et la contre-électrode, et comprenant un matériau dont la résistance électrique dépend du pH de la solution. La mesure de pH est alors réalisée par chimico-résistance. [95] According to a variant, the patch 2 also comprises a unit for measuring the pH of the interstitial liquid. The pH measurement unit can be made on a flexible tab inserted into an 8 micro-needle as described above for the metabolite concentration measurement units. For example, an electrochemical measurement unit is produced, as shown in FIG. 10, further comprising an intermediate layer 30 between the electrode and the counter-electrode, and comprising a material whose electrical resistance depends on the pH of the solution. The pH measurement is then carried out by chemical resistance.
[96] En alternative, on peut réaliser une unité de mesure de pH par ampérométrie ou voltmétrie. Dans un système à trois électrodes, comme décrit plus haut en relation avec la figure 7, l’électrode est fonctionnalisée avec une couche sensible aux changements de pH dans le liquide interstitiel environnant. En appliquant une différence de potentiel entre l’électrode et la contre-électrode, les variations du couple { potentiel appliqué ; courant mesuré} sont indicatives de la variation de pH du liquide interstitiel. [96] Alternatively, a unit of pH measurement can be made by amperometry or voltmetry. In a three-electrode system, as described above in connection with Figure 7, the electrode is functionalized with a layer sensitive to pH changes in the surrounding interstitial fluid. By applying a potential difference between the electrode and the counter-electrode, the variations of the couple { applied potential ; measured current} are indicative of the pH variation of the interstitial fluid.
[97] Parmi les matériaux dont les propriétés électriques dépendent du pH et qui peuvent être utilisés dans les modes de réalisation ci-dessus, on peut par exemple utiliser la polyaniline, la polypyrrole, une arylamine, un carbazole, un diaimine aliphatique ou aromatique, un polythiophene, un poly arylamine, un pentacene ou un parylene C. [97] Among the materials whose electrical properties depend on the pH and which can be used in the embodiments above, one can for example use polyaniline, polypyrrole, an arylamine, a carbazole, an aliphatic or aromatic diaimine, a polythiophene, a polyarylamine, a pentacene or a parylene C.
[98] Ces polymères peuvent par exemple être électro-déposés sur la surface d’électrode de travail dans le cas d’un système à trois électrodes, ou bien polymérisés sur la surface de support (sur l’électrode ou entre deux électrodes) par une exposition à plus haute température et/ou à un agent polymérisant. [98] These polymers can for example be electro-deposited on the working electrode surface in the case of a three-electrode system, or polymerized on the support surface (on the electrode or between two electrodes) by exposure to higher temperature and/or to a polymerizing agent.
[99] Selon un aspect, le patch 2 peut comprendre un capteur de température. Par exemple, le capteur de température comprend une unité de mesure en contact avec le liquide interstitiel. L’unité de mesure est par exemple associée à une micro-aiguille 8. Une languette peut par exemple porter un thermomètre à thermistance. Dans ce cas, la résistivité électrique du capteur change avec la température. Ainsi, en appliquant une différence de potentiel entre les entrées du capteur et en mesurant le courant, la mesure du changement de la résistivité permet d’accéder à la température. [99] In one aspect, patch 2 may include a temperature sensor. For example, the temperature sensor comprises a measuring unit in contact with the interstitial liquid. The measurement unit is for example associated with a micro-needle 8. A tongue can for example carry a thermistor thermometer. In this case, the electrical resistivity of the sensor changes with temperature. Thus, by applying a potential difference between the inputs of the sensor and measuring the current, measuring the change in resistivity provides access to the temperature.
[100] En variante, le patch 2 peut comprendre un thermocouple. La mesure est réalisée grâce à l’effet Seebeck décrivant une différence de potentiel proportionnelle à la température obtenu au niveau de la jonction électrique de deux conducteurs électriques différents. Le couple de métaux utilisés pour ces deux conducteurs peut être par exemple le titane (Ti) et l’or (Au). Par exemple, une languette introduite dans une microaiguille comprend ces deux matériaux. En variante, le thermocouple peut être intégré à la surface d’une micro-aiguille. Dans ce cas, par exemple, il peut être fabriqué par pulvérisation cathodique. [100] Alternatively, the patch 2 may include a thermocouple. The measurement is carried out thanks to the Seebeck effect describing a potential difference proportional to the temperature obtained at the electrical junction of two different electrical conductors. The pair of metals used for these two conductors can be, for example, titanium (Ti) and gold (Au). For example, a tab inserted into a microneedle comprises these two materials. Alternatively, the thermocouple can be integrated into the surface of a microneedle. In this case, for example, it can be made by sputtering.
[101] Selon une variante, une unité de mesure d’un analyte ou du pH peut être mise en œuvre sous la forme d’un transistor, comme représenté sur la figure 11 dans le cas particulier d’un transistor électrochimique organique (« OECT ») coplanaire. Le support flexible porte une électrode de source 31, une électrode de drain 32 et une électrode de grille 33. De plus, un canal semi-conducteur 34 relie l’électrode de drain 32 et l’électrode de source 31. L’électrode de grille 33 est fonctionnalisée pour détecter la présence d’un analyte, comme décrit ci-dessus. La détection d’analytes au niveau de l’électrode de grille 33 modifie la tension sur celle-ci ce qui, à son tour, modifie la distribution des charges dans le transistor, et cause un changement de courant électrique dans le canal 34. La mesure de ce changement de courant permet de définir la concentration de l’analyte. [101] According to a variant, a unit of measurement of an analyte or of pH can be implemented in the form of a transistor, as represented in FIG. 11 in the particular case of an organic electrochemical transistor (“OECT ”) coplanar. The flexible support carries a source electrode 31, a drain electrode 32 and a gate electrode 33. In addition, a semiconductor channel 34 connects the drain electrode 32 and the source electrode 31. The grid 33 is functionalized to detect the presence of an analyte, as described above. Detection of analytes at gate electrode 33 changes the voltage thereon which, in turn, changes the charge distribution in the transistor, and causes a change in electrical current in channel 34. measurement of this change in current allows the concentration of the analyte to be defined.
[102] Les électrodes de l’unité de mesure employant la technologie de mesure transistor peuvent être produites selon les mêmes principes que celles-ci-dessus. En variante, on peut utiliser un polymère électriquement conducteur comme un mélange poly(3,4-éthylènedioxythiophène) : poly(styrène-sulfonate) de sodium (PEDOT:PSS). [102] Measurement unit electrodes employing transistor measurement technology can be produced on the same principles as above. Alternatively, an electrically conductive polymer such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrene sulfonate) sodium (PEDOT:PSS) can be used.
[103] Comme matériau pour le canal on peut utiliser des polymères comme : PEDOT:PSS, poly(2-(3,3'-bis(2-(2-(2- méthoxyéthoxy)éthoxy)-éthoxy)-[2,2'-bithiophen]- 5- yl)thieno[3,2-b] thiophène) (p(g2T-TT)), poly(3,4-éthylènedioxythiophène): poly(3- sulfonyl(trifluorométhanesulfonyl) imide propyl méthacrylate de lithium) [103] As material for the channel, polymers such as: PEDOT:PSS, poly(2-(3,3'-bis(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)-ethoxy)-[2, 2'-bithiophen]- 5- yl)thieno[3,2-b] thiophene) (p(g2T-TT)), poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(3-sulfonyl(trifluoromethanesulfonyl)imide propyl methacrylate of lithium)
(PEDOT :PMATFSI), poly(3,4-éthylènedioxythiophène) : poly(styrène sulfonyl(trifluorométhanesulfonyl) imide de lithium) (PEDOT :PSTFSI), ou autre. (PEDOT:PMATFSI), poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonyl(trifluoromethanesulfonyl)lithium imide) (PEDOT:PSTFSI), or the like.
[104] Il existe de nombreuses variantes de réalisation de transistors à effet de champ ou électrochimique organique pouvant être réalisés sur un substrat flexible et en utilisant des méthodes mentionnées ci-dessus. On peut par exemple utiliser les configurations dites à grille supérieure (« top-gated »), à grille coplanaire ‘« coplanar gated »), transistor vertical (« vertical transistor »). [104] There are many variant embodiments of field-effect or organic electrochemical transistors that can be made on a flexible substrate and using the methods mentioned above. One can for example use the so-called top gate (“top-gated”), coplanar gate (“coplanar gated”), vertical transistor (“vertical transistor”) configurations.
[105] En variante, comme représenté sur la figure 14, certaines micro-aiguilles portent sur leur face externe les électrodes de mesure de la température. Ces microaiguilles ne comprennent alors pas nécessairement d’embouchure 13 ni de canal 11. Dans ce mode de réalisation, par exemple, la base 9 comporte des trous traversants 36. La micro-aiguille 8 porte sur sa surface une couche électrique conductrice 37 qui est connectée électriquement au circuit imprimé flexible 15 par l’intermédiaire d’un premier trou traversant 36 sans recouvrir l’autre trou traversant 36. La micro-aiguille 8 porte sur la première couche électrique 37 une couche électrique conductrice 38 qui est connectée électriquement au circuit imprimé flexible 15 par l’intermédiaire du deuxième trou traversant 36. Le capteur de température, dont les électrodes ne sont pas fonctionnalisées, peut ainsi être disposé sur la face extérieure de la micro-aiguille. [105] Alternatively, as shown in Figure 14, some micro-needles bear on their outer face the temperature measurement electrodes. These microneedles then do not necessarily include a mouthpiece 13 or a channel 11. In this embodiment, for example, the base 9 comprises through holes 36. The microneedle 8 bears on its surface an electrically conductive layer 37 which is electrically connected to the flexible printed circuit 15 via a first through-hole 36 without covering the other through-hole 36. The micro-needle 8 bears on the first electrical layer 37 an electrically conductive layer 38 which is electrically connected to the circuit flexible print 15 via the second through-hole 36. The temperature sensor, the electrodes of which are not functionalized, can thus be arranged on the outer face of the micro-needle.
[106] Le circuit électronique est alors programmé pour mettre en œuvre les mesures. [106] The electronic circuit is then programmed to implement the measurements.
[107] La puce électronique 99 peut comprendre une horloge pour cadencer les mesures. La puce électronique 99 peut comprendre une mémoire pour stocker les mesures réalisées, le cas échéant associées à une donnée d’horloge. La puce électronique 99 peut comprendre un ou plusieurs modules électroniques de communication pour transmettre des données vers un dispositif électronique distant. Le module électronique de communication peut être adapté pour communiquer par voie filaire avec le dispositif électronique distant. Par exemple, le dispositif électronique distant est connecté par voie filaire au circuit électronique 14, et les données de mesure sont copiées vers le dispositif électronique distant. En variante, le module électronique de communication peut être adapté pour communiquer sans fil avec le dispositif électronique distant. Par exemple, on met en œuvre une communication courte portée, par exemple selon un standard Bluetooth disponible à la date de priorité de la présente demande de brevet. La communication de données peut être cadencée, par exemple mise en œuvre de manière répétée, par exemple une fois par heure ou autre. Le dispositif électronique distant peut comprendre un processeur adapté au traitement des données. [107] The electronic chip 99 may include a clock to clock the measurements. The electronic chip 99 can comprise a memory for storing the measurements carried out, if necessary associated with clock data. The electronic chip 99 can comprise one or more electronic communication modules for transmitting data to a remote electronic device. The electronic communication module can be adapted to communicate by wire with the remote electronic device. For example, the remote electronic device is connected by wire to the electronic circuit 14, and the measurement data is copied to the remote electronic device. As a variant, the electronic communication module can be adapted to communicate wirelessly with the remote electronic device. For example, a short-range communication is implemented, for example according to a Bluetooth standard available on the priority date of the present patent application. The data communication may be timed, for example implemented repeatedly, for example once per hour or otherwise. The remote electronic device may include a processor suitable for processing data.
[108] La puce électronique 99 peut comprendre un processeur adapté pour prétraiter les données acquises. Ce pré-traitement peut viser à améliorer le rapport signal- bruit (opérations statistiques sur les données, filtration, moyennage, ...) et/ou à condenser les données en vue de faciliter leur transmission. [108] The electronic chip 99 may include a processor suitable for pre-processing the acquired data. This pre-processing may aim to improve the signal-to-noise ratio (statistical operations on the data, filtration, averaging, etc.) and/or to condense the data with a view to facilitating their transmission.
[109] Le patch 2 comprend également une source d’énergie, telle qu’une pile bouton, pour alimenter en énergie électrique les composants électroniques. [109] Patch 2 also includes a power source, such as a coin cell battery, to supply electrical power to the electronic components.
[110] Le cas échéant, on fournit un composant pour patch qui comprend la base 9 et le circuit imprimé flexible 15, le cas échéant en kit, et la puce électronique et les autres composants électroniques sont assemblés au circuit imprimé flexible 15 par un tiers. [110] If necessary, a patch component is provided which comprises the base 9 and the flexible printed circuit 15, if necessary in kit form, and the electronic chip and the other electronic components are assembled to the flexible printed circuit 15 by a third party .
[111] En variante, les différentes fonctions mises en œuvre par la puce électronique peuvent être réalisées par différents composants électroniques qui ne sont pas rassemblés au sein d’une puce, mais fournis individuellement et connectés électriquement au circuit imprimé flexible 15. [111] Alternatively, the different functions implemented by the electronic chip can be performed by different electronic components that are not not gathered within a chip, but provided individually and electrically connected to the flexible printed circuit 15.
[112] Le système qui vient d’être décrit peut être fabriqué comme suit. [112] The system just described can be fabricated as follows.
[113] On fabrique la base 9 portant les micro-aiguilles 8. Un tel composant peut être fabriqué par exemple par fabrication additive, par moulage, par usage, par gravure, et/ou par assemblage de composants individuels. [113] The base 9 carrying the micro-needles 8 is manufactured. Such a component can be manufactured for example by additive manufacturing, by molding, by use, by engraving, and/or by assembly of individual components.
[114] On fabrique le circuit imprimé flexible. On fournit un support électriquement isolant flexible 16, et on fournit sur ce support la couche électriquement conductrice selon des techniques de photolithographie par exemple. On recouvre le support 16 ainsi dessiné de la couche isolante flexible 20. Le cas échéant, on retire localement une partie du support flexible électriquement isolant 16 et/ou 20 dans les zones électriquement conductrices destinées à être exposées. En variante, des méthodes de sérigraphie, lithographie, découpe laser ou de fabrication additive pourraient être utilisées. [114] We manufacture the flexible printed circuit. A flexible electrically insulating support 16 is provided, and the electrically conductive layer is provided on this support according to photolithography techniques for example. The support 16 thus designed is covered with the flexible insulating layer 20. If necessary, part of the electrically insulating flexible support 16 and/or 20 is locally removed in the electrically conductive zones intended to be exposed. Alternatively, screen printing, lithography, laser cutting or additive manufacturing methods could be used.
[115] Puis, on fonctionnalise les zones électriquement conductrices exposées selon l’analyte à détecter au moyen de chaque zone respective. La couche de catalyseur est par exemple imprimée, déposée ou électro-déposée. La couche comprenant les enzymes est par exemple réalisée en appliquant une goutte de matrice dans laquelle les enzymes et co-facteurs ont été préalablement introduits, et en faisant polymériser cette couche thermiquement ou par séchage. La membrane est déposée en goutte ou par immersion, puis polymérisée par séchage. [115] Then, the exposed electrically conductive zones are functionalized according to the analyte to be detected by means of each respective zone. The catalyst layer is for example printed, deposited or electro-deposited. The layer comprising the enzymes is for example produced by applying a drop of matrix in which the enzymes and co-factors have been introduced beforehand, and by causing this layer to polymerize thermally or by drying. The membrane is deposited by drop or by immersion, then polymerized by drying.
[116] On assemble le circuit imprimé flexible à la base 9, les languettes fléchissant pour s’insérer dans les canaux des micro-aiguilles selon l’orientation souhaitée. [116] The flexible printed circuit is assembled at the base 9, the tabs flexing to fit into the channels of the micro-needles according to the desired orientation.
[117] Le produit décrit ci-dessus peut être utilisé pour détecter la concentration d’analytes dans d’autres liquides corporels que le liquide interstitiel, le cas échéant. [117] The product described above can be used to detect the concentration of analytes in body fluids other than interstitial fluid, if present.
LISTE DES SIGNES DE RÉFÉRENCE LIST OF REFERENCE SIGNS
1 : Utilisateur 1: User
2 : Patch 2: Patch
3 : boîtier 3: housing
4 : face inférieure 4: underside
5 : surface externe 5: outer surface
6 : peau 6: skin
7 : adhésif 7: adhesive
8 : micro-aiguille 8: micro needle
9 : base 9: base
10 : surface latérale périphérique 10: peripheral lateral surface
11 : canal intérieur 12 : embouchure 11: inner channel 12: mouthpiece
13 : Embouchure 13: Mouthpiece
14 : Circuit électronique 14: Electronic circuit
15 : Circuit imprimé flexible 15: Flexible printed circuit
16 : support électriquement isolant 16: electrically insulating support
17 : contact électrique 17: electrical contact
18 : piste électrique 18: electric track
19 : portion de détection 19: detection portion
20 : support électriquement isolant flexible20: flexible electrically insulating support
21 : film 21: movie
22 : couche enzymatique 22: enzyme layer
23 : couche de catalyseur 23: catalyst layer
24 : membrane poreuse sélective 24: selective porous membrane
25 : languette 25: tongue
26 : électrode 26: electrode
27 : contre-électrode 27: counter electrode
28 : paroi interne 28: inner wall
29 : électrode de référence 29: reference electrode
30 : couche intermédiaire 30: middle layer
31 : électrode de source 31: source electrode
32 : électrode de drain 32: drain electrode
33 : électrode de grille 33: grid electrode
34 : canal semi-conducteur 34: semiconductor channel
35 : unité de détection 35: detection unit
36 : trou traversant 36: through hole
37, 38 : Couche électriquement conductrice37, 38: Electrically conductive layer
99 : Puce électronique 99: Microchip

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes, ledit procédé de fabrication comprenant : 1. A method of making an analyte detection patch component, said method of making comprising:
- on fournit une base (9) à partir de laquelle s’étend au moins une micro-aiguille (8), ladite micro-aiguille (8) comprenant un corps creux muni d’une embouchure (13) adaptée pour permettre l’entrée de liquide corporel en un intérieur du corps creux,- a base (9) is provided from which extends at least one micro-needle (8), said micro-needle (8) comprising a hollow body provided with a mouth (13) adapted to allow entry of bodily fluid into an interior of the hollow body,
- on fournit un circuit électronique (14) comprenant un circuit imprimé flexible (15) comprenant au moins une piste électrique (18) et une unité de détection (35),- an electronic circuit (14) comprising a flexible printed circuit (15) comprising at least one electrical track (18) and a detection unit (35) is provided,
- on assemble le circuit électronique (14) à la base (9), une portion du circuit imprimé flexible (15) étant disposée fléchie dans la micro-aiguille (8) respective avec l’unité de détection (35) dans l’intérieur du corps creux. - the electronic circuit (14) is assembled on the base (9), a portion of the flexible printed circuit (15) being arranged flexed in the respective micro-needle (8) with the detection unit (35) inside of the hollow body.
2. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon la revendication 1 , dans lequel, lorsqu’on fournit la base (9), le corps creux de la micro-aiguille (8) comporte une surface latérale périphérique (10) s’étendant de la base (9) à une pointe, l’embouchure (13) étant formée au moins partiellement, et notamment totalement, dans la surface latérale périphérique (10), et dans lequel, lorsqu’on assemble, on dispose l’unité de détection en regard de l’embouchure (13). 2. A method of manufacturing an analyte detection patch component according to claim 1, wherein when providing the base (9), the hollow body of the microneedle (8) has a peripheral side surface (10) extending from the base (9) to a tip, the mouth (13) being formed at least partially, and in particular totally, in the peripheral side surface (10), and in which, when assembling, the detection unit is arranged opposite the mouthpiece (13).
3. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel, lorsqu’on fournit le circuit électronique (14), on fournit une matrice flexible électriquement isolante, et on forme au moins une piste électrique (18) et l’unité de détection sur la matrice flexible électriquement isolante. 3. A method of manufacturing an analyte detection patch component according to claim 1 or claim 2 wherein, when the electronic circuit (14) is provided, an electrically insulating flexible matrix is provided, and at the at least one electrical track (18) and the detection unit on the electrically insulating flexible die.
4. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on forme une pluralité de pistes électriques (18) électriquement isolées les unes des autres, et adressables individuellement pour mesurer une concentration de l’analyte. 4. A method of manufacturing an analyte detection patch component according to any one of claims 1 to 3, in which a plurality of electrical tracks (18) electrically isolated from each other, and individually addressable for measuring a concentration of the analyte.
5. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon la revendication 4, dans lequel l’unité de détection comprend : 5. A method of making an analyte detection patch component according to claim 4, wherein the detection unit comprises:
- une électrode (26), une contre-électrode (27) et optionnellement une électrode de référence (29) chacune connectée à une piste électrique (18) respective, et/ou- an electrode (26), a counter-electrode (27) and optionally a reference electrode (29) each connected to a respective electrical track (18), and/or
- une électrode de grille (33), une électrode de drain (32), une électrode de source (31) chacune connectée à une piste électrique (18) respective, un canal semi- conducteur (34) s’étendant entre l’électrode de drain (32) et l’électrode de source (31). - a gate electrode (33), a drain electrode (32), a source electrode (31) each connected to a respective electric track (18), a semi- conductor (34) extending between the drain electrode (32) and the source electrode (31).
6. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon la revendication 5, dans lequel on forme des unités de détection sensibles à divers analytes. 6. A method of making an analyte detection patch component according to claim 5, wherein detection units sensitive to various analytes are formed.
7. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel on forme une pluralité de micro-aiguilles (8) s’étendant depuis la base (9). 7. A method of manufacturing an analyte detection patch component according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of microneedles (8) extending from the base (9) are formed.
8. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon la revendication 7 et selon les revendications 5 ou 6, dans lequel chaque unité de détection s’étend dans une micro-aiguille (8) respective. 8. A method of making an analyte sensing patch component according to claim 7 and claim 5 or 6, wherein each sensing unit extends into a respective microneedle (8).
9. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on fournit également un capteur de pH et/ou un capteur de température du liquide corporel. 9. A method of making an analyte-sensing patch component according to any preceding claim, wherein a pH sensor and/or a body fluid temperature sensor is also provided.
10. Procédé de fabrication d’un composant de patch de détection d’analytes selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel on connecte électriquement une puce électronique (99) à l’au moins une piste électrique (18). 10. Method for manufacturing an analyte detection patch component according to one of claims 1 to 9, in which an electronic chip (99) is electrically connected to the at least one electrical track (18).
11. Composant de patch de détection d’analytes comprenant : 11. Analyte detection patch component comprising:
- une base (9) à partir de laquelle s’étend au moins une micro-aiguille (8), ladite micro-aiguille (8) comprenant un corps creux muni d’une embouchure (13) adaptée pour permettre l’entrée de liquide corporel en un intérieur du corps creux, - a base (9) from which extends at least one micro-needle (8), said micro-needle (8) comprising a hollow body provided with a mouthpiece (13) adapted to allow the entry of liquid bodily into an interior of the hollow body,
- un circuit électronique (14) comprenant un circuit imprimé flexible (15) comprenant au moins une piste électrique (18) et une unité de détection (35), le circuit électronique (14) étant assemblé à la base (9), une portion du circuit imprimé flexible étant disposée fléchie dans la micro-aiguille (8) respective avec l’unité de détection dans l’intérieur du corps creux. - an electronic circuit (14) comprising a flexible printed circuit (15) comprising at least one electric track (18) and a detection unit (35), the electronic circuit (14) being assembled on the base (9), a portion of the flexible printed circuit being arranged flexed in the respective micro-needle (8) with the detection unit in the interior of the hollow body.
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