專利名稱：柔性眼插入物和葡萄糖測量系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種放置在人眼上的柔性插入物，其可以用于確定目的分析物(如淚液中的葡萄糖)的濃度。本發明還涉及一種包括所述柔性插入物的葡萄糖監測系統。
背景技術：
糖尿病是一種最常見的全球性非傳染性疾病。在大部分發達國家中，其是第四或第五大死亡原因，并且有大量證據表明其在許多發展中國家和新興工業國家中的流行病。在發達國家中，2型糖尿病占所有糖尿病的約85至95%，并且在發展中國家中占甚至更高的百分比。迄今為止，約有2億人已被診斷患有糖尿病。預計由于老齡化人口以及超重人 數增加,在即將到來的數年內，該疾病的患病率將過度增長。糖尿病的并發癥,如冠狀動脈和周圍血管疾病(coronary artery and peripheralvascular disease)、卒中(stroke)、糖尿病神經病變(diabetic neuropathy)、截肢(amputation)、腎衰竭(renal failure)和失明，導致增加的殘疾和縮短的預期壽命,因此在社會中引起螺旋式上升的健康費用。這使得糖尿病成為21世紀最具挑戰性的健康問題。除了糖尿病之外，由于葡萄糖耐受不良(impaired glucose tolerance, IGT)的病癥與糖尿病發病率的相關性以及其自身與增加的發生心血管病的危險的相關性，葡萄糖耐受不良的病癥也構成主要的公眾健康問題。IGT被認為是糖尿病的過渡狀態。約三億五千人已經被診斷患有IGT。患有IGT的個體處于進展成2型糖尿病的高危險中，預計70%的IGT患者將發生糖尿病。當糖尿病患者的血糖水平超出認為是健康或正常的范圍時，前述糖尿病的并發癥典型地加重。由于這一原因，定期地測量糖尿病患者的血糖來檢測低血糖癥(hypoglycemia)和高血糖癥(hyperglycemia)和監測治療,從而維持所述正常的葡萄糖水平。持續跟蹤血糖水平是重要的，以能夠準確地給藥控制葡萄糖水平的藥物，例如，胰島素，并且維持血液中葡萄糖的正常生理水平。維持葡萄糖的正常生理水平的目的已經導致開發了多種適于在體內和體外測量葡萄糖水平的葡萄糖傳感裝置。這些傳感器中的大部分是基于電化學原理并且利用用于分子識別的酶。例如，葡萄糖氧化酶用作葡萄糖敏感酶層來測量大多數測試條中的葡萄糖濃度。由患者進行的傳統葡萄糖監測方法典型地依賴于患者采集一滴血液，例如，通過手指扎刺采集，并且將血滴應用到測試條上。這樣的方法具有缺點，即，它們通常被認為是不舒服的，特別是在需要數次每日讀數時，原因在于這可能由于反復扎刺而引起手指組織的疼痛。這樣的痛苦可能導致患者對所需要的監測方案的不依從性，這增加患者經受不理想的血糖值的危險。因此，對于提供被患者認為是最小侵入性的血糖測量系統存在長遠的需求。Medtronic MiniMed已經基于葡萄糖氧化酶反應開發了一種新的連續式傳感器。Guardian RT( “實時”)于2005年8月得到了 FDA的批準。該系統在三日期間內記錄多達864個葡萄糖讀數，之后更換傳感器。該傳感器每5分鐘向監測器無線傳輸讀數。患者在監測器屏幕上讀取葡萄糖值并且決定胰島素劑量。患者可以設定警報來警告他們注意危險的高水平或低水平，并且所有信息可以下載到計算機上并且顯示為報告或圖表。該系統需要使用標準血糖計每天校正兩次。雅培公司(AbbottLaboratories)于 2004 年獲得了 TheraSense 及其 FreeStyle產品線，正在開發FreeStyle Navigator。該系統由下述各項組成插入到皮膚下的生化傳感器，卡扣(snap onto)在該傳感器上的發送器，和尋呼機大小的接收器。信息每分鐘無線傳輸一次。顯示器顯示葡萄糖讀數，箭頭指示讀數的趨勢，以及該趨勢的變化速率。目前，FDA正考慮對該產品在美國的售前許可。DexCom公司正在開發STS傳感器，其也由下述各項組成插入在皮膚下的傳感器，無線發送器，和顯示連續的葡萄糖讀數和趨勢信息的接收器。其也具有高警報和低警報。該傳感器需要每三天更換。該系統目前正處在FDA審查中。
另一種最小侵入性方法的方式是從組織中取出間隙液，以使其可以進行檢測。稱為反離子電滲法(reverse iontophoresis)的技術對皮膚施加弱電流,并且通過皮膚吸出間隙液并且進入檢測裝置。于2001年引入的Cygnus Glucoffatch G2 Biographer使用該方法。當更換傳感器時，該裝置必須用標準血糖計進行校正，傳感器是每13小時更換。SpectRx公司正在開發一種利用激光來產生通過死皮膚外層的微孔的技術。然后，間隙液從孔中流出至含有標準葡萄糖傳感器的貼片中。結果顯示在無線計量計上。測量間隙液中葡萄糖水平的替代方法是利用微量透析從皮膚提取間隙液。將細導管插入到皮膚下的皮下脂肪層。導管中的灌注液與間隙液持續接觸，并且將葡萄糖吸入到導管中。然后將灌注液泵出到測量裝置中。另一種方法依賴于這樣的事實，即，葡萄糖以與皮膚和皮下組織的其他成分不同的方式吸收或散射(近)紅外光，從而使例如測量透射到皮膚上的IR光束的散射效應可以用來計算血糖水平。一種不同的光，即熒光，也可以提供葡萄糖檢測和測量的方式。GluMetrics是另一家美國公司，其已經開發了一種稱為GluGlow 的葡萄糖傳感技術。該技術依賴于在存在葡萄糖時發光的硼酸系化合物。該公司的第一件申請已經公布為一種頂端裝有GluGlow的導管，其可以用來監測住院的患者。馬里蘭大學(university of Maryland)已經開發了一種葡萄糖傳感隱形眼鏡,其
包含硼酸系熒光探針，當共價結合D-葡萄糖時，該探針表現出其熒光強度的減少
權利要求
1.一種用于放置在人眼上的柔性插入物(100)，其包括 在所述插入物中的光源(110)，所述光源(100)使得當將該插入物正確放置在人眼上時由所述光源發射的光避開人眼， 置于所述光源的光程中的光響應性材料(120)，所述光響應性材料在受到來自所述光源的光激勵時發射光，所述受激發射的強度或波長與感光材料和目的分析物的化學相互作用成比例， 光檢測器(130)，所述光檢測器用于檢測由所述光響應性材料發射的光，和 與所述光檢測器耦合的發送器(140)，所述發送器用于傳輸光檢測器讀數。
2.權利要求I所述的插入物(100)，所述插入物還包括配置成將來自所述光源的準直光引導至所述光響應性材料的光纖。
3.權利要求I或2所述的插入物(100)，其中所述插入物包括第一柔性層和第二柔性層，并且其中所述光源(110)、所述光響應性材料(120)、所述光檢測器(130)和所述發送器(140)位于所述柔性層之間。
4.權利要求1-3中任一項所述的插入物(100)，其中所述光檢測器(130)包括多個用于所述發射光的比率檢測的感測元件。
5.權利要求1-4中任一項所述的插入物(100)，其中在所述光源(100)和柔性載體之間存在反射層或折射層(111)或界面，以防止由所述光源發射的光進入人眼。
6.權利要求5所述的插入物(100)，其中所述光源(110)放置在所述反射層(111)和與所述反射層相對的另一個反射層(115)之間。
7.前述權利要求中任一項所述的插入物(100)，其中在將所述插入物正確放置在人眼中時，所述光檢測器(130)的感光表面面向人眼。
8.權利要求7所述的插入物(100)，其中所述光檢測器(130)鄰近所述光源(110)放置并且放置在所述光源(110)附近，從而使得從所述光源耦合出來的光基本上避開所述感光表面。
9.前述權利要求中任一項所述的插入物(100)，其還包括放置在所述光檢測器(130)上的濾色片(132)，所述濾色片(132)用于濾除由所述光源(110)發射的光。
10.前述權利要求中任一項所述的插入物(100),其還包括電荷存儲元件(150),所述電荷存儲元件用于對所述光源(110)、所述光檢測器(130)和所述發送器(140)供電；和在所述插入物周邊的感應線圈(160)或天線，所述感應線圈或天線與所述電荷存儲元件(150)耦合用于在暴露于電磁輻射時對所述電荷存儲元件再充電。
11.權利要求ι- ο中任一項所述的插入物，其中所述光源是發光二極管，所述發光二極管進一步包括校驗電路，所述校驗電路用于測量所述發光二極管的結溫并且用于響應所述結溫的測量值來控制所述發光二極管的驅動電流和正向電壓中的至少一種。
12.權利要求1-11中任一項所述的插入物(100)，其中所述目的分析物是葡萄糖。
13.權利要求12所述的插入物(100)，其中所述光響應性材料(120)是依照式I的硼酸
14.一種葡萄糖監測系統，其包括權利要求1-13中任一項所述的柔性插入物(100)和用于接收由所述柔性插入物的發送器(140)傳輸的信號的接收器，其中所述接收器適于將來自所述光檢測器的讀數轉換成葡萄糖水平。
15.權利要求14所述的葡萄糖監測系統，其進一步包括用于所述柔性插入物(100)的支架，所述支架適合對所述柔性插入物的儲能元件再充電。
全文摘要
本發明公開一種用于放置在人眼上的柔性插入物(100)，其包括在所述插入物中的光源(110)，所述光源使得在將該插入物正確放置在人眼上時使由所述光源發射的光避開人眼；置于該光源的光程中的光響應性材料(120)，所述光響應性材料在受到來自所述光源的光激勵時發射光，所述受激發射的強度對感光材料與目的分析物的化學相互作用敏感；光檢測器(130)，所述光檢測器用于檢測由所述光響應性材料發射的光；和與所述光檢測器耦合的發送器(140)，所述用于傳輸光檢測器讀數。所述插入物可以與讀取器聯合使用，用于自動監測目的分析物，如在其配戴者的淚液中的葡萄糖。
文檔編號A61B5/1455GK102727218SQ201210098010
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月5日 優先權日2011年4月8日
發明者威廉姆·貝斯林 申請人:Nxp股份有限公司