[发明专利]用于测量胰腺β细胞或胰岛活动的传感器及其制造和使用

说明书

技术领域

本发明涉及传感器使用领域，特别地但不局限于，在通过胰岛素分配的糖尿病治疗中的使用。

本发明也涉及装置领域，其能够被植入病人身体内，并且包括用于分配胰岛素剂量的胰岛素分配器。

本发明也涉及一种用于生产这样的传感器的过程和这样的装置，以及这样的传感器的使用。

背景技术

糖尿病由于过度的高血糖水平（血糖过多）而引起。这意味着病人的身体不能代谢葡萄糖。

葡萄糖的代谢依靠胰岛素，胰岛素是胰腺中胰岛的胰腺β细胞分泌的激素。

在一些患有糖尿病的病人内，胰腺β细胞被破坏或不足，并且不再分泌胰岛素或分泌不足量（称为“1型”糖尿病）。

在上下文所谓的“1型”糖尿病中，治疗通常包括注射一定剂量的胰岛素至病人体内，有时每天几次，并且监测病人的日常饮食。

有限数量的患有另一种类型的称为“2型”的糖尿病的人们（用于通过胰岛素获取和使用葡萄糖的病人的细胞变得对胰岛素不敏感），也使用胰岛素注射。

除了胰岛素注射以外，每一天还需要几次监测病人的血糖水平以确定病人不处于血糖过低的状态，这种状态对病人的健康是不利的。

另外，胰岛素需求取决于人的身体、脑力状况和活动，并且由激素调节。

为了确定血糖过多，通常执行下述步骤。

通过针刺和按压病人的手指以形成血滴。连接至用于确定血糖过多的装置的标签（languette）被用于该血滴。装置通常在LCD屏幕上指示病人的血糖水平（血糖过多）。因此这一操作是繁琐的。

基于这一理由，已经寻找较少限制的方案，以使得能够监测血糖过多并确保胰岛素注射率更好地适合病人的需要。

近来的发展已经能够持续监测血糖过高。

一种方案包括将电化学传感器引入病人的身体，其中，电化学传感器包括连接至酶、葡萄糖氧化酶的电极。存在氧气时，葡萄糖氧化酶与血液中存在的葡萄糖反应，以产生氧化水和葡萄糖酸内酯。氧化水随后通过电极被氧化且转变为水，其随后产生与血糖浓度成比例的电流。

这一方案的主要缺点是，由于使用的技术，其不能收集关于胰岛素需求的信息，并且不考虑葡萄糖体内平衡，也就是，身体保持血糖平衡的能力，使得即使外部约束趋向使身体离开这一平衡也能使其运行，其中该技术仅探测血糖过多但不检测其它激素调节或葡萄糖代谢。此外，信息不能被实时收集。

存在无创方案，例如：

-表面增强的拉曼光谱学；

-荧光光谱学；

-反向离子电渗疗法；

-光声光谱学；

-热或阻抗光谱学；或

-电磁场测量。

然而，这些无创方案不适于用于持续医学监测、例如医院环境的外部。

上述的所有常规方案使用称为血糖水平的单一参数来确定胰岛素和/或葡萄糖的需求，然而其它化合物，例如其它激素、脂类和特定氨基酸类生理上调节胰岛素和/或葡萄糖需求。因此，血糖水平并不总是仅反应胰岛素和/或葡萄糖的真实需求。鉴于这一原因，需要考虑到生理情况的复杂算法，以克服单一参数的使用。

此外，在对于病人的健康危险的血糖过低状态的检测中，这些方案产生较低可靠性结果。

最后，它们使得胰岛素能够被波动分配。胰岛素的波动分配将能够避免胰岛素阻抗，也就是，虽然存在胰岛素，病人的身体不能成功地使葡萄糖代谢的情况。

同样，在研究胰腺β细胞的领域中，关于新治疗原则或毒剂的研究对于筛查途径是相对复杂和困难的。这些研究也需要使用基因治疗，其因而改变了胰腺β细胞的自然态。

发明内容

因此，本发明将要克服上述缺点中的至少一个。

本发明也涉及胰腺β细胞或胰岛状态的长期观察，以解释物质对它们的电活动的影响。

本发明提出了依照权利要求1所述的传感器。

使用胰腺β细胞或胰岛的一个优点是，传感器可以比上述葡萄糖传感器提供更接近于病人生理状态的信息。

另一个优点是，这样的传感器还可以被用于研究无性繁殖胰腺β细胞或原始胰腺β细胞或离体胰岛（ex-vivo），特别用于为了筛选有毒分子或用于治疗目的的分子而研究胰腺β细胞或胰岛。

这样的传感器还能够使得细胞在它们从干细胞向胰腺β细胞分化（可选地，将其结构化为胰岛）的过程中被监测。

这一传感器的其它可选的和非限制性特征被权利要求2至10覆盖。

依照权利要求11或12，本发明涉及一种装置。