[发明专利]用于可植入装置的独立激活传感器

说明书

本发明涉及生物可植入传感器领域，尤其涉及可植入传感器用于激活和感测的耦合矩阵寻址。

对于必须对其身体状况进行连续监测的人来说，生物可植入传感器的发展是显著有益的。例如，糖尿病患者通常通过使用手指针刺和胰岛素注射过程来监测他们的葡萄糖水平。一天要进行几次这一过程。该过程是繁重的，并且现有葡萄糖监测技术存在的问题导致与推荐的监测指导方针存在差异。

研究人员尝试了大量的可植入葡萄糖传感器方案，但是一旦植入后在使它们保持其功能方面存在困难。身体在异物周围形成疤痕组织，因此防止了传感器提供准确数据。然而，对可植入葡萄糖监测装置的研究具有显著进展并且在这种装置中得以商业化。参见例如，科学297，962(2002)，“R.F.Service”以及糖尿病技术及治疗，1999年9月，第1卷3期，261-266页的“Continuous Glucose Monitoring：Long-Term Implantable SensorApproach”。

然而，已经发现在长时期植入之后，由于例如生物损毁传感器信号恶化了。2005年5月5日公开的序列号为20050096587的美国公开专利申请教导了多个贮存器，用于保护并选择性地暴露传感器或其它贮存器内容物，从而减少了各个传感器的生物损毁。该专利申请通过将所附的葡萄糖氧化酶(enclosed glucose oxidase)加热到有效使该酶减活的温度而引入热破坏机构。这抑制了残留过氧化物形成的可能性以及所得到的传感器串扰的风险。然而，该申请教导了用于暴露封闭式传感器的复杂机构。

因此，工业上需要一种长期、单一、可植入装置，其适于葡萄糖监测，从而在需要时提供实时监测的葡萄糖水平和发展趋势。

公开了一种用于管理和监测感测装置的设备，感测装置封装在在介质中形成的隔室中。介质隔室包括适于暴露感测装置的释放机构。该设备包括连接到所封装的感测装置的有源部件，该有源部件将用于感测装置的测量值提供给感测测量装置。在本发明的一方面，第二有源部件连接到与释放机构相关联的电极，该第二有源部件提供用于激活释放机构并暴露所封装的感测装置的电信号。在本发明的另一方面，所公开的多个设备被并入阵列中并与选择电路电连接，从而选择性地向有源装置提供电压，以将有源装置切换为导电状态。释放电路向第二有源装置选择性地提供电压，其中，该电压适于操作相关的隔室释放机构。

图1示出了多贮存器受控药物输送系统；

图2示出了根据本发明原理的示例性生物可植入传感器的横断面视图；

图3示出了用于管理生物可植入传感器阵列的无源控制电路；

图4示出了用于管理生物可植入传感器阵列的有源控制电路；

图5示出了根据本发明原理用于管理和感测生物可植入传感器阵列的有源控制电路；

图6A和6B示出了用于放大检测到的传感器信号的示例性放大电路。

应该理解的是，这些附图为了示出本发明的基本原理而未按比例绘制。将了解的是，贯穿更个发明，使用相同的参考标号来识别对应部分，适当时候可能以参考字符来补充。

图1示出了示例性的多贮存器受控药物输送系统100，其与在生物材料24，第1959-1967页(2003)中的“Biocompatibility and Biofouling of MEMSDrug Delivery Device”中更全面描述的相似。在所示出的装置中，填充有待输送药物的多个贮存器或隔室120被蚀刻在硅基板中，如由阳极110表示的，用薄金属/介电层或盖密封该贮存器或隔室。每个贮存器120都直接与电极相连，例如，阳极110，这通过在阴极105和阳极110之间施加低电压来使密封层电脱离，并且因而释放所封装的药物。

图2示出了基于葡萄糖形成过氧化物的催化氧化以及随后的过氧化物阳极溶解的可植入葡萄糖传感器装置200的横断面视图。在该示例性装置200中，薄盖或挡板210覆盖包括葡萄糖传感器310的贮存器。如本领域公知的，葡萄糖氧化酶凝胶体220用作传感器材料。当向电极105和110时加电压时，电极间通过的电流使薄盖210脱离，并且暴露葡萄糖氧化酶。贮存器120优选填充有等渗液或凝胶体材料。在优选实施例中，该盖可直接附着在葡萄糖氧化酶220上。基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖水平确定是公知的，在此不必详细讨论。参见例如2005年5月5日公开为USPPA2005/0096587的序列号为10/980,551的美国专利申请。