Método y dispositivo para medida de sustancias.

Un aparato para medir el líquido intersticial ("LIS") en un tejido,

que comprende:

un sensor de sustancia dispuesto para estar en comunicación fluida con el líquido intersticial durante la utilizacióndel aparato para medir el nivel de una sustancia, en donde el sensor de la sustancia está configurado para medir demodo continuo un nivel en el líquido intersticial para hacer posible una estimación exacta del nivel de la sustancia;un elemento de tratamiento configurado para estar en contacto con el tejido en el que el sensor de la sustancia estádispuesto y/o con el tejido adyacente al mismo y al menos uno o más sensores adicionales;

en donde la aplicación de tratamiento por el elemento de tratamiento al tejido está configurada para mejorar lamedida de los niveles de sustancia;

un controlador capaz de comunicarse con el sensor de la sustancia, el elemento de tratamiento, y los al menos unoo más sensores adicionales, en donde los al menos uno o más sensores adicionales están configurados paraproporcionar datos al controlador; caracterizado porque el controlador está configurado para controlar la actividaddel elemento de tratamiento analizando las medidas del sensor de la sustancia y los datos del sensor adicional.

Método y dispositivo para medida de sustancias

Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a sistemas para medir niveles de fármacos más exactamente y en particular a sensores de glucosa y sistemas de monitorización de glucosa en los que se usa un tratamiento adicional para mejorar la medida de la glucosa en líquido intersticial.

Técnica anterior

La diabetes es una enfermedad muy seria que afecta a millones de personas. A muchos pacientes diabéticos se les pide que midan su nivel de glucosa 5-7 veces al día para mantener niveles apropiados de glucosa en sangre. Actualmente, los individuos miden de forma intermitente los niveles de glucosa en sangre capilar extrayendo unas gotas de sangre utilizando lo que se conoce como punción digital. Sin embargo, el uso intermitente está limitado en su capacidad para monitorizar a largo plazo el nivel de glucosa en sangre. Alternativamente, está la monitorización continua de glucosa, que permite a los individuos determinar continuamente y mantener a la vez niveles apropiados de glucosa. Se ha demostrado que la monitorización continua de glucosa en sangre produce mejores resultados clínicos a corto y largo plazo.

Algunos de los monitores continuos de glucosa ("MCG") actualmente disponibles para medir el nivel de glucosa en sangre funcionan de una manera similar al nivel de glucosa capilar medido por las punciones digitales. Algunos monitores continuos de glucosa incluyen uno o más sensores que se insertan o se implantan en un vaso sanguíneo tal como la vena cava. Sin embargo, implantar un sensor en un vaso sanguíneo es un proceso complicado que actualmente requiere un procedimiento quirúrgico e implica potenciales efectos adversos severos.

Los sensores convencionales de sustancias se insertan típicamente en el tejido subcutáneo. Por ejemplo, el sistema Guardian RT de Medtronic, el Navigator de Abbott y el STS de Dexcom miden los niveles de glucosa en el tejido intersticial con dichos sensores subcutáneos. Tales sensores incluyen una membrana selectivamente permeable que permite que la glucosa fluya a través de un ensayo enzimático que determina el nivel de glucosa relativo.

Alternativamente, los sensores subcutáneos incluyen sensores de sustancias con catéter de microdiálisis, tales como por ejemplo Menarini GlucoDay, para medida de la glucosa o el dispositivo de CMA Microdialysis Corp para medida de varias sustancias. En la microdiálisis, las moléculas de sustancia se difunden en la membrana del catéter y fluyen, mediante el uso de una bomba, hasta un sensor externo, en lugar de insertar un sensor en el tejido, como se hace en los biosensores subcutáneos. Una tercera opción desarrollada actualmente por Dexcom es un biosensor implantado destinado para uso a largo plazo.

Los sensores subcutáneos más comúnmente usados miden los niveles de glucosa en el líquido intersticial (LIS) para deducir o estimar el correspondiente nivel de glucosa en sangre o en plasma. Estos sensores se insertan en el tejido subcutáneo durante varios días (3-7) . Actualmente, ninguno de los sistemas de monitorización continua de glucosa ("SMCG") está aprobado para uso independiente y solamente están aprobados para uso complementario debido a su exactitud relativamente baja. Los sistemas de MCG son particularmente problemáticos durante los episodios hipoglucémicos de niveles de glucosa bajos cuando se comparan las medidas de glucosa en el LIS con la lectura de glucosa tomada de la sangre, ya que es menos probable que se midan los niveles de glucosa durante tales episodios.

Esta inexactitud es debida al hecho de que el nivel de glucosa en el compartimento de LIS difiere del nivel de glucosa en sangre, llevando a un desfase entre el parámetro medido y el parámetro clínicamente relevante. El problema de desfase ha sido atribuido principalmente al tiempo necesario para que la glucosa se equilibre entre el sistema vascular, el LIS y los compartimentos intracelulares. Por lo tanto, el LIS a menudo se queda por detrás del nivel de glucosa en sangre, especialmente durante periodos de cambios rápidos del nivel de glucosa, por ejemplo durante una comida y/o muy poco después. Este retraso varía entre 5-20 minutos e induce un significativo desequilibrio entre los niveles de glucosa en sangre y los niveles de glucosa en LIS proporcionando al usuario una información errónea que podría llevar a un análisis incorrecto y a la administración de insulina que podría causar un aumento o una reducción de los niveles de glucosa, llevando a períodos de hipoglucemia o hiperglucemia.

Una limitación bien documentada de los sistemas de monitorización continua de glucosa (SMCG) en el LIS es el proceso de calibración, en el cual los sensores requieren un período para calibración antes de su uso inicial. El período de calibración varía entre 2 a 12 horas. Durante el período de calibración, el SMCG en el LIS no presenta ninguna medida de glucosa; más bien las medidas se evalúan frente a los niveles de glucosa medidos en plasma utilizando una medida de glucosa por punción digital.

Otra limitación del SMCG en el LIS es un cambio en el funcionamiento del sensor con el tiempo, por lo que la calibración inicial no es suficiente a lo largo del tiempo. Después de la instalación, el SMCG se calibra frente a la 2

medida de glucosa de las muestras de sangre utilizando medidores de glucosa en sangre, produciendo un factor de calibración. Sin embargo, el factor de calibración puede cambiar con el tiempo debido a una variedad de razones; una de tales razones es la variación de los parámetros de transporte de la glucosa entre la sangre y el LIS, y también la variación con respecto a la sensibilidad del sensor y al sensor. Una solución habitual para solucionar este problema es la recalibración de las lecturas en LIS con respecto a las lecturas de glucosa en sangre. Por ejemplo, se puede llevar a cabo un proceso de calibración dos veces al día para mejorar la exactitud de la medida en LIS.

El objetivo final de la monitorización continua de glucosa (MCG) es proporcionar un sistema de monitorización en ciclo cerrado en el que un sensor de MCG se acopla a un dispositivo de administración de insulina, produciendo de modo efectivo lo que se llama un "páncreas artificial". Sin embargo, los monitores continuos de glucosa en LIS actuales no pueden proporcionar suficiente regulación de la administración de glucosa debido al retraso entre los niveles de glucosa en LIS y los niveles de glucosa en sangre y a la inexactitud global de la estimación de glucosa en sangre.

Un aparato según el preámbulo de la reivindicación 1, es conocido por el documento US 2003/040683.

Compendio de la invención Por tanto, existe la necesidad de un sistema y un método para deducir exactamente los niveles de glucosa en sangre a partir de las lecturas de los niveles de glucosa en el líquido intersticial ("LIS") .

La presente invención supera las deficiencias citadas de los antecedentes proporcionando un sistema según la reivindicación 1. La introducción de un elemento de tratamiento mejora el funcionamiento del sensor de glucosa en el LIS, a través de una o más de una pluralidad de rutas que permiten la predicción estable y exacta de los niveles de glucosa en sangre basados en los niveles de glucosa medidos en el LIS.

La estimación de los niveles de glucosa en sangre a partir de los niveles de glucosa en el LIS se mejora en algunas realizaciones de la presente invención por uno o más de los siguientes efectos: reducir el retraso desde el plasma al LIS, reducir la variabilidad del retraso, reducir el tiempo hasta el estado de equilibrio en el tejido en que se coloca el sensor, estabilizar el proceso de calibración, estabilizar el período de calibración, reducir el período de calibración, minimizar el error de los sensores de LIS actuales y/o estabilizar los parámetros relativos a los niveles de glucosa en el LIS. Se necesitan estimaciones exactas de los niveles de glucosa en sangre para regular el nivel de glucosa en sangre de los pacientes diabéticos. Una estimación correcta de la glucosa en sangre puede hacer posible también el control automático de los niveles de glucosa en sangre mediante la combinación del dispositivo para la estimación del nivel de glucosa con un dispositivo de administración de insulina y evitar o al menos reducir a un mínimo los sucesos hiperglucémicos e hipoglucémicos, de tal modo que la insulina forme un material de tratamiento para tratar una enfermedad asociada con la sustancia a medir, en este caso glucosa.

La aplicación de un tratamiento al tejido en el que se implanta el sensor y/o que rodea al sensor reduce la variabilidad del retraso entre diferentes sensores,... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para medir el líquido intersticial (“LIS”) en un tejido, que comprende:

un sensor de sustancia dispuesto para estar en comunicación fluida con el líquido intersticial durante la utilización del aparato para medir el nivel de una sustancia, en donde el sensor de la sustancia está configurado para medir de modo continuo un nivel en el líquido intersticial para hacer posible una estimación exacta del nivel de la sustancia;

un elemento de tratamiento configurado para estar en contacto con el tejido en el que el sensor de la sustancia está dispuesto y/o con el tejido adyacente al mismo y al menos uno o más sensores adicionales;

en donde la aplicación de tratamiento por el elemento de tratamiento al tejido está configurada para mejorar la medida de los niveles de sustancia;

un controlador capaz de comunicarse con el sensor de la sustancia, el elemento de tratamiento, y los al menos uno o más sensores adicionales, en donde los al menos uno o más sensores adicionales están configurados para proporcionar datos al controlador; caracterizado porque el controlador está configurado para controlar la actividad del elemento de tratamiento analizando las medidas del sensor de la sustancia y los datos del sensor adicional.

2. El aparato según la reivindicación 1, en donde la sustancia comprende glucosa.

3. El aparato según la reivindicación 1, en donde el elemento de tratamiento proporciona además una fuente de energía capaz de suministrar energía en la forma seleccionada del grupo que consiste en: radiación, vibraciones mecánicas, presurización, succión, masaje, estimulación acústica, campo magnético, estimulación eléctrica y energía de RF (radiofrecuencia) y cualquier combinación de las anteriores.

4. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además una cubierta y una capa adhesiva sobre la cubierta para adherirse a la piel, en donde el elemento de tratamiento se proporciona dentro de al menos una porción de la cubierta y en donde el elemento de tratamiento comprende un elemento de calentamiento y el elemento de calentamiento comprende un disco fino.

5. El aparato según la reivindicación 2, que comprende además una bomba de insulina para infusión de insulina en respuesta a la medida del nivel de glucosa.

6. El aparato según la reivindicación 5, en donde la bomba está configurada para infundir la insulina en la proximidad del sensor.

7. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además un catéter insertado en el tejido para recibir el líquido intersticial, en donde el sensor está dispuesto dentro del catéter.

8. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además una bomba de fluidos para bombear el líquido intersticial al sensor.

9. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además una pantalla en comunicación con el controlador para visualizar al menos uno entre el nivel de tratamiento y el nivel de la sustancia.

10. El aparato según la reivindicación 9, en donde el tratamiento comprende la aplicación de calor y el nivel de tratamiento es la temperatura.

11. El aparato según la reivindicación 10, en donde el calor se produce por un elemento de calentamiento insertado en el tejido.

12. El aparato según la reivindicación 1, en donde al menos un elemento es desechable y al menos un elemento es reutilizable.

13. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde el elemento de tratamiento se configura para realizar al menos una o más acciones seleccionadas de un grupo que consiste en: reducir el retraso del plasma al líquido intersticial, reducir la variabilidad del retraso, reducir el tiempo hasta el estado de equilibrio en el tejido en que se coloca el sensor, estabilizar el proceso de calibración, estabilizar el período de calibración, reducir el período de calibración, minimizar el error de los sensores de líquido intersticial, estabilizar los coeficientes de transporte entre los diferentes compartimentos y estabilizar los parámetros relativos a los niveles de sustancia en el líquido intersticial y cualquier combinación de las mismas.

14. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde el elemento de tratamiento se configura para aplicar un tratamiento que tiene un efecto seleccionado de un grupo que consiste en: reducir el retraso del plasma al líquido intersticial, reducir la variabilidad del retraso, reducir el tiempo hasta el estado de equilibrio en el tejido en que se coloca el sensor, estabilizar el proceso de calibración, estabilizar el período de calibración, reducir el período de calibración, minimizar el error de los sensores de líquido intersticial, estabilizar los coeficientes de transporte entre los diferentes compartimentos y estabilizar los parámetros relativos a los niveles de sustancia en el líquido

intersticial, aumentar la vasodilatación, mejorar la difusión a través de la barrera sanguínea, mejorar la permeabilidad capilar, mejorar la difusión capilar, mejorar el metabolismo celular, mejorar el metabolismo del tejido, mejorar la estabilidad local, cambiar la microestructura local de la membrana, mejorar la permeabilidad local, mejorar la difusión facilitadora, mejorar el metabolismo de la proteína portadora, mejorar la difusión mediada por una proteína portadora, cambiar el gradiente de presión local, cambiar el gradiente iónico local, regular por incremento o regular por reducción la expresión génica local, regular por incremento o regular por reducción la transcripción local, regular por incremento o regular por reducción la traducción local, cambiar la actividad enzimática local, cambiar la actividad linfática local; y mejorar la respuesta corporal a cuerpo extraño.

Figura 1