DISPOSITIVO MÉDICO PARA LA MONITORIZACIÓN DE ANALITOS Y LA ADMINISTRACIÓN DE FÁRMACOS.

Dispositivo médico para la monitorización de analitos y la administración de fármacos. Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención La presente invención se refiere a los campos del diagnóstico y la administración de fármacos. Más particularmente, se refiere a dispositivos médicos y a procedimientos que pueden monitorizar los niveles de un analito de líquido corporal y opcionalmente, liberar agentes terapéuticos apropiados. 2. Antecedentes Los dispositivos de centro de atención que pueden detectar actividad de macromoléculas biológicas o niveles de concentración de fármacos tienen una gran demanda porque eliminan la necesidad de las visitas al laboratorio del paciente, proporcionando así ahorros tanto de tiempo como de costes. Uno de los aspectos más valiosos de la tecnología moderna de micromatrices es la capacidad para detectar la disfunción, malformación o mutación de macromoléculas biológicas, que dan como resultado la enfermedad. Sin embargo, esta capacidad no se ha aprovechado por completo porque dichas matrices no se han incorporado en dispositivos de centro de atención ingeribles, implantables o que puedan llevarse puestos. La tecnología moderna de micromatrices se limita a la caracterización de macromoléculas biológicas y sus metabolitos mediante el análisis de analitos inmovilizados estabilizados sobre portaobjetos que han de insertarse en una máquina o analizarse manualmente fuera de los organismos vivos. El documento US 2003/0049833 A describe un dispositivo de detección de analitos que comprende una microaguja para obtener una muestra de líquido corporal, una primera entrada para transferir líquido corporal de la microaguja al microcanal, y que comprende un agente bioactivo adaptado para interaccionar con el analito, un dispositivo de exploración de micromatrices. Dado que la sangre completa contiene células, plaquetas y una multitud de proteínas y otras macromoléculas, los análisis que implican sangre requieren normalmente un procesamiento previo de la muestra para eliminar estos componentes. La integración de etapas de procesamiento previo en un dispositivo de centro de atención hace que suba el coste del propio dispositivo, haciendo así que la utilización del dispositivo sea económicamente inviable. Por ejemplo, algunos dispositivos actualmente en el mercado utilizan sangre completa en sus análisis; entre otros son el sistema Reflotron de Boehringer Mannheim de medición de analitos transportados por la sangre (lo más notablemente colesterol) y el sistema iStat (iStat Inc.), que realiza varios análisis de atención crítica, incluyendo electrolitos, bioquímicas generales, gasometría y hematología. El sistema Reflotron se basa en tecnología de química seca en la que se inmovilizan enzimas u otros elementos reactivos en la superficie de una tira reactiva. El análisis es un análisis de actividad calorimétrica en el que la reacción produce un cambio de color y es por tanto indicativo de la cantidad de analito presente. El sistema iStat se basa en detección electroquímica para producir una señal. En cualquier caso, se extrae una muestra de sangre por separado (normalmente mediante una punción en el dedo) y luego se coloca en el chip (o cartucho en el caso del sistema iStat), en el que se produce la reacción y se analiza por una unidad de detección externa. Estos sistemas de monitorización existentes son insuficientes e inconvenientes ya que habitualmente requieren que el usuario se realice una punción a sí mismo y múltiples etapas para obtener un resultado. Como tal, existe la necesidad de un dispositivo que pueda llevarse puesto que pueda monitorizar repetida, automática y exactamente líquidos corporales tales como sangre. Los dispositivos de centro de atención también son útiles en determinadas situaciones en las que muestras biológicas sistémicas tales como sangre, orina o heces, no pueden proporcionar información adecuada en cuanto a cambios moleculares sutiles en el sitio de enfermedad. En tal caso, aunque el médico podría ubicar con precisión el sitio exacto de una dolencia, sólo se llega a obtener una muestra biológica para análisis con gran riesgo, dolor y gastos para el paciente. Adicionalmente, sería deseable un dispositivo de centro de atención en el que la administración sistémica de agentes farmacológicos, tales como por vías transdérmica o intravenosa, trata el organismo en su conjunto aunque la enfermedad que ha de tratarse pueda estar localizada. En este caso, puede no ser deseable la administración sistémica debido a que los agentes farmacológicos a menudo presentan efectos no deseados en partes del cuerpo que no pretenden tratarse, o porque el tratamiento de la parte del cuerpo enferma requiere una alta concentración de agente farmacológico que puede no conseguirse mediante la administración sistémica. Por ejemplo, cuando se administran a un paciente de manera sistémica, algunos fármacos (por ejemplo, fármacos quimioterápicos tales como los utilizados para tratar el cáncer y otros trastornos proliferativos) pueden producir efectos secundarios no deseados. Por tanto, a menudo es deseable detectar la enfermedad y administrar agentes farmacológicos en sitios localizados dentro del organismo. Como tal, existe una demanda de dispositivos de centro de atención que puedan detectar actividad de macromoléculas biológicas o niveles de concentración de fármacos que también puedan administrar un agente terapéutico específico en un sitio localizado dentro del organismo en respuesta a cambios en la actividad de macromoléculas biológicas o niveles de concentración de fármacos. 2 E04788658 22-12-2011   Sumario de la invención Un aspecto de la invención se refiere a un dispositivo médico que comprende una micromatriz que comprende un agente bioactivo que puede interaccionar con un analito biológico marcador de enfermedad; un depósito que comprende al menos un agente terapéutico y que puede liberar el/los agente(s) terapéutico(s) desde el dispositivo médico; y una pluralidad de microchips que comprenden un dispositivo de exploración de micromatrices que puede obtener datos de parámetros físicos de una interacción entre el analito biológico marcador de enfermedad con el agente bioactivo; un dispositivo de reconocimiento biométrico que puede comparar los datos de parámetros físicos con un perfil de interacción de analitos; un dispositivo de liberación de agente terapéutico que puede controlar la liberación del agente terapéutico desde los depósitos; un dispositivo de interfaz que puede facilitar las comunicaciones entre el dispositivo de exploración de micromatrices, el dispositivo de reconocimiento biométrico y el dispositivo de liberación de agente terapéutico; y una fuente de energía para alimentar el dispositivo médico. En una forma de realización de este aspecto de la invención, el dispositivo está recubierto y el recubrimiento es un polímero bioestable que puede presentar canales. En otra forma de realización de este aspecto de la invención, el polímero es poroso. En una forma de realización diferente, se transportan líquidos corporales a través de carriles microfluídicos que mueven moléculas por medio de diferencias de presión con respecto a la micromatriz. En una forma de realización, se utiliza una bomba osmótica para propulsar los líquidos a través de la parte superior del dispositivo. En otra forma de realización, se impulsa el transporte de líquido mediante corrientes eléctricas naturales en el organismo conducidas a través de la tecnología de red de área personal. Aún en otra forma de realización de este aspecto de la invención, la micromatriz comprende microperlas. En otra forma de realización, el agente bioactivo es un ácido nucleico. Aún en otra forma de realización, el agente bioactivo es un polipéptido. Aún en otra forma de realización, el agente bioactivo es una inmunoglobulina. En una forma de realización adicional de los dispositivos médicos de la invención, el agente bioactivo se marca de forma fluorescente. En otra forma de realización, el agente bioactivo se marca de forma fluorescente con un nanocristal. Aún en otra forma de realización, el analito biológico marcador de enfermedad es un ácido nucleico. En una forma de realización adicional, el analito biológico marcador de enfermedad es un polipéptido. En otra forma de realización, el analito biológico marcador de enfermedad es una inmunoglobulina. Aún en una forma de realización adicional, la pluralidad de microchips comprende silicio-germanio. En otra forma de realización, el dispositivo de exploración de micromatrices comprende elementos de fibra óptica. En una forma de realización adicional, el perfil de interacción de analitos se almacena en el dispositivo de reconocimiento biométrico. En una forma de realización alternativa, el perfil... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo médico que puede detectar un analito (22) en un líquido corporal, que comprende: A) al menos una microaguja (12) que puede obtener una muestra de un líquido corporal; B) un depósito de tampón (14); C) un microcanal (15) que presenta al menos una primera entrada (15b), una segunda entrada (15a), y una micromatriz (4) fijada sobre el microcanal (15), comprendiendo dicha micromatriz (4) al menos un agente (23) bioactivo, en el que la primera entrada (15b) está en comunicación fluídica con dicha al menos una microaguja (12) y canaliza un flujo de líquido corporal hacia el microcanal (15), y en el que la segunda entrada (15a) conduce un flujo de tampón desde dicho depósito de tampón (14) al microcanal (15), de manera que el analito (22) en el líquido corporal se difunde hacia el flujo de tampón para llevar a cabo una interacción entre el agente (23) bioactivo y el analito (22); D) un dispositivo de exploración de micromatrices (7) para detectar la interacción entre el agente (23) bioactivo y el analito (22) en un líquido corporal; y E) un dispositivo de interfaz (8) que puede facilitar las comunicaciones entre dicho dispositivo de exploración de micromatrices (7) y un dispositivo de reconocimiento biométrico (9). 2. Dispositivo médico según la reivindicación 1, en el que: (a) el líquido corporal es sangre; o (b) dicha al menos una microaguja (12) es una pluralidad de microagujas (12); o (c) la microaguja (12) presenta un diámetro comprendido aproximadamente 10 y aproximadamente 200 micras; o (d) la microaguja (12) puede extraer aproximadamente 100 microlitros de sangre. 3. Dispositivo médico según la reivindicación 1, en el que el analito (22) en el líquido corporal desplaza de manera competitiva el analito marcado (24) de la unión del agente (23) bioactivo; en el que opcionalmente el analito marcado (24) está previsto en una cantidad predeterminada o se marca con un grupo fluorescente. 4. Dispositivo médico según la reivindicación 1, en el que: (a) la micromatriz (4) comprende un anticuerpo que se une específicamente al analito (22) en el líquido corporal; o (b) el dispositivo de exploración de micromatrices (7) comprende un espectrómetro de fluorescencia de reflexión interna total (TIRF); o (c) el dispositivo de reconocimiento biométrico (9) está situado fuera del dispositivo y la comunicación se realiza a través de transmisión inalámbrica; o (d) el analito (22) es indicativo de enfermedad. 5. Dispositivo médico según la reivindicación 1, en el que: (a) el analito (22) es insulina y el agente (23) bioactivo es un anticuerpo específico para insulina; o (b) el analito (22) es glucosa y el agente (23) bioactivo es un anticuerpo específico para glucosa. 6. Dispositivo médico según la reivindicación 1, que comprende además: (a) un depósito (10) que presenta un agente terapéutico en el mismo; y (b) un dispositivo de liberación de agente terapéutico (10), que puede controlar la liberación de un agente terapéutico desde un depósito (10) en respuesta a una instrucción del dispositivo de reconocimiento biométrico (9). 7. Dispositivo médico según la reivindicación 6, en el que: (a) el analito (22) es glucosa y el agente terapéutico es insulina; o (b) el analito (22) es el mismo que el agente terapéutico; o 24 E04788658 22-12-2011   (c) el analito (22) es un metabolito del agente terapéutico. 8. Dispositivo médico según la reivindicación 1, que comprende al menos un dispositivo de análisis desechable (100a) que comprende dicha al menos una microaguja (12) y el microcanal (15); y un dispositivo lector de análisis no desechable (100b) que comprende el dispositivo de exploración de micromatrices (7) y el dispositivo de interfaz (8); por ejemplo, en el que (a) el dispositivo de análisis (100a) y el dispositivo lector de análisis (100b) están en comunicación óptica entre sí; o (b) existe una pluralidad de dispositivos de análisis desechables (100a) montados en un único dispositivo lector de análisis (100b). 9. Dispositivo médico según la reivindicación 1, en el que el dispositivo médico se lleva como un parche (100). E04788658 22-12-2011   26 E04788658 22-12-2011   27 E04788658 22-12-2011   28 E04788658 22-12-2011   29 E04788658 22-12-2011   E04788658 22-12-2011   31 E04788658 22-12-2011   32 E04788658 22-12-2011   33 E04788658 22-12-2011   34 E04788658 22-12-2011   E04788658 22-12-2011   36 E04788658 22-12-2011   37 E04788658 22-12-2011   38 E04788658 22-12-2011