用于体内检测葡萄糖的传感器，包括：葡萄糖分析组分和生物可降解材料的壳，所述分析组分的读出信息是可检测光学信号，当传感器植入体内时可以通过外部光学设备经皮询问该光学信号，所述壳包封所述分析组分同时允许分析物接触所述分析组分，其中生物可降解材料包含具有疏水和亲水单元的共聚物。适当地利用这种传感器来检测葡萄糖的方法，包括将传感器植入哺乳动物的皮肤中、利用外部光学设备经皮检测或测量葡萄糖以及使生物可降解材料降解。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及传感器、制备该传感器的方法以及使用该传感器的方法。所述传感器可用于利用光学技术测量或监测体液中的葡萄糖。所述传感器特别适合用于必须通过反复进行葡萄糖测量来密切监测葡萄糖水平的情况中，例如在糖尿病管理中。
技术介绍
在糖尿病的管理中，为了保证正确的胰岛素剂量，规则地测量血中葡萄糖是重要的。此外，已经证实，在长期治疗的糖尿病患者中，血糖水平的更好控制可以延迟视网膜病、循环系统问题以及通常与糖尿病相关的其他变性疾病的发作，如果不能防止的话。因此需要由糖尿病患者来可靠并准确地自身监测血糖水平。当前，血糖是糖尿病患者利用市购的比色试条或电化学生物传感器(例如酶电极)来监测的，每一次进行测量时，比色试条或电化学生物传感器均需要规则使用刺血针类(lancet-type)器具来抽取适量的血。平均而言，大多数糖尿病患者将使用这种器具来测量血糖，一天两次。但是，美国国家卫生研究所(US National Institutes ofHealth)建议血糖检测应该一天进行至少四次，该建议已经被美国糖尿病协会(American Diabetes Association)所认可。血糖检测频率的增加给糖尿病患者施加了相当的负担，无论是在资金方面还是在疼痛和不舒适方面，特别是对于必须规则使用刺血针从指尖取血的长期糖尿病患者。因此，显然存在对更好的长期葡萄糖监测系统的需求，该系统不涉及从患者身上抽血。已经有许多关于不需要从患者身上抽血的葡萄糖测量技术的建议。已经做了许多尝试以构建装置，在这些装置中，酶电极生物传感器被置于插入血管中的针或导管的末端上(Wilkins，E.and Atanasov，P，Med.Eng.Phys(1996)18273-288)。虽然传感装置本身位于血管内，但是针或导管保持与外部环境连接。实际上，这种装置不适用于人患者，首先是因为针或导管插入血管中造成感染的风险并且还使患者觉得不舒服，因此不适于长期连续使用。第二，这种装置还没有获得用于患者的许可，因为已经有暗示，在针或导管的末端，该装置本身可能是造成血栓流入患者循环系统的原因。这明显地给患者的健康造成非常严重的风险。Mansouri和Schultz(Biotechnology 1984)、Meadows和Schultz(Anal.Chim.Acta.(1993)280pp21-30)以及US专利No.4,344,438均描述了用于通过光学设备原位监测血中低分子量化合物的装置。这些装置被设计为插入血管中或被置于皮下，但是需要光纤连接外部光源和外部检测器。而且，这些装置在血管中的定位具有促进血栓形成的相关风险，另外，在一个实施方案中，需要保持光纤与外部环境连接，这对于长期使用是不切实际的并且带有感染风险。在微创葡萄糖监测技术的研究中，一些注意还集中在利用红外光谱直接测量诸如耳垂或指尖的组织中血管中的血糖浓度，所述组织相对“光透明”并且具有位于接近皮肤表面处的血管(Jaremko，J.and Rorstad，O.Diabetes Care 1998 21444-450and Fogt，E.J.Clin.Chem.(1990)36，1573-80)。这种方法显然是微创的，但是由于以下事实而被证明为实用价值很小血中葡萄糖的红外光谱类似于周围组织的红外光谱，以至于实践中实际不可能分辨这两种光谱。已经发现，皮下流体中分析物的浓度与血液中所述分析物的浓度相关，因此已有一些利用位于皮下位置处的葡萄糖监测装置的报道。具体地，Atanasov等人(Med.Eng.Phys.(1996)18pp632-640)描述了使用可植入葡萄糖传感装置(尺寸5.0×7.0×1.5cm)来监测狗的皮下流体中的葡萄糖。该装置由电流葡萄糖传感器、微型稳压器、FM信号发送器和电源组成，并且可以经与基于计算机的数据收集系统连接的天线和接收器来远程询问，而不需要与外部环境连接。但是，大尺寸的这种装置用于人患者明显不切实际。Ryan J.Russell et al，Analytical Chemistry，Vol.71，Number 15，3126-3132描述了一种基于聚乙二醇的可植入水凝胶，其含有与水凝胶网络化学偶联的异硫氰酸荧光素葡聚糖(FITC-葡聚糖)以及四甲基若丹明异硫氰酸酯刀豆素A(concavalin A)，用于皮肤植入。所植入的水凝胶球体将被经皮询问。R.Ballerstadt et al，Analytica Chemica Acta，345(1997)，203-212公开了一种分析系统，其中两种聚合物(葡聚糖)分子分别用第一和第二荧光团来标记，并通过多价凝集素分子结合在一起，产生猝灭。葡萄糖使凝集素的结合位点饱和，引起两种聚合物的分离，导致荧光的增加。Joseph R.Lakowicz et al，Analytica Chimica Acta，271，(1993)，155-164描述了调相荧光计的用途。其用基于荧光寿命的测量来取代先前所述技术中教导的基于荧光强度的测量。荧光寿命可以通过相位和调制技术来测量，通过利用在1～200MHz调制强度的光来激发荧光并测量发射光相对于入射光的相位移和(解)调制。在W091/09312中，描述了利用葡萄糖亲和分析的皮下方法和装置，其通过光学设备来远程询问。在WO97/19188中，描述了葡萄糖的可植入分析系统的另一实例，该系统产生可以远程读出的光学信号。在WO91/09312和WO97/19188中所描述的装置在分析化学未能正确进行之后将长时期保持于体内，这对于长期应用来说是主要的缺点。该装置的移除将需要外科方法。WO03/006992通过提供传感器微粒中的分析来解决该问题，所述传感器微粒足够小，以至于当传感器用完时由巨噬细胞从植入位置除去。WO02/30275提供了用于将传感器微粒注入到上层皮肤中的设备，它们将随着皮肤的生长而从上层皮肤上脱落。WO 00/02048通过利用生物可降解材料包含分析试剂来解决该问题。公开了多种生物可降解材料。这些材料包括Jeong et al.，Nature 388pp.860-862的生物可降解嵌段共聚物，其由聚(环氧乙烷)和聚(L-乳酸)的嵌段组成。公开的其他材料是交联蛋白、多糖、聚酸酐、脂肪酸/胆固醇混合物以及红细胞影。
技术实现思路
本专利技术人已经确定，为了获得最佳性能，生物可降解材料除了生物可降解之外还应该满足一定的要求1.生物可降解材料应该允许快速渗透，使得传感器具有短的响应时间。如果生物可降解材料具有对葡萄糖的高渗透性，则这可以实现。2.生物可降解材料应该具有分子量截留特性，使得葡萄糖可以扩散通过生物可降解材料以接触分析组分，但是分析组分不能扩散通过生物可降解材料以在身体内自由地到处移动。WO00/02048中公开的材料不一定提供这些特性。表现出明显分子量截留特性的聚合物包括衍生纤维素、再生纤维素、聚(甲基丙烯酸甲酯)、乙烯-乙烯醇共聚物、碳酸酯-醚共聚物、聚丙烯腈和聚砜。但是这些聚合物是生物不可降解的。生物可降解聚合物通常是疏水材料，例如乳酸-乙醇酸共聚物、聚乳酸、聚乙醇酸和聚己内酯。这些材料不允许葡萄糖扩散。本专利技术人现已确定，一些具有疏水和亲水单元的共聚物满足上文所提出的全部要求。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于体内检测葡萄糖的传感器，包括：葡萄糖分析组分，所述分析组分的读出信息是可检测光学信号，当传感器植入体内时可以通过外部光学设备经皮询问所述光学信号；和包封所述分析组分同时允许分析物接触所述分析组分的生物可降解材料的壳， 其中生物可降解材料包含具有疏水和亲水单元的共聚物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：余艺华，耶斯佩尔斯文宁克里斯滕森，
申请(专利权)人：帕瑞萨森思公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]
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