(57)【要約】  針アセンブリなどを用いた皮下挿入のための薄膜フィルム（図１及び２の１、２又は１、３）が提供される。センサフィルムは、接触部（２、３）と一体式の延長電極部（１）を備える。本発明によれば、接触部（２、３）は、電極部（１）の長軸を含む少なくとも一つの軸平面の両側に延びる。これにより、センサフィルムを含む針アセンブリを小型ユニットとすることができ、同時に、本接触部により、従来技術によるものと比べて、センサフィルムの接触、固定及び使用を有利に行うことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
針によって生体内に皮下挿入される遠位端と、センサフィルムの接触部と一体の近位端とを有する細長い電極部を備えたフレキシブルセンサフィルムであって、接触部が電極部の長軸を含む少なくとも一つの軸平面の両側に延びることを特徴とするセンサフィルム。
【請求項２】
接触部がほぼΩ形状であることを特徴とする、請求項１記載のセンサフィルム。
【請求項３】
接触部が電極部の近位延長部分とは別の平面に位置するようにフィルムが折り曲げられることを特徴とする、請求項１又は２記載のセンサフィルム。
【請求項４】
接触部が、電極部とほぼ平行な母線を有する折り曲げ領域を含むことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のセンサフィルム。
【請求項５】
接触部は、電極部とほぼ直交する母線を有する折り曲げ領域を含むことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のセンサフィルム。
【請求項６】
電子回路が接触部上に設けられることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のセンサフィルム。
【請求項７】
コンタクトパッドが、接触部の、電極部の長軸にほぼ直交する領域に設けられることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のセンサフィルム。
【請求項８】
接触部の前記領域に能動電子部品が設けられることを特徴とする、請求項７記載のセンサフィルム。
【請求項９】
接触部の接触領域に電極部の電極を接続するために導電体が設けられており、この導体が電極部の近位延長部分に沿って露出していることにより、針によって電極と接触領域との短絡が可能であることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のフレキシブルセンサフィルム。
【請求項１０】
センサフィルムが積層され、少なくとも部分的に２つ以上の層を含むことを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のフレキシブルセンサフィルム。
【請求項１１】
接触領域がΩ形状であり、外部コーナーの内の少なくとも一部に自動装着用の案内開口が設けられていることを特徴とする、請求項２記載のセンサフィルム。
【請求項１２】
センサフィルムの電極部が、遠位端と近位端との間のいずれかの位置で捻れていることにより、これらの端部が互いにほぼ直交する平面内に位置することを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のフレキシブルセンサフィルム。
【請求項１３】
センサフィルムの接触部と真っ直ぐに連続する遠位端及び近位端を有するフレキシブルセンサフィルムの製造方法であって、センサ要素をキャリアフィルムの上に設け、接触部の中に延びる凹部を有する接触部、及び凹部に沿って接触部から離れる方向に延びる電極部を各々が備える複数のセンサ要素を、互いに対向する二つを一組として配置することにより、電極部が、一組の要素の一方の要素から、他方の要素の凹部の中に延びることを特徴とする、方法。
【請求項１４】
凹部の面積が接触部の面積より大きいことを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
凹部の面積が接触部の面積より小さいことを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
キャリアフィルムが細長い帯であることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
フィルムから要素を除去し、凹部の底部に沿った接触領域が電極部の近位延長部分とは異なる平面に位置するように折り曲げることを特徴とする、請求項１３ないし１６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
発明の分野
本発明は、電気化学センサに使用される電極アセンブリ、特に代謝の生体内測定に適する皮下埋込み電気化学センサの電極アセンブリの製造方法に関する。
【０００２】
発明の背景
近年、種々の電気化学センサが代謝の生体内測定のために開発されている。これらのグルコースセンサの中でも最も高性能なものは、糖尿病患者の血糖（ＢＧ）値の指標の取得に使用するために開発されたものである。
ＢＧ情報は糖尿病患者にとって最も重要である。というのは、これらの測定値は治療計画の調整の有用な手段となるからである。ＢＧ情報を取得するための従来の方法では、微量の血液をテストストリップに滴下する。皮膚の下に埋め込まれる皮下埋込みセンサが新規に開発されている。センサが生理液に長時間に亘って接触するので、持続的な測定が可能となった。殆ど又は全く遅延を生じることなく持続的にＢＧ測定値を取得できることは、多くの方法において非常に有用である。まず、持続的モニタリングによって、低血糖症発症を予防し易くなるので、糖尿病患者の生活の質が大きく向上する。更に、持続的なＢＧ測定値は、米国特許第３８３７３３９号、同第４２４５６３４号、及び同第４５１５５８４号に概要が記載されているように、例えば外部型の半自動薬剤注入ポンプ、又は皮下埋め込み型自動薬剤注入ポンプと併せて使用することができる。これにより、患者は正常に近い生活を送ることができるので、通常糖尿病に関連する問題を排除できるか、又は大きく軽減することができる。
【０００３】
血糖（ＢＧ）又は他の代謝の測定に使用されるセンサは、多数の異なる方法により作成することができる。最も簡単な形態では、センサは互いに近接配置される２つの個別の電極を備えるように作成される。作用電極（ＷＥ）及び基準電極（ＲＥ）と呼ばれる２つの電極は、それぞれ異なる目的のために使用される。更に多くの電極を備えるセンサを「電極アセンブリ」と呼ぶ。
殆どの電極アセンブリでは普通、各電極は、導体トラックと呼ばれる細長い導電部材により、センサアセンブリの接触部の上の一つのコンタクトパッドに電気的に接続される。電気コンタクトは、各導体トラック／各電気接続線の２つの端部に設けられることが好ましい。導体トラックは殆どの場合、絶縁材料（誘電体）層によって被覆される。導体トラックの一方の端部の一領域を剥き出しのままにすることにより、支持電気回路との接触が可能になる。このような端部を後述では、ＣＰＥ（電子機器用コンタクトパッド）と呼ぶ。他方の端部でも、一領域が剥き出しのまま残され、電極表面として機能する。この端部を後述ではセンサの電極部と呼ぶ。
【０００４】
電極アセンブリの製造には種々の方法が用いられ、それらは例えば、Ｕｒｂａｎ及びＪｏｂｓｔ、及びＤ．  Ｍ．  Ｆｒａｓｅｒ（編集）による「Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｂｏｄｙ」（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、  Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ、  ＵＫ、  １９９７、  ｐ．１９７−２１６）に記載されている。広く使用される一つの方法では、導電トラック又は配線を、誘電体材料により作成される可撓性の箔の上に配置する。導電トラックを堆積法により作成する方法があり、これらの方法では、可撓性の箔を覆う導電層を印刷し、エッチングするか、又は導電構造を真空で直接メッキする。これはコストの高い方法であり、センサを製造するとき、製品の品質を落とすことなくコストをできる限り削減することが重要である。製品歩留まりは重要であるが、文献にはこの点に関する言及が殆ど無い。電極アセンブリに使用される材料の量が少ないため、アセンブリの製造コストは製造中に占める電極アセンブリの面積にほぼ比例する。従って、使用する面積／電極アセンブリをできる限り小さくすることが商業的に重要である。
電子機器分野で開発が進んだ結果、今日では、患者には高性能且つ信頼性の高い信号処理が提供されている。しかしながら、一部の実施形態では、このために、接触部をこれまでに公知の接触部よりも大きくすることにより、受動及び／又は能動電子回路を収容している。同時に、比較的コストの高いセンサ材料を無駄なく有利に使用する必要がある。
【０００５】
上述のように、最も広く使用されるセンサは薄膜フィルムの形態であり、薄膜フィルムは実際には、針又は他の剛性挿入手段によって皮下に挿入することができる。
この方法は米国特許第５３９０６７１号に既知であり、この文献によれば、フレキシブルセンサが互いに対してずれて配置される近位部及び遠位部を有することにより、センサの挿入に続いて針を引き抜くことが可能である。これとほぼ同じ解決法が米国特許第６１３４４６１号に記載されており、これによれば、近位領域が、遠位領域の長軸から単一の横方向に延びる。
これらの２つの先行技術に共通する特徴は、針の挿入中に針の外に延びるセンサの領域が比較的小さく、接続端子と、センサの接触部の上に設けられる接触領域との間にコンタクトが形成される可能性が現実には極めて小さいことである。後述では、センサのこのような領域を接触部と呼び、挿入中に針の内部に位置する領域を電極部と呼ぶ。
【０００６】
本発明の目的はフレキシブルセンサを提供することであり、本センサの接触部は、先行技術と比べて、センサフィルムの接触、固定、及び使用を有利に行うことができ、同時にセンサアセンブリを小型ユニットとすることができるように構成される。
この目的は、接触部が、電極部の長軸を含む少なくとも一つの軸平面の両側に延びることにより達成される。
このように接触部が電極の近位延長部分の両側に延びることによって、接触部の成形に関し、−センサを小型に維持しながら−受動又は能動回路の配置又は他のフィルムとの積層を更に容易に行うことができ、及び／又は接触部を電極部の近位延長部分とは別の平面に位置させるために、容易に折り曲げ、かつ成形することができる。
【０００７】
好適な実施形態によれば、接触領域はΩ形状をなし、基本的に、このような接触領域の外形に沿った幾つかのポイントに折り曲げ領域を設けることができる。
センサフィルムを可撓性にすることにより、電極部の近位延長部分から離れる方向に接触部を弾性的に曲げることができるので、挿入針の装着及び引き抜きが可能となる。しかしながら、接触部は、確実に半永久的に変形させることにより折り曲げることもできる。この場合、折り曲げ領域は複数の母線を有することができ、これらの母線は、場合に応じて、電極部とほぼ平行とすることができるか、電極部と直交させることができる。このような構成において、接触ポイントが位置する接触部上のポイントは、関連用途に最も都合のよい構成に応じて、電極部とほぼ平行か、電極部とほぼ直交するか、又は電極部と交わる平面に設けることができる。例えば、接触のポイントは、有利には挿入の際に対応する端子に向かってスライドし、よって信頼性の高い接続が確保される。しかしながら、場合によっては、コンタクトパッドを、電極部の挿入方向に直交する接触部の領域に配置すると有利である。即ち、必要に応じて、接触ポイントの絶縁層にコンタクトパッドを貫通させる。
【０００８】
この比較的大きな接触部の上に電子回路を配置することができる。このように比較的大きなコンタクト面の上に、選択的に能動電子回路を配置することもでき、電極部とほぼ直交する接触部の領域に能動電子回路を配置することにより、電極部にほぼ直角に電子照射して殺菌を行うことができるので、電子の方向が能動回路のＰ−Ｎ移行面と平行となり、電子照射によるダメージを回避することができる。
普通、電極部の電極、及び接触部上のコンタクトパッドは、導電体によって互いに接続され、一実施形態によれば、これらの導体は電極部の近位延長部分に沿って露出するので、針によって、特に電子ビームによる殺菌の間に、これらの導体を短絡させることができる。従って、能動回路が破壊する静電気の生成を防止することができる。
【０００９】
また、接触部を相対的に大きくすることにより、センサに更に多くの層を積層するという選択肢が改善され、更に空間が生じることにより、自動装着に関して使用される接触部の一つ以上の案内開口を作ることができる。接触部の比較的大きな面積を使用して、フィルムに案内開口を有利に設けることもできる。
要約すると、電極部の両側に配置される比較的大きな接触部は、先行技術より多くの利点をもたらす。好適な実施形態によれば、センサフィルムの電極部を、遠位端と近位端の間のいずれかの位置で捻り、これらの端部を互いにほぼ直交する平面内に位置させることにより、電極部の遠位端が針の中でロックされ、挿入の間に、組織又は体毛によって電極が針に対して変位するという現象が回避される。
【００１０】
本発明はまた、センサフィルムの接触部に真っ直ぐに連続する遠位端及び近位端を有するフレキシブルセンサフィルムの製造方法に関し、本方法は、複数のセンサ要素をキャリアフィルム上に設けることを特徴とし、各センサ要素が、接触部の中に延びる凹部を有する接触部と、凹部に沿って接触部から離れる方向に延びる電極部とを備え、これらセンサ要素が、互いに対向する二つで一組のペアとして配置されることにより、一対の要素のうち、一方の要素の電極部が他方の要素の凹部内に延びる。
このようにして、高価なセンサフィルムを非常に効率的に利用することができ、基本的にコンタクト／回路領域の必要性に応じてセンサフィルムの消費量が求まる。
【００１１】
凹部の面積は、接触領域の面積より大きくすることができるか、又は小さくすることができる。しかしながら、相対的に大きな凹部により、相対的に小さいが柔軟な接触部が得られ、相対的に小さな凹部により、剛性で比較的大きな接触部が得られる。センサの製造に関連し、例えばブドウ糖酸化酵素の適用に関連して、電極部は、処理装置を直線的に通過させることにより有利に処理される。細長いフィルム、例えばロールとして供給されるフィルムにセンサ要素を配置することにより、処理装置はセンサフィルムを連続的に製造することができる。
センサをキャリアフィルム上に製造する場合、これらのセンサを個別に取り外し、凹部の底部に沿った接触領域が電極部の近位延長部分とは別の平面に位置するように折り曲げることができる。
【００１２】
例示的実施形態に関する以下の記述において、添付図面を参照しながら本発明について更に詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
図１に示すセンサは電極部１と、図１の参照番号２及び図２の参照番号３で示される接触部とを備える。
接触部２又は３は多数の目的に使用される。まず、接触部は、電極部品１を物理的に固定する働きを有する。次に、接触部２又は３には、公知の方法により、及び本明細書の序論において説明したように、複数の電気コンタクトパッドを設ける必要があり、これらのコンタクトパッドは電極が設けられる電極部の先端部に電気的に接続される（上述で引用した先行技術を参照）。電極パッドは電極部上の種々の場所に配置することができるが、接触部２又は３の面積を十分に大きくして他の用途に空間を残すと同時に、本発明による方法の説明で後述するように、比較的高価な電極材料を適宜使用する。
【００１４】
図１及び２に示す実施形態を比較すると、図１に示すΩ形の実施形態が、図２の実施形態より大きい凹部を有するために最も可撓性の高い実施形態であり、図２の実施形態は剛性が大きいが、その代わり、図１の実施形態より大きい接触部面積を有する。
本発明によれば、図１及び２に示す実施形態に共通する特徴は、接触部が細長い電極部１の長軸を含む軸平面の両側に位置することである。例えば、この平面は、図１及び２の紙面に垂直な平面とすることができる。このようにして、接触領域の面積を大きくすると同時に、センサを小型ユニットとして維持することができることが明らかである。このように、本発明は、他の何らかの波形又は同様の折り返し形状を有する接触領域を備えることにより、接触部が両側に位置する軸平面を実現する。
【００１５】
図１は一対の穴４及び５を示し、これらの穴はセンサフィルムの案内穴として機能することができる。電気コンタクトパッドは通常、図１又は２の領域ｂ又はｃにそれぞれ位置するが、これらのパッドは接触部の他の場所、例えば図２の領域ｄに設けることもでき、この場合、領域ｃは、能動回路でも受動回路でもよい電気回路、例えば、電極の生化学的性質に関する情報の検出を可能にするアンテナとして機能する回路に使用することができる。接触部の面積が比較的大きいので、接着又は他の方法により、他の幾つかの剛性又は可撓性の材料層を接触部２及び３に積層することもできる。当然ながら、続いて積層又は非積層センサフィルムの折り曲げを、電極部１の挿入針が、凹部の底部と同じ高さに位置する電極部領域とは異なる平面に位置させるように行わなければならず、これについては図３を参照して更に明瞭に説明する。
図３は、図１に示すセンサと協働する針ユニットの分解図を示す。このユニットは、下部要素６、中間要素７、及び上部要素８を含む。針９は上部要素８に固定され、パーツが図４に示す位置に組み立てられたとき電極部１を収容するスリット１０を含むことを特徴とする。前記針９は、中間要素及び下部要素それぞれの穴１１及び開口１２を貫通する。図４に示す針ユニットを使用する際には、まず下部要素６が皮膚に接するまで針を体内に挿入し、次に上部要素８を上に向かって引き上げる。すると針９が上部要素に追従し、一方電極部１は皮下組織の中に留まる。
【００１６】
センサが図１に示す平面形状を持つ場合、凹部の底部と同じ高さに位置する接触部の部分と異なる平面に、針を位置させることができないと思われるが、この問題は、接触部が図３のｇによって示される多数の母線に沿って折り曲げられていることにより取り除かれることが分かる。しかしながら、本発明が、針に接触部の一点の極めて近くを通過させることにより、針を使用して電極をコンタクトパッドに接続する導電体を電気的に短絡させることができる変形例も包含することに留意されたい。これにより、センサフィルムに既に配置されている電子回路が、後段で行われるセンサの殺菌によって破壊される危険が殆ど無くなる。従って、Ω形接触部２の底部が再度折り返され、針に対して弾性的に押圧されていることが明らかである。これにより、針を引き抜くことができるという機能を損なうことなく殺菌を行なうことができる。
【００１７】
図５は、本発明によるセンサの別の実施形態を示している。本実施形態は、前述の実施形態とは３つの点で異なる。
第１に、電極部が遠位端１５、及び接触部１７と一体となる近位端１６によって構成されるように電極部が捻られていることが分かる。捻るのは、電極部が針のスリット１０の中で支持され、挿入の間に組織又は体毛によって電極が所定の位置から変位する危険を排除するためである。
【００１８】
図５はまた、ｇ１で示される母線を示し、接触部１７が折り曲げられて、針が接触部１７を避けることが可能となっていることを示している。図５では、これらの母線は電極部の長軸とほぼ平行であり、一方図３の母線ｇは前記長軸に直交していた。基本的に、接触部２、３、又は１７は、全ての方位をとることが可能な母線に沿って折り曲げることができる。図５はまた、母線方位ｇ２を示しており、これらの母線は、３つのコンタクトパッド１８、１９、及び２０が電極部の長軸にほぼ垂直な表面部に位置するようにΩ形接触部１７の最外周端が折り曲げられている様子を示す。この構成は、図４に示す実施形態に代わる実施形態を検討する上で特に有利であり、当該実施形態では、特に有利には、コンタクトパッドを、対応するコンタクト端子に向かって針ユニットの挿入方向と同じ方向へ押し下げることができる。実際に、図４に示す実施形態では、フィルムの上面に支持体が設けられていないために、接触部領域ｂが一方の側に延びている様子が示されており、上述の構成は実現できない。
接触部１７を母線ｇ２に沿って折り曲げることにより、コンタクトパッドを都合の良い位置に配置することができるだけでなく、接触部１７の当該部分の上に有利に能動回路を配置することができる。というのは、図５に示すセンサを、通常電極部の長軸に直交する方向に行なわれる電子線照射によって殺菌する場合に、回路のＰ−Ｎ移行部が照射方向にほぼ平行になるからである。
【００１９】
図６は、図１に示す種類のセンサを製造するときに、センサフィルムをどのようにしてセンサフィルム基板に配置できるかを示している。図示のセンサ２１及び２２について説明する。残りのセンサは全て、単に本発明による方法により得られる特定の利点を示すために図示されている。センサ２１及び２２は、それぞれ電極部２３及び２４と、凹部２５及び２６とを有し、本発明により、図６に示すように、これらのセンサは、センサ２１の電極部２４がセンサ２２の凹部２６の中に延びており、他の針及び他の凹部も同様である。
このように、面積の利用に関し、センサフィルム基板の最適な使用が示されている。当然ながら、凹部２５、２６が大きい程利用率が低下するので、センサ材料を最大に、且つほぼ完全に利用できるのは、図２に示す種類のセンサである。しかし、上述のように、接触部の面積を犠牲にしても更に可撓性の高い接触部が求められる場合が考えられる。
【００２０】
当然ながら、続いて行われるセンサの処理により、供給ローラに巻き付けられた細長い帯とすることができる支持フィルムから個々のセンサを取り外す。次に、多くの可能な形状の一つにこれらのセンサを折り曲げる。これらの形状の一部は上述した通りである。続いてセンサフィルムを針ユニットと組み合わせて配置される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるセンサの一実施形態を示す。
【図２】本発明によるセンサの別の実施形態を示す。
【図３】図１に示すセンサの実施形態の挿入用針ユニットの分解図である。
【図４】図２に示すセンサの実施形態の挿入用針ユニットの組立て完了図である。
【図５】本発明によるセンサの更に別の実施形態を示す。
【図６】本発明による方法を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2008516714.tif 000010
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