[发明专利]带体内电化学分析物感测的流体传输

说明书

本申请是申请日为2007年12月20日、申请号为200780046642.3、发明名称为“带体内电化学分析物感测的流体传输”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2006年12月22日提交的、名称为Fluid Delivery Device Capable of in Vivo Electrochemical Sensing of Analyte的美国临时专利申请系列号60/876,945的优先权，其通过引用全文并入本申请。

技术领域

在此描述的本发明涉及通过一种设备或其它机构传输流体，该设备或机构还能够在体内感测一或多种分析物。

背景技术

糖尿病是一种全球主要的重大疾病，并且其发生率增加几乎达到传染率。2006年世界范围内的流行是1亿7千万人，并且预测这个数字将在下一个10-15年至少翻一倍。糖尿病一般的症状是由于相对或绝对地缺少胰腺激素即胰岛素而导致血糖浓度慢性升高（高血糖）。在正常（非糖尿病）的机体内，胰岛细胞（β细胞）连续感测血糖级别从而调节胰岛素分泌以维持在恒定级别附近。但是，糖尿病人缺少这种能力。

疾病对于病人和卫生保健资源的大部分负担应归于长期的组织并发症，其可感染小血管（微血管病变，导致眼睛，肾脏和神经受损）和大血管（产生动脉硬化症加速，增加冠心病，外周血管疾病和中风的比例）。现在有证据显示糖尿病人的发病率和死亡率与高血糖的维持和严重程度相关。理论上，在糖尿病人中，通过使用胰岛素注射和/或其它治疗进行激素替代治疗维持正常的血糖级别可以预防并发症。但是，在许多病人中很难达到并维持近似正常血糖级别，特别是在I型糖尿病人中，这些病人的血糖浓度在非常高（高血糖）和非常低（低血糖）级别之间以难以预测的方式快速改变。

许多糖尿病人每天多次使用指血毛细血管样品并将血加到试剂试纸上在便携式血糖仪上分析来监测他们的自身血糖。这些实验涉及的不适通常导致病人较低的依从性。当睡眠或工作时不能完成检测。此外，读数不能给出关于葡萄糖级别趋势的信息，只是仅仅提供整个检测之间离散性的读数。因此，连续的葡萄糖监测仪将具有优势，其以非常高的频率完成离散性检测，提供必须的，连续的葡萄糖读数。

在Lifescan公司申请的美国专利No.6,612,111中描述了一台电化学葡萄糖传感器，在此以引入方式并入本申请。现今，大多数可获得的电化学葡萄糖传感器是以酶为基础的。这些传感器的检测原理是基于监测葡萄糖的酶促氧化。这些传感器包括使用电流或电势操作原理的葡萄糖传感器。

在大多数的这些传感器中，酶促反应由葡萄糖氧化酶（GOX）催化发生。在这个反应中，氧气和葡萄糖生成葡萄糖酸和过氧化氢。葡萄糖氧化酶作为临时的电子受体，其首先还原为不活跃状态并随后被氧气还原为过氧化氢恢复活跃状态。葡萄糖浓度转化为可检测的信号，其与葡萄糖级别成比例并通常采用电流方法检测。

酶涂覆的工作电极可作为传感器探头，探头上可发生电化学氧化或还原反应。对电极与工作电极配对。相反极性的电流信号流过两个电极。电流强度与电活性葡萄糖浓度呈函数。在分析物感测层（包括酶）和工作电极之间增加的表面面积可使酶加载，这对于反应进行时克服酶降解是必须的。增加的表面面积也可以增强酶活性位点与传感器探头之间的电子迁移，因此提高传感器性能。

在市场上可获得的一些动态胰岛素输注设备。第一代一次性设备被构造成注射器式储存器，其在1972年由Hobbs在美国专利No.2,631,847和1973年由Kaminski在美国专利No.2,771,694和随后由Stempfle在美国专利No.4,657,486和由Skakoon在美国专利No.4,544,369中描述，在此每个都以引入方式并入本申请。由于它们的空间设计以及注射器和活塞的相对巨大的驱动机构，这些设备通常都非常巨大和笨重。这种相对笨重的设备不得不放在病人的口袋内或缚于腰带上携带。因此，流体传输导管非常长，在一些实施例中长度超过40cm，并允许针头插入身体的远端部位。由于它们在进行一些常规活动，如睡觉和游泳时的负作用，许多糖尿病胰岛素使用者拒绝这种不舒适的体积大的流体输注设备。此外，由于使用设备而导致身体形象可能的负作用，一些更害羞的使用者，例如青少年，更容易拒绝使用这样的设备。另外，长的输注导管也排除插入一些可能的远端部位，例如臀部和手足。