(57)【要約】  本技術は、一般に、血小板凝集を測定するための流体素子ならびに関連システム及び方法に関する。いくつかの実施形態では、流体素子は、複数の対の略剛性のブロック及び略可撓性の支柱を含む微細構造体のアレイを含む。流体素子は、アレイを受容するように構成された少なくとも１つの流体チャネルをさらに含む。流体素子は、アレイ中の可撓性支柱のうちの１つ以上の偏向の程度を測定するように構成された測定要素をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、流体素子は、手持ち式のデバイスを備え、血小板力及び凝集のポイントオブケア検査に使用可能である。
2016524156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料を分析するためのシステムであって、
複数の微細構造体のアレイであって、各微細構造体が、略剛性の構造体及び略可撓性の構造体を含み、前記複数のアレイが、
凝固剤と流体連通にあるように構成される試験アレイであって、前記凝固剤が、前記生体試料の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成される、試験アレイ、及び
前記凝固剤と流体連通にない制御アレイを含む、複数の微細構造体のアレイと、
前記生体試料を受容するように構成される複数の流体チャネルであって、前記流体チャネルの少なくとも一部分が、前記アレイのうちの１つを収容するように定寸される、複数の流体チャネルと、
前記アレイのうちの１つ以上における前記可撓性の構造体のうちの１つ以上の偏向の程度を検出するように構成される測定要素と、
を備える、前記システム。
【請求項２】
前記血餅パラメータが、血餅強度、血餅溶解、及び血餅発生から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記凝固剤が、前記血餅パラメータの作動薬または拮抗薬である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記試験アレイの前記微細構造体が、第１の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされる、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の流体チャネルが、
入口チャネルと、
前記入口チャネルに流動的に連結されるチャンバと、
を含み、前記試験アレイが、前記チャンバ内にあり、
前記試験アレイの前記微細構造体、前記入口チャネル、及び／または前記チャンバのうちの少なくとも１つが、前記凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記略剛性の構造体が、矩形形状を有し、前記略可撓性の構造体が、円筒形形状を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記測定要素が、光学検出構成要素及び／または磁気検出構成要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
生体試料を分析するためのシステムであって、
複数の微細構造体のアレイであって、各微細構造体が、略剛性の構造体及び略可撓性の構造体を含み、前記複数のアレイが、
第１の凝固剤と流体連通にあるように構成される第１のアレイであって、前記第１の凝固剤が、前記生体試料の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成される、第１のアレイと、
第２の凝固剤と流体連通にあるように構成される第２のアレイであって、前記第２の凝固剤が、前記血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成され、かつ前記第２の凝固剤が、前記第１の凝固剤と異なる、第２のアレイと、
前記第１の凝固剤または前記第２の凝固剤と流体連通にない第３のアレイと、
を含む、複数の微細構造体のアレイと、
前記生体試料を受容するように構成される複数の流体チャネルであって、前記流体チャネルの少なくとも一部分が、前記アレイのうちの１つを収容するように定寸される、複数の流体チャネルと、
前記アレイのうちの１つ以上における前記可撓性の構造体のうちの１つ以上の偏向の程度を検出するように構成される測定要素と、
を備える、前記システム。
【請求項９】
前記血餅パラメータが、血餅強度、血餅溶解、及び血餅発生から選択される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の凝固剤が、前記血餅パラメータの作動薬であり、前記第２の凝固剤が、前記血餅パラメータの拮抗薬である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１のアレイの前記微細構造体が、前記第１の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされ、前記第１の凝固剤が、拮抗薬であり、
前記第２のアレイの前記微細構造体が、前記第２の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされ、前記第２の凝固剤が、作動薬である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の流体チャネルが、
第１の入口チャネルと、
前記第１の入口チャネルに流動的に連結された第１のチャンバであって、前記第１のアレイが、前記第１のチャンバ内にある、第１のチャンバと、
第２の入口チャネルと、
前記第２の入口チャネルに流動的に連結された第２のチャンバであって、前記第２のアレイが、前記第２のチャンバ内にある、第２のチャンバと、
を含み、
前記第１のアレイの前記微細構造体、前記第１の入口チャネル、及び／または前記第１のチャンバのうちの少なくとも１つが、前記第１の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされ、
前記第２のアレイの前記微細構造体、前記第２の入口チャネル、及び／または前記第２の入口チャンバのうちの少なくとも１つが、前記第２の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記略剛性の構造体が、矩形形状を有し、前記略可撓性の構造体が、円筒形形状を有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記測定要素が、光学検出構成要素及び／または磁気検出構成要素を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
前記測定要素が、スピンバルブ、ホールプローブ、及び／またはフラックスゲート磁力計である磁気検出構成要素を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１６】
個々の略可撓性の構造体が、磁気材料を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記磁気検出構成要素が、個々の前記略剛性の構造体と略可撓性の構造体との間に位置するスピンバルブを備え、前記スピンバルブが、磁気材料を含む前記略可撓性の構造体の偏向によりもたらされた前記アレイにおける磁場の変化を検出するように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記測定要素が、位相差顕微鏡、蛍光顕微鏡、共焦点顕微鏡、または光ダイオードのうちの１つである光学検出構成要素を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１９】
前記生体試料が、全血、血小板、内皮細胞、循環腫瘍細胞、癌細胞、線維芽細胞、平滑筋細胞、心筋細胞、赤血球、白血球、細菌、巨核球、及び／またはこれらの断片を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記微細構造体のうちの少なくともいくつかが、タンパク質、グリカン、ポリグリカン、糖タンパク質、コラーゲン、フォンビルブランド因子、ビトロネクチン、ラミニン、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、プラスミン、作動薬、基質タンパク質、アクチン−ミオシン活性の阻害剤、及びこれらの断片からなる群から選択される少なくとも１つの結合要素で少なくとも部分的にコーティングされる、請求項８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記１つ以上の略可撓性の構造体の偏向の程度に基づき、前記生体試料の特徴を表示するように構成されるディスプレイをさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記血餅パラメータが、血餅強度であり、
前記第１の凝固剤が、アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）であり、
前記第２の凝固剤が、エプチフィバチド及びブレビスタチンから選択される、請求項８に記載のシステム。
【請求項２３】
前記血餅パラメータが、血餅発生であり、
前記第１の凝固剤が、ビバルルジン（ｂｉｖａｌｒｕｄｉｎ）であり、
前記第２の凝固剤が、トロンビンまたはトラネキサム酸のうちの少なくとも１つである、請求項８に記載のシステム。
【請求項２４】
前記血餅パラメータが、血餅溶解であり、
前記第１の凝固剤が、組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）である、請求項８に記載のシステム。
【請求項２５】
前記血餅パラメータが、第１の血餅パラメータであり、前記システムが、
第３の凝固剤と流体連通にあるように構成される第４のアレイであって、前記第３の凝固剤が、前記生体試料の第２の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成される、第４のアレイと、
第４の凝固剤と流体連通にあるように構成される第５のアレイであって、前記第４の凝固剤が、前記第２の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成され、前記第４の凝固剤が、前記第３の凝固剤と異なる、第５のアレイと、
をさらに含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項２６】
第５の凝固剤と流体連通にあるように構成される第６のアレイであって、前記第５の凝固剤が、前記生体試料の第３の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成される、第６のアレイと、
第６の凝固剤と流体連通にあるように構成される第７のアレイであって、前記第６の凝固剤が、前記第３の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成され、前記第６の凝固剤が、前記第５の凝固剤と異なる、第７のアレイと、
をさらに含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項２７】
マイクロチャネルのネットワークを通してヒト患者の生体試料を受容することと、
感知ユニットの第１のアレイ及び感知ユニットの第２のアレイ上に前記生体試料の少なくとも一部分を流すことであって、
前記第１のアレイの各感知ユニットが、第１の略剛性の微細構造体、及び第１の略可撓性の微細構造体を含み、
前記第２のアレイの各感知ユニットが、第２の略剛性の微細構造体、及び第２の略可撓性の微細構造体を含む、
流すことと、
前記生体試料に応答する、対応する前記第１の略剛性の微細構造体に対する前記第１の略可撓性の微細構造体の移動を検出することと、
前記生体試料に応答する、対応する前記第２の略剛性の微細構造体に対する前記第２の略可撓性の微細構造体の移動を検出することと、
前記第１の略可撓性の微細構造体の前記検出された移動に基づき前記生体試料の血餅パラメータの現在値を決定することと、
前記第２の略可撓性の微細構造体の前記検出された移動に基づき前記血餅パラメータの最大値及び最小値のうちの少なくとも１つを決定することと、
を含む、方法。
【請求項２８】
前記現在値を、前記最大値及び前記最小値のうちの少なくとも１つと比較することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記比較に基づき治療の経過を確認することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２のアレイに凝固剤を導入することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記血餅パラメータの前記現在値、前記最大値、及び／または前記最小値のうちの少なくとも１つを示すことをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記血餅パラメータが、血餅溶解、血餅発生、及び血餅強度から選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
マイクロチャネルのネットワークを通してヒト患者の生体試料を受容することと、
感知ユニットの第１、第２、及び第３のアレイ上に前記生体試料の少なくとも一部分を流すことであって、
前記第１のアレイの各感知ユニットが、第１の略剛性の微細構造体、及び第１の略可撓性の微細構造体を含み、
前記第２のアレイの各感知ユニットが、第２の略剛性の微細構造体、及び第２の略可撓性の微細構造体を含み、
前記第３のアレイの各感知ユニットが、第３の略剛性の微細構造体、及び第３の略可撓性の微細構造体を含む、流すことと、
前記生体試料に応答する、対応す前記第１の略剛性の微細構造体に対する前記第１の略可撓性の微細構造体の移動と、
前記生体試料に応答する、対応する前記第２の略剛性の微細構造体に対する前記第２の略可撓性の微細構造体の移動と、
前記生体試料に応答する、対応する前記第３の略剛性の微細構造体に対する前記第３の略可撓性の微細構造体の移動と、
を検出することと、
前記第１の略可撓性の微細構造体の前記検出された移動に基づき前記生体試料の血餅パラメータの現在値と、
前記第２の略可撓性の微細構造体の前記検出された移動に基づき前記血餅パラメータの最小値と、
前記第３の略可撓性の微細構造体の前記検出された移動に基づき前記血餅パラメータの最大値を決定することと、
を含む、方法。
【請求項３４】
前記現在値を、前記最大値及び最小値と比較することをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、一般に、個別化された凝集測定を行うための流体素子ならびに関連システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、「Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｐｌａｔｅｌｅｔ  Ｔｈｒｏｍｂｏｓｉｓ  ａｎｄ  Ｆｉｂｒｉｎｏｌｙｓｉｓ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｓ」と題する、２０１３年６月２６日に出願された米国仮出願第６１／８３９，７２３号の利益を主張し、これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００３】
外傷は、世界的に、年間１０人に１人、または約５００万人の死亡の割合を占め、米国の年間医療経費に１３５０億ドル以上を費やす。外傷死亡の大半は、止血不能の出血からの損傷後の最初の１時間以内（「ゴールデンアワー」）に生じる。外傷誘発凝固障害（ＴＩＣ）または障害性血餅形成は、この止血不能の出血に起因し、外傷患者の約２５％に見られる。ＴＩＣ中の止血不能の出血は、多くの場合、出血が内部で生じるため、応急隊には容易に明らかではない場合がある。ＴＩＣは、殆ど外傷直後に生じ、数倍増加した多臓器障害、集中治療利用、及び死亡の発生率に関係する。このため、ＴＩＣの早期診断及び治療が緊急医療において最優先される。
【０００４】
正常な状態下では、多因子過程は、止血（出血の停止）をもたらすために出血中に血餅を形成する。図１に模式的に示されるように、血餅は、主に血小板Ｐ及びフィブリン線維Ｆのメッシュから構成される動的構造体である。止血の最初の段階では、血小板Ｐは、創傷部位及び互いに付着し、収縮して（個々に、または凝集体に）、血小板血栓を形成する。そのため、血餅構造体の形成は、少なくとも一部、血小板Ｐの収縮力により媒介される。止血の第２段階では、活性化された血小板Ｐは、創傷部位で可溶性フィブリノゲンをフィブリン線維Ｆに変換するプロテアーゼトロンビン（図示せず）を生成する。フィブリン線維Ｆは、血小板Ｐを一緒に保持するために血栓の周囲に形成され、新しく形成された血餅の移動を防止する。
【０００５】
血餅強度、血餅発生、及び血餅溶解の少なくとも３つの血餅パラメータが止血をもたらし、維持するために重要であると認識されている。本明細書で使用される、「血餅強度」は、ピーク血餅収縮力を指し、「血餅発生」は、血餅が形成されるのにかかる時間を指し、「血餅溶解」は、ピーク収縮後の血餅強度の減少を指す。ＴＩＣは、安定した血餅形成を最終的に損なうこれらの血餅パラメータのうちの１つ以上に影響を及ぼす。例えば、ＴＩＣは、しばしば、低潅流（すなわち、生命器官への不十分な血液供給）につながり、低潅流は、トロンビン生成の減少、したがって、血小板血栓の周囲のフィブリンＦ形成の減少につながるため、ＴＩＣは、血餅強度を減少させる場合がある。ＴＩＣは、プラスミノーゲンをプラスミン（すなわち、フィブリンＦメッシュを分解することにより血餅分解に関与する酵素）に変換するタンパク質である、組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）の利用能を増加させることにより血餅溶解を強化または加速する場合もある。低潅流はまた、結果として生じる乳酸の蓄積及びｐＨレベルの低下により血餅溶解も加速する。
【０００６】
ＴＩＣを検出するための血餅形成の測定は、現在、血餅形成を評価し、血餅強度、血餅発生、及び血餅溶解などの血餅パラメータを報告するために粘弾性を測定するトロンボエラストグラフィー（ＴＥＧ）デバイスの使用により実現される。ＴＥＧデバイスから取得された測定は、他の従来の試験（例えば、プロトロンビン時間（ＰＴ）、活性化部分トロンボプラスチン時間（ａＰＴＴ）、国際標準化比（ＩＮＲ）等）を使用して取得されたものより感度が高く、正確な血餅の指標であることが示されてきたが、ＴＥＧデバイスは、大きく（一般に、ベンチトップ型デバイスとして使用される）、高価であり、動きに敏感である。したがって、ＴＥＧデバイスは、血餅パラメータ値を決定する、及び／またはＴＩＣの早期検出が必要とされる患者のベッドサイドで測定を行うことができる真のポイントオブケアデバイスとして適切ではない。さらに、ＴＥＧデバイスは、読み取りデータを生成するのに２０〜３０分を必要とし、これは、典型的には、いずれのデバイスからの最初の読み取りデータがゴールデンアワーをとうに過ぎるまで治療臨床医（複数可）に利用可能でないことを意味する。ＥＲに到着する患者の約３分の１が到着の１５分以内に死亡することを考えると、ＴＥＧデバイスからの読み取りデータのために２０〜３０分待つことは、ＴＩＣの診断には十分ではない。
【発明の概要】
【０００７】
ＴＩＣと診断された患者の現在の治療は、血漿、血小板、赤血球（ＲＢＣ）などの血液成分の輸血である。血漿は、血餅したタンパク質及びフィブリノゲン（フィブリンの前駆体）の濃度を増加させるために輸血され、血小板は、利用可能な健康な血小板の数を増加させるために輸血され、ＲＢＣは重度の出血による失血を補い、また器官及び組織に酸素供給を回復させるために輸血される。現在、一般的に受け入れられている「最善慣行」は、患者の血餅パラメータの相対値に関わらず、１：１：１の割合の血漿、血小板、及びＲＢＣからなる。ＴＩＣのそのような潜在的に不正確または情報不足な診断は、多器官不全、急性呼吸窮迫症候群（ＡＲＤＳ）、感染の増加、及び死亡率の増加を含む、血液成分の輸血と関係する高いリスクが存在するため、重要である。
【０００８】
したがって、患者の凝集を測定するための改善されたデバイス及び方法の必要性が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の多くの態様は、以下の図面を参照することによりより良く理解され得る。図面の構成要素は、必ずしも実際の縮尺ではない。代わりに、本開示の原理を明瞭に図示することに重点を置く。
【図１】血管内の血餅形成の段階の模式図である。
【図２】本技術の実施形態により構成された血餅分析システムを示し、（Ａ）は血餅分析システムの構成図であり、（Ｂ）は、本技術の実施形態により構成された感知ユニットのアレイを示す（Ａ）の血餅分析システムの流体素子の一部分の拡大図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に示されるアレイの感知ユニットの拡大図である。
【図３】本技術の実施形態により構成された図２（Ａ）に示される流体素子のチャンバの模式的側面図である。
【図４】本技術の実施形態による、生体試料の送達中の感知ユニットの経時的な上面図である。
【図５】本技術の実施形態による、マイクロブロックに向かってマイクロポストを曲げるように収縮する凝集した血小板を示す個々の感知ユニットの上面図である。
【図６】血餅力対時間を示すグラフである。
【図７】光学構成要素を備え、本技術の実施形態により構成された測定要素の模式的側面図である。
【図８】本技術の実施形態により構成された磁気構成要素を備える複数のマイクロポスト及び測定要素の側面図である。（Ａ）において、偏向前、及び本技術の実施形態により構成された複数のマイクロポストが示され、（Ｂ）において、偏向状態の、及び本技術の実施形態により構成されたマイクロポストが示される。
【図９】スピン−バルブ電圧対本技術の実施形態により構成された偏向したマイクロポストの移動を示すグラフである。
【図１０】複数のアレイを有し、本技術により構成された流体素子の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本技術は、血餅パラメータのうちの１つ以上を測定するためのデバイス、システム、及び方法の様々な実施形態を説明する。一実施形態では、例えば、システムは、複数の微細構造体のアレイを含み、各微細構造体は、略剛性の構造体及び略可撓性の構造体を含む。第１のアレイは、第１の凝固剤と流体連通にあるように構成され得、第２のアレイは、第１の凝固剤とは異なる第２の凝固剤と流体連通にあるように構成され得、第３のアレイは、第１の凝固剤または第２の凝固剤と流体連通にない。システムは、そこを通って流れる生体試料を受容するように構成された複数の流体チャネルをさらに含み得る。流体チャネルの少なくとも一部分は、アレイの１つを受容するように個々に定寸され得る。いくつかの実施形態では、システムは、アレイのうちの１つ以上における可撓性構造体のうちの１つ以上の偏向の程度を検出するように構成される測定要素を含み得る。
【００１１】
本技術のいくつかの実施形態の具体的な詳細は、図２〜１０を参照して以下に説明される。ＴＥＧデバイス、生体医療診断、免疫アッセイ等としばしば関係する周知の構造及びシステムを説明する他の詳細は、本技術の様々な実施形態の説明を不要に混乱させるのを避けるために、以下の開示に記述されていない。図２〜１０に示される詳細、寸法、角度、及び他の特徴の多くは、単に、本技術の特定の実施形態の例示である。したがって、他の実施形態は、本技術の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の詳細、寸法、角度、及び特徴を有し得る。したがって、当業者は、本技術が追加の要素を伴う他の実施形態を有することができる、または本技術が図２〜１０を参照して以下に示され説明される特徴のいくつかを含まない他の実施形態を有することができることを適切に理解する。
【００１２】
Ｉ．マイクロポスト偏向を測定するための血餅分析デバイス、システム、及び方法の選択された実施形態
図２（Ａ）は、本技術により構成された血餅分析システム２００の一実施形態を示す。図２（Ａ）に示される、血餅分析システム２００は、流体素子２０４、分析器２０２、及び導入器２０６を含み得る。導入器２０６は、生体試料（例えば、血液）を採取及び／または保持し、生体試料を流体素子２０４に送達するように構成される加圧導管（例えば、シリンジ、シリンジポンプ等）であってよい。生体試料は、全血、血小板、内皮細胞、循環腫瘍細胞、癌細胞、線維芽細胞、平滑筋細胞、心筋細胞、赤血球、白血球、細菌、巨核球、及び／またはこれらの断片を含み得る。導入器２０６は、分析器２０２（図２（Ａ）に示される）に着脱可能に連結されるか、またはいくつかの実施形態では、導入器２０６は、独立型デバイスであってよい。流体素子２０４は、生体試料を流体素子２０４に送達する前、送達中、及び／または送達した後に、分析器２０２（例えば、ポート２２４を介して）に連結され得る。分析器２０２は、流体素子２０４上の生体試料によって形成された１つ以上の血餅に見られる１つ以上の血餅パラメータを測定するように構成された手持ち式デバイスであってよい。以下により詳細に説明されるように、分析器２０２は、次いで、１つ以上の血餅パラメータの個々の測定値を提供し、個々の測定値に基づき、詳しい診断及び／または治療を決定することができる。
【００１３】
流体素子２０４は、そこを通って流れる生体試料（例えば、血液）を受容するように構成されたマイクロチャネル及びチャンバのネットワークを有する使い捨て微小流体カードであってよい。図２（Ａ）に図示される実施形態では、流体素子２０４は、入口ポート２１０、入口チャネル２１６、出口チャネル２１８、複数のチャンバ（第１から第５のチャンバ２２２ａ〜ｅとして個々に特定される、集合的にチャンバ２２２と称される）、及び出口貯蔵部２２０を含む。入口ポート２１０は、入口チャネル２１６に流動的に連結され得、入口チャネル２１６の別個の分枝部は、チャンバ２２２の各々に流動的に連結され得る。チャンバ２２２は、生体試料がチャンバ２２２が存在するのと同数の部分に分割し、各部分が出口チャネル２１８の分枝部を介して出口貯蔵部２２０に送られる前に単一チャンバのみを通って流れるように、平行に配置され得る。さらに、この配置のため、生体試料は、ほぼ同時に、または準同時にチャンバ２２２の各々を通って流れる。複数のチャンバ２２２を通って同時または準同時に流れることは、血餅発生などの、チャンバ２２２間での血餅パラメータの後の比較に有利であり得る。
【００１４】
流体素子２０４は、５つのチャンバ２２２ａ〜ｅを有するように示されるが、他の実施形態では、流体素子２０４は、５つより多い、または少ないチャンバ（例えば、２つ、３つ、４つ、６つ、７つ等）を有し得ることが理解されよう。同様に、流体素子２０４は、任意の数のポート及び／またはチャネルを有することができ、ポート、チャネル、及びチャンバは、様々な構成に配置することができる。加えて、流体素子２０４は、一般的に使い捨てであるが、流体素子２０４は、複数の別個の生体試料（同じ患者からの）を受容することができ、かつ／または２回以上分析器２０２で分析され得る。
【００１５】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の第２のチャンバ２２２ｂの一部分の拡大図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の一部分の拡大図である。図２（Ａ）〜（Ｃ）を一緒に参照すると、各チャンバ２２２は、感知ユニット２１１のアレイ（第１〜第５のアレイ２２１ａ〜ｅとして個々に特定される、集合的にアレイ２２１と称される）を含み得る。感知ユニット２１１は、隣接する列の個々の感知ユニット２１１が互いにオフセットであるように（図２（Ｂ）に示される）、それぞれのアレイ２２１ａ〜ｅ内に配置され得る。換言すれば、感知ユニット２１１は、感知ユニット２１１がすぐ隣接する列の別の感知ユニット２１１と直接整合されないように配置され得る。この構成は、上流の感知ユニット２１１によってもたらされる流れ障害の下流作用を減少させることが期待される。
【００１６】
図２（Ｃ）に最もよく示される、各感知ユニット２１１は、マイクロブロック２１２などの略剛性の構造体、及びマイクロポスト２１４などの略可撓性の構造体を含み得る。マイクロポスト２１４は、マイクロブロック２１２の下流、及びマイクロブロック２１２の中央線と略整合に位置付けられ得る。ある特定の実施形態では、マイクロポスト２１４は、マイクロブロック２１２上に凝集する生体試料成分（例えば、細胞）がマイクロブロック２１２とマイクロポスト２１４との間のギャップを埋めることができるように、マイクロブロック２１２の約８μｍ（端から端まで測定される）以内に位置付けられ得る。他の実施形態では、マイクロポスト２１４及びマイクロブロック２１２は、分析される生物学的成分の大きさにより、より大きいまたは小さい距離離間され得る。
【００１７】
マイクロブロック２１２は、略矩形形状を有し得、いくつかの実施形態では（図２（Ｃ）を含む）、マイクロブロック２１２は、丸い縁及び角を有し得る。他の実施形態では、マイクロブロック２１２は、任意の好適な形状、大きさ、及び／または構成（例えば、円形形状、多面体形状、球体等）を有し得る。いくつかの実施形態では、個々のマイクロブロック２１２は、約１０μｍ〜約３０μｍ（例えば、約２０μｍ）の長さ、約５μｍ〜約１５μｍ（例えば、約１０μｍ）の幅、及び約１０μｍ〜約２０μｍ（例えば、約１５μｍ）の高さを有し得る。マイクロポスト２１４は、略円筒形状を有し得る。他の実施形態では、マイクロポスト２１４は、任意の好適な形状、大きさ、及び／または構成（例えば、円形形状、多面体形状、球体等）を有し得る。いくつかの実施形態では、個々のマイクロポスト２１４は、約２μｍ〜約６μｍ（例えば、約４μｍ）の直径、及び約１０μｍ〜約２０μｍ（例えば、約１５μｍ）の高さを有し得る。マイクロブロック２１２及びマイクロポスト２１４の対は、個々のアレイ２２１またはチャンバ２２２内で同じまたは異なる寸法（例えば、高さ）を有し得る。
【００１８】
図３は、感知ユニットアレイ２２１のうちの１つの上を流れる血液などの生体試料を示す図２（Ａ）の流体素子２０４のチャンバ２２２のうちの１つの模式的側面図である。図４（Ａ）〜（Ｄ）は、図３に示される感知ユニット２１１のうちの１つの経時的な上面図である。導入器２０６（図２（Ａ））は、生体試料がアレイ２２１の個々の感知ユニット２１１上及びその周囲に流れるように、生体試料を流体素子２０４に送達するように構成され得る。いくつかの実施形態では、導入器２０６は、感知ユニット２１１で、またはその付近で約２０００秒−１〜約１２０００秒−１（例えば、２０００秒−１、５０００秒−１、８０００秒−１、１２０００秒−１等）の剪断速度を生成するのに十分な流速で生体試料を送達するように構成され得る。特定の実施形態では、導入器２０６は、送達持続時間の間、所望の流速（例えば、約４０秒〜約１２０秒）を維持するように構成される。
【００１９】
図３及び４Ａ〜４Ｂを一緒に参照すると、生体試料が感知ユニット２１１上を流れると、各マイクロブロック２１２は、流れ障害物として作用し、渦を引き起こす。渦は、通過する血液試料内の血小板Ｐを活性化するマイクロブロック２１２の最外部の頂部縁部で高剪断速度をもたらす。次いで、血小板が凝集し始めると、活性化された血小板Ｐは、マイクロブロック２１２（及び互いに）に結合する。図４（Ｂ）〜（Ｄ）に示される、血小板Ｐの凝集体ＡＰの大きさが大きく成長すると、血小板Ｐの一部は、マイクロブロック２１２とマイクロポスト２１４との間の介在空間を突破する。例えば、収集血小板Ｐの２本鎖は、マイクロブロック２１２の下流の角で形成される傾向がある。血小板鎖が長さを延ばすと、通過する流体は、鎖を内側に押し、マイクロポスト２１４と接触し、それによりマイクロブロック２１２とマイクロポスト２１４との間に機械的な橋を形成する。さらに生体試料がチャンバ２２２を通って流れると、さらに血小板Ｐが蓄積し、マイクロブロック２１２とマイクロポスト２１４との間の空間を埋める。いくつかの実施形態では、マイクロブロック２１２及び／またはマイクロポスト２１４は、血小板Ｐのマイクロブロック２１２及び／またはマイクロポスト２１４への付着を改善及び／または容易にするために、少なくとも１つの結合要素（例えば、タンパク質、グリカン、ポリグリカン、糖タンパク質、コラーゲン等）で少なくとも部分的にコーティングされ得る。
【００２０】
図１を参照して論じたように、止血中、血小板Ｐは、個々に、及び集団の両方で収縮する。可撓性マイクロポスト２１４とは異なり、剛性マイクロブロック２１２は、そのより広い表面積及びより大きい抵抗プロファイルにも関わらず、屈曲しない。よって、血小板Ｐが収縮する際、血小板Ｐは、マイクロブロック２１２に向かってマイクロポスト２１４を屈曲させる。例えば、図４（Ｄ）の共焦点画像（下の画像）は、生体試料が流れた１２０秒後、マイクロポスト（２１４ｅと標識される）の先端または上部分が流れが始まったときの（２１４ｓと標識される）マイクロポストの上部分よりマイクロブロック２１２に近い（例えば、約４μｍ）ことを示す。同様に、図５の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の顕微鏡図は、マイクロポスト２１４の先端がマイクロポスト２１４の基部２１５から離れて屈曲することを示す。
【００２１】
マイクロポストの偏向を測定及び／または決定し、血餅パラメータ値を決定するための本技術のデバイス、システム、及び方法が、以下に説明される。
【００２２】
ａ．マイクロポストの偏向を決定するためのデバイス、システム、及び方法の選択された実施形態
図２（Ａ）に戻って参照すると、システム２００は、マイクロポストの偏向を測定し、記録するための測定要素２０３をさらに含み得る。測定要素２０３は、流体素子２０４が分析器２０２（例えば、ポート２２４を介して）内に少なくとも部分的に挿入される際、測定要素２０３がマイクロポストの偏向の検出及び／または偏向の測定を容易にするために流体素子２０４に隣接して位置付けられるように、分析器２０２によって保有される、及び／またはその中に収容され得る。他の実施形態では（図示せず）、測定要素２０３は、分析器２０２によって保有されるが、流体素子２０４及び／またはポート２２４から離間される。また他の実施形態では、測定要素２０３は、分析器２０２に物理的に、またはワイヤレスで連結され得る独立型デバイスであってよい。
【００２３】
測定要素２０３は、分析器２０２に連結され、測定されたマイクロポストの偏向に基づき、分析器２０２は、１つ以上の血餅パラメータの値を決定することができる。分析器２０２は、プロセッサ２２６、及びプロセッサ２２６によって実行される場合、分析器２０２に偏向を測定させ、そのデータを記録させ、１つ以上の血餅パラメータの値を決定するために測定されたデータを分析させるプログラム命令を有するメモリ２２８を含み得る。メモリ２２８は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、着脱可能な磁気ディスク、メモリカードもしくはスティック、ＮＶＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどの任意の揮発性、不揮発性、固定、着脱可能、磁気、光学、または電気媒体を含み得る。分析器２０２は、ディスプレイ２０８を介して、１つ以上の血餅パラメータの現在の測定された値を臨床医に示すこともできる（図２（Ａ））。
【００２４】
特定の実施形態では、測定要素２０３は、位相差顕微鏡、蛍光顕微鏡、共焦点顕微鏡、または光ダイオードなど、光学的にマイクロポストの偏向を測定するように構成される光学検出構成要素を含み得る。例えば、図７は、本技術により構成された光学測定要素２０５の一実施形態の模式的側面図である。流体素子２０４は、光学測定要素２０５の第１の部分２０５ａと第２の部分２０５ｂとの間に位置付けられ得る。特定の実施形態では、流体素子２０４は、光学測定要素２０５（及び／または分析器２０２（例えば、ポート２２４を介して（図２（Ａ）））のスロット２９６の中に挿入され得る。第１の部分２０５ａは、スロット２９６の第１の側に隣接し得、第２の部分２０５ｂは、第１の側と反対のスロット２９６の第２の側に隣接し得る。スロット２９６の第１及び／または第２の側の表面は、それぞれ、透明、または通常透明である第１及び第２の窓２９８、２９２を含み得る。他の実施形態では、流体素子２０４及び／またはスロット２９６は、第１の部分２０５ａと第２の部分２０５ｂとの間になく、第１の部分２０５ａ及び第２の部分２０５ｂに隣接して位置付けられ得る。しかしながら、第１の部分２０５ａ、流体素子２０５ｂ、及び第２の部分２０５ａの線形配置は、そのような配置が分析器２０２内であまり空間を必要としないため利点であり得ると考えられる（図２（Ａ））。
【００２５】
尚も図７を参照すると、光学測定要素２０５の第１の部分２０５ａは、光源２８０、励起フィルタ２８２、及び複数のレンズ（第１〜第３のレンズ２８４ａ〜２８４ｃとして個々に特定される）から構成される第１のフォーカサー（ｆｏｃｕｓｅｒ）２８４を含み得る。他の実施形態では、第１のフォーカサー２８４は、３つより多いまたは少ないレンズ（例えば、１つ、２つ、４つ、５つ等）を含み得る。光源２８０は、水銀ランプもしくはキセノンアーク、またはレーザ及びＬＥＤなどの蛍光鏡検鏡に使用される別の好適な光源であってよい。光学測定要素２０５の第２の部分２０５ｂは、第２のフォーカサー２８６（第１及び第２のレンズ２８６ａ、２８６ｂとして個々に標識される）、放射フィルタ２８８、及び光学検出器２９０を含み得る。他の実施形態では、第２のフォーカサー２８６は、２つより多いまたは少ないレンズ（例えば、１つ、３つ、４つ、５つ等）を含み得る。光学検出器２９０は、カメラ、光ダイオード、または任意の他の好適な光学検出デバイスであってよい。
【００２６】
図７に示されるように、操作中、流体素子２０４は、スロット２９６の中に少なくとも部分的に位置付けられ得る。図７に示されるように、流体素子２０４は、窓２９２上に直接位置付けられるか、または他の実施形態では、流体素子２０４は、窓２９２上に直接位置付けられ得る透明なまたは通常透明なキャリア２９４によって保有され得る。光源２８０は、流体素子２０４に向かって放射線を放射するように、手動で、または自動的に（プロセッサ２２６に連結されるスロット２９６のセンサを介して）作動され得る。放射された放射線の特定の波長のみが励起フィルタ２８２を通過し、第１のフォーカサー２８４により感知ユニット２１１のアレイ（複数可）２２１上に焦点が合わせられる（生体試料をデバイス２０４に送達する前に、マイクロブロック２１２及び／またはマイクロポスト２１４は、特定の通過した波長に具体的に反応する蛍光物質で標識され得る）。特定の波長がマイクロポスト２１４及び／またはマイクロブロック２１２上の蛍光物質の原子と衝突すると、原子は、より高いエネルギーレベルに励起される。これらの原子がより低いエネルギーレベルに緩和されると、光を放射する。流体素子２０４は、放射された光が流体素子２０４（及びキャリア２９４）を通って、窓２９２を通過し、第２の部分２０５ｂに入るように、透明なまたは通常透明な材料（ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）など）で作製され得る。
【００２７】
放射された光は、次いで、第２のフォーカサー２８６によって焦点が合わせられる。可視となるために、放射フィルタ２８８は、放射された光を他の非常に明るい放射線と区別し、よって、より低く、可視の波長のみを光学検出器２９０に通過させる。光学測定要素２０５のうちの１つ以上の構成要素が、プロセッサ２２６及び／またはメモリ２２８に連結され得る。光学測定要素２０５のうちの１つ以上の構成要素は、プロセッサ２２６に光学データを供給することができ、プロセッサ２２６は、マイクロポストの偏向を計算し、かつ／または１つ以上の血餅パラメータ値を決定するために、光学データを分析することができる。
【００２８】
これらの及び他の実施形態では、測定要素２０３は、マイクロポストの偏向を光学的に測定するように構成される磁気検出構成要素を含み得る。例えば、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、本技術により構成された磁気測定要素２０７の一実施形態の模式的側面図である。図８（Ａ）及び（Ｂ）に示される、マイクロポスト２１４の各々は、ナノワイヤなどの磁気材料２７０を含み得、磁気測定要素２０７は、偏向したマイクロポスト２１４の磁気材料２７０の回転及び／または移動を測定するように構成される１つ以上の磁気検出器２７２（例えば、１つ以上のスピンバルブ、ホールプローブ、フラックスゲート磁力計等）を含み得る。例えば、図９は、スピンバルブ電圧対磁気材料２７０を含む偏向したマイクロポスト２１４の移動を図示するグラフである。磁気測定要素２０７の１つ以上の構成要素は、プロセッサ２２６及び／またはメモリ２２８に連結され得る。磁気測定要素２０７の１つ以上の構成要素は、プロセッサ２２６に磁気データを供給することができ、プロセッサ２２６は、マイクロポストの偏向を計算し、かつ／または１つ以上の血餅パラメータ値を決定するために、磁気データを分析することができる。
【００２９】
ｂ．測定されたマイクロポストの偏向から血餅パラメータを決定するデバイス、システム、及び方法のための選択された実施形態
凝集した、収縮血小板Ｐは、マイクロポスト２１４の垂直の長さに沿って力を及ぼすと考えられる。そのため、偏向の測定値は、固定されたカンチレバービームに沿った分散負荷と相関し得る。例えば、血餅力Ｆは、以下のビーム偏向方程式：
【００３０】
【数１】
2016524156.tif 000003
【００３１】
を使用して、マイクロポスト偏向δに基づき計算することができ、式中、Ｅは、マイクロポスト材料（複数可）のヤング係数であり、ｄは、マイクロポスト２１４の直径であり、ｈは、マイクロポスト２１４の高さである。加えて、システム２００は、生体試料がアレイ２２１と流体連通に設置されるときに始まり、血小板Ｐの少なくとも一部分が各アレイ２２１の少なくとも１つの感知ユニット２１１に付着し、凝集し、マイクロポスト２１４の偏向を引き起こした後の時間点（例えば、約４０秒〜約２００秒）で停止するタイマー（図示せず）を含み得る。いくつかの実施形態では、後の時間点はまた、血餅溶解の開始段階を網羅するのに十分に長くてもよい。後の時間点は、予め決定され、自動である（例えば、プロセッサ２２６によって制御される）、偏向測定値に応答して決定される、及び／または手動（例えば、分析器２０２上の「停止」ボタン）であってよい。タイマーは、分析器２０２及び／またはプロセッサ２２６に連結することができ、時間データは、メモリ２２８に保存することができる。
【００３２】
計算された血餅力Ｆ（方程式（１））に基づき血餅パラメータの値を得るために、プロセッサ２２６は、計算された力及び記録された時間測定値を相関し、力−時間曲線と血餅パラメータとの間の既知の関係に基づき、血餅パラメータのうちの１つ以上の値を決定することができる。例えば、図６の血餅力Ｆ対時間のグラフに示される、血餅発生は、一般的に、力が有意な増加を示すのにかかる時間であり、血餅強度は、一般的に、最大記録力であり、血餅溶解は、一般的に、力の有意な減少が存在する最大力後の時間（及び／または時間期間）である。プロセッサ２２６は、決定された血餅パラメータ値（例えば、ディスプレイ２０８（図２（Ａ））を介して）のうちの１つ以上を示すことができる。加えて、または代替的に、プロセッサ２２６は、力−時間曲線を生成し、ディスプレイ２０８上に曲線を表示することができる。
【００３３】
生体試料のアレイへの送達の調整、時間測定、及び力測定は、正確な偏向及び／または力のデータに有利であり得ることが理解され得る。そのため、流体素子２０４（図２（Ａ））は、生体試料が入口２１０（または入口チャネル２１６の開始部分）から複数のアレイ２２１ａ〜ｅに流れるのを防止するバリア（図示せず）を含み得る。したがって、臨床医は、最初に生体試料を入口２１０に送達し、流体素子２０４を分析器２０２に位置付ける。分析器２０２は、たまった生体試料をアレイ２２１ａ〜ｅと流動的に連通するトリガー（例えば、バリアを切断するための鋭い縁、バリアを溶解する化学物質等）を含み得る。他の実施形態では、生体試料は、分析器２０２内に少なくとも部分的に既に位置付けられた流体素子２０４に送達され得る。生体試料の送達は、タイマーの開始を引き起こす、及び／または臨床医は、生体試料をデバイス２０４に送達する直前にタイマーを開始させることができる。また他の実施形態では、タイマーは、連続して動作し得る。
【００３４】
ＩＩ．個別化された測定、診断、及び／または治療のための血餅分析システム、デバイス、及び方法の選択された実施形態
ＴＩＣの治療経過を決定するために、現在利用可能な凝集試験（例えば、ＰＴ／ＩＮＲ、ＴＥＧ等）により、患者の測定された血餅パラメータ値（複数可）のうちの１つ以上を、より大きな患者集団に基づく平均値範囲と比較する。例えば、患者の血餅強度が３０であり、群平均が７０である場合、従来の試験は、患者の血餅強度は低く、患者はアデノシン二リン酸（ＡＤＰ）などの血餅強度作動薬で治療されるべきであると決定するであろう。しかしながら、患者の測定された血餅パラメータ値を群平均と比較することは、血餅強度、血餅発生、及び血餅溶解の値が患者により非常に変動し得るため、必ずしも診断目的のために有益ではない。上述の血餅強度の例において、患者の最大血餅強度が３０である場合、ＡＤＰによる血餅強度の強化は違いをもたらさず、そしてさらに悪いことには、ＴＩＣの根本的な原因（例えば、血餅溶解の増加及び／または血餅発生の遅延）に対処できないたろう。そのため、少なくともＴＩＣの診断の目的のため、各個人の最大及び最小値に対する血餅パラメータ値は、現在のまたは測定された値単独よりも血小板機能不全のより良い評価を提供する。
【００３５】
これらの問題に対処するために、本技術により構成された血餅分析システムは、これらのパラメータの個々の患者の最大及び最小値も測定する一方で、ヒト患者の現在の血餅強度、発生、及び／または溶解の値を測定するように構成された複数のアレイを有する流体素子を含み得る。例えば、図１０は、前述の血餅分析システム２００（図２（Ａ））で使用するための流体素子９０４を示す。図１０に示される、流体素子９０４は、８つの別個のチャンバ９２２を含み得、各々、感知ユニット９１１のアレイ９２１、及び生体試料をチャンバ９２２内に流すための入口チャネル９１６を収容する。感知ユニット９１１の少なくとも一部分、チャンバ９２２、及び／または入口チャネル９１６は、血餅パラメータのうちの１つ以上において生物学的応答をもたらすように構成された１つ以上の凝固剤で湿潤または乾燥コーティングされ得る。例えば、流体素子９０４は、制御アレイ、血餅溶解作動薬（Ｌ＋）を使用して最大血餅溶解値を測定するためのアレイ、血餅溶解拮抗薬（Ｌ−）を使用して最小血餅溶解値を測定するためのアレイ、血餅強度作動薬（Ｓ＋）を使用して最大血餅強度値を測定するためのアレイ、血餅強度拮抗薬（Ｓ−）を使用して最小血餅強度値を測定するためのアレイ、血餅発生作動薬（Ｏ＋）を使用して最大血餅発生値を測定するためのアレイ、及び／または血餅発生拮抗薬（Ｏ−）を使用して最小血餅発生値を測定するためのアレイを含み得る。
【００３６】
図１０に図示される流体素子９０４は、８つのアレイ９２１を含むが、他の実施形態では、デバイス９０４は、８つより多いまたは少ないアレイを有し得る。例えば、流体素子９０４は、少なくとも１つの制御アレイ、及び試験または凝固剤アレイのうちの任意の１つ以上（例えば、制御及び血餅溶解拮抗薬アレイのみ（作動薬アレイは含まない）、制御及び血餅発生アレイのみ、血餅強度アレイを除く全て等）を含み得る。さらに、流体素子９０４は、任意の数の制御アレイ（例えば、１つ、２つ、３つ以上の制御アレイ）も含み得る。例えば、図１０に示される実施形態は、生体試料のアレイの各々へのほぼ一定の流量を生成するために、追加の制御アレイを利用する。
【００３７】
本明細書に開示される流体素子は、１つ以上の凝固剤を使用して、特定の血餅パラメータの上限及び下限を測定することができる。各凝固剤の標準化濃度は、以下の手順：（１）異なる濃度の特定の凝固剤の作動薬を血液試料（同じ個人からの）一式に添加し、関心の血餅パラメータを測定してその凝固剤の最大作動薬添加量を得る、（２）特定の凝固剤（ステップ１で計算された）の最大作動薬添加量を、特定の凝固剤の異なる濃度の拮抗薬に添加し、関心の血餅パラメータを測定してその凝固剤の最大拮抗薬添加量を得ることにより決定することができる。これらの測定値は、作動薬の標準化濃度及び拮抗薬の標準化濃度を決定するために、多数の患者にわたって取得され得る。その後、各作動薬及び拮抗薬の標準化濃度は、全ての患者に対して使用することができる。換言すれば、血餅パラメータは個々の最大及び最小血餅パラメータ値（患者ごとに非常に異なる）に基づき測定されるが、最大及び最小血餅パラメータ値を得るためにアレイにおいて使用される凝固剤は、〜に基づき決定される。
【００３８】
血餅強度作動薬は、例えば、トロンビン、ＡＤＰ、コラーゲン、フォンビルブランド因子（ｖＷＦ）、フィブリノゲン、トロンビン受容体拮抗薬（ＴＲＡＰ）、エピネフリン、リストセチンなどを含み得る。好適な血餅強度拮抗薬は、例えば、エプチフィバチド、ブレビスタチン、血小板阻害剤（アスピリン、ＡＤＰ阻害剤（Ｐ２Ｙ１２−−クロピドグレル、プロスタグランジン）、トロンビン阻害剤（ダビガトラン）、血小板細胞骨格阻害剤（サイトカラシンＤ、ブレビスタチン、血小板１Ｂアルファ阻害剤）などを含み得る。血餅発生作動薬は、トロンビン、組織因子、コラーゲン、エピネフリン、ＡＤＰ、ｖＷＦ、凝固因子（第ＶＩＩ因子、プロトロンビン、第Ｘ因子、第ＶＩＩＩ因子）、カオリンなどを含む。血餅発生拮抗薬は、例えば、第Ｘａ因子阻害剤（リバーロキサバン）、トロンビン直接阻害剤（ダビキトラン（ｄａｂｉｇｉｔｒａｎ））、ヘパリン、低分子量ヘパリン、組織因子経路阻害剤（ＴＦＰＩ）、トロンボモジュリン、プロテインＣ、プロテインＳなどを含み得る。血餅溶解作動薬は、例えば、組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）、プラスミノーゲン、プラスミン、好中球エラスターゼ、ストレプトキナーゼ、ウロキナーゼなどを含み得る。血餅溶解拮抗薬は、第ＸＩＩＩ因子、プラスミノーゲン活性化因子阻害剤１（ＰＡＩ−１）、トロンビン活性化線溶阻害剤（ＴＡＦＩ）、抗プラスミンなどを含み得る。加えて、抗線溶薬は、トラネキサム酸、イプシロンアミノカプロン酸、アプロチニンなどを含み得る。
【００３９】
図１０及び２Ａを一緒に参照すると、流体素子９０４は分析器２０２に連結され得、測定要素２０３は、アレイ９２１のマイクロポストの偏向を測定し、この情報をプロセッサ２２６に伝達することができる（上述）。次いで、プロセッサ２２６は、各アレイ９２１の血餅パラメータ値を決定し（上述）、各測定された血餅パラメータに関して、系統的に対照値を最大及び最小値と比較する。このように、プロセッサは、その患者の最大及び最小血餅パラメータ値に基づき、各患者の個別化された血餅パラメータ測定値を定めることができる。
【００４０】
血餅パラメータ（複数可）の現在の値と最大及び／または最小値との比較に基づき、ディスプレイ２０８（図２（Ａ））は、１つ以上の血餅パラメータの現在値、測定値、ならびに１つ以上の血餅パラメータの最大及び／または最小値を臨床医に示すことができる。例えば、ディスプレイ２０８は、患者の現在の血餅強度値、現在の血餅溶解値、現在の血餅発生値、最大血餅強度値、最大血餅溶解値、最大血餅発生値、最小血餅強度値、最小血餅溶解値、最小血餅発生値、及び／または先行するパラメータのうちのいずれかの任意の導関数を示すことができる。
【００４１】
ディスプレイ２０８（プロセッサ２０６からの命令を介して）は、各測定された血餅パラメータの現在値と最大及び／または最小値との比較に基づき、ＴＩＣ診断及び／または推奨される治療過程も示すことができる。同様に、いくつかの実施形態では、ディスプレイ２０８は、治療過程に対して臨床医の決定を伝えるために、血餅パラメータ値を示すことができる。例えば、検出された血餅発生時間及び強度値が正常であり、血餅溶解値が増加した場合、臨床医は、具体的に、抗線溶薬で患者を治療することができる。抗線溶薬は、血小板血栓を包囲するフィブリンメッシュ（図１を参照）を破壊し、よって血餅溶解プロセスを遅らせるまたは弱めるプラスミンがあまり存在しないように線溶酵素プラスミンの形成に干渉する。別の例として、血餅発生値は正常であるが、血餅強度値が低く、血餅溶解値が増加した場合、臨床医は、具体的に、血小板輸血及び血漿（血餅強度を増加させるために）ならびに抗線溶薬（血餅溶解を減少させるために）で患者を治療することができる。全てのパラメータ値が異常である場合（すなわち、遅い血餅発生、低血餅強度、及び血餅溶解の増加）、臨床医は、凝集因子（濃縮プロトロンビン複合体または血漿）、フィブリノゲン、及び／または血小板輸血、ならびに抗線溶薬で治療することができる。上記のうちのいずれか１つが単独で存在し、出血が持続している場合、臨床医は、血餅発生、強度、または溶解を回復させるために特異療法を使用することができる。
【００４２】
従来のデバイスは、血餅パラメータ値を決定するために３０分〜１時間半かかる場合があり、それでも値は、必ずしも意味のある治療過程の特定に役立たない。本技術の血餅分析システム２００は、３分以内に個別化された血餅パラメータ値を決定し、治療過程を特定することができる。
【００４３】
ＩＩＩ．微細構造体を製造するための材料及び方法
感知ユニットの微細構造体（例えば、図２（Ｃ）に図示されるマイクロブロック２１２及びマイクロポスト２１４）は、ネガ型を使用して製作することができる。ネガ型は、ＳＵ−８（Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ）シリーズのフォトレジストの分離層を使用するシリコンウェハ上に確立されたコンタクトフォトリソグラフィを使用して製作することができる。各層を構築するためにクロムマスクを使用することができ、これにより、永久ポジ型ＳＵ−８マスター構造体ができる。表面は、例えば、微細構造体材料の付着を防止するためにシラン化（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）−１−トリクロロシラン（Ｔ２４９２−ＫＧ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）され得る。
【００４４】
本技術の可撓性及び剛性の微細構造体は、ＰＤＭＳから作製され、２ステップ複製製作プロセスにおいてソフトリソグラフィを使用して構築され得る。例えば、ＰＤＭＳは、１０：１の割合でその硬化剤と混合され、脱気され、ポジ型ＳＵ−８マスター構造体に注がれ得る。次いで、この構造体を１１０℃で２０分間、オーブンで硬化し、マスター構造体からネガ型を製造することができる。次いで、ネガ型は、表面を活性化するために、約９０秒間プラズマ処理され（例えば、Ｐｌａｓｍａ  Ｐｒｅｐ  ＩＩ，ＳＰＩ）、その後、表面を不活性化するために、真空下でシラン処理され得る。次いで、きれいなカバーグラス（例えば、ｎｏ．０）に対してネガを設置する前に、１０：１のＰＤＭＳが、ネガに適用され、１１０℃で２４時間、オーブンで硬化され得る。ネガは、後に除去することができ、よって、原本のＳＵ−８マスター構造体の複製であるＰＤＭＳ微細構造体デバイスが残る。平坦なＰＤＭＳブロックに入口及び出口ポートを有する連続ＰＤＭＳマニホールドは、プラズマ処理され、マイクロチャネル上にの定位置に押圧され得る。これは、２つの表面間に不可逆的な水密結合を作り出し、両端にポートを有し、中央にセンサを有する矩形の管路を形成する。
【００４５】
上記の材料及び方法は、例として提供され、本技術の材料及び／または製造方法を限定するように解釈されるべきではないことが理解されよう。
【００４６】
ＩＶ．実施例
以下の実施例は、本技術のいくつかの実施形態の図示である。
１．生体試料を分析するためのシステムであって、
複数の微細構造体のアレイであって、各微細構造体が、略剛性の構造体及び略可撓性の構造体を含み、該複数のアレイが、
凝固剤と流体連通にあるように構成される試験アレイであって、該凝固剤が、該生体試料の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成される、試験アレイ、及び
該凝固剤と流体連通にない制御アレイを含む、複数の微細構造体のアレイと、
該生体試料を受容するように構成される複数の流体チャネルであって、該流体チャネルの少なくとも一部分が、該アレイのうちの１つを収容するように定寸される、複数の流体チャネルと、
該アレイのうちの１つ以上における該可撓性構造体のうちの１つ以上の偏向の程度を検出するように構成される測定要素と、を備える、該システム。
２．該血餅パラメータが、血餅強度、血餅溶解、及び血餅発生から選択される、実施例１に記載の該システム。
３．該凝固剤が、該血餅パラメータの作動薬または拮抗薬である、実施例１または２のいずれかに記載の該システム。
４．該試験アレイの該微細構造体が、該第１の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされる、実施例１〜３のいずれかに記載の該システム。
５．該複数の流体チャネルが、
入口チャネルと、
該入口チャネルに流動的に連結されるチャンバと、を含み、該試験アレイが、該チャンバ内にあり、
該試験アレイの該微細構造体、該入口チャネル、及び／または該チャンバのうちの少なくとも１つが、該凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされる、実施例１〜４のいずれかに記載の該システム。
６．該略剛性の構造体が、矩形形状を有し、該略可撓性の構造体が、円筒形形状を有する、実施例１〜５のいずれかに記載の該システム。
７．該測定要素が、光学検出構成要素及び／または磁気検出構成要素を含む、実施例１〜６のいずれかに記載の該システム。
８．体試料を分析するためのシステムであって、
複数の微細構造体のアレイであって、各微細構造体が、略剛性の構造体及び略可撓性の構造体を含み、該複数のアレイが、
第１の凝固剤と流体連通にあるように構成される第１のアレイであって、該第１の凝固剤が、該生体試料の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成される、第１のアレイ、
第２の凝固剤と流体連通にあるように構成される第２のアレイであって、前記第２の凝固剤が、前記血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成され、かつ前記第２の凝固剤が、前記第１の凝固剤と異なる、第２のアレイ、及び
該第１の凝固剤または該第２の凝固剤と流体連通にない第３のアレイを含む、複数の微細構造体のアレイと、
該生体試料を受容するように構成される複数の流体チャネルであって、該流体チャネルの少なくとも一部分が、該アレイのうちの１つを収容するように定寸される、複数の流体チャネルと、
該アレイのうちの１つ以上における該可撓性構造体のうちの１つ以上の偏向の程度を検出するように構成される測定要素と、を備える、該システム。
９．該血餅パラメータが、血餅強度、血餅溶解、及び血餅発生から選択される、実施例８に記載の該システム。
１０．第１の凝固剤が、該血餅パラメータの作動薬であり、該第２の凝固剤が、該血餅パラメータの拮抗薬である、実施例８または９のいずれかに記載の該システム。
１１．該第１のアレイの前記微細構造体が、該第１の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされ、該第１の凝固剤が、拮抗薬であり、
第２のアレイの該微細構造体が、該第２の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされ、該第２の凝固剤が、作動薬である、実施例８〜１０のいずれかに記載の該システム。
１２．該複数の流体チャネルが、
第１の入口チャネルと、
該第１の入口チャネルに流動的に連結された第１のチャンバであって、該第１のアレイが、該第１のチャンバ内にある、第１のチャンバと、
第２の入口チャネルと、
該第２の入口チャネルに流動的に連結された第２のチャンバであって、該第２のアレイが、該第２のチャンバ内にある、第２のチャンバと、を含み、
該第１のアレイの該微細構造体、該第１の入口チャネル、及び／または該第１のチャンバのうちの少なくとも１つが、該第１の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされ、
該第２のアレイの該微細構造体、該第２の入口チャネル、及び／または該第２のチャンバのうちの少なくとも１つが、該第２の凝固剤で少なくとも部分的にコーティングされる、実施例８〜１０のいずれかに記載の該システム。
１３．該略剛性の構造体が、矩形形状を有し、該略可撓性の構造体が、円筒形形状を有する、実施例８〜１２のいずれかに記載の該システム。
１４．該測定要素が、光学検出構成要素及び／または磁気検出構成要素を含む、実施例８〜１３のいずれかに記載の該システム。
１５．該測定要素が、スピンバルブ、ホールプローブ、及び／またはフラックスゲート磁力計である磁気検出構成要素を含む、実施例８〜１４に記載の該システム。
１６．個々の略可撓性の構造体が、磁気材料を含む、実施例１５に記載の該システム。
１７．該磁気検出構成要素が、該個々の略剛性の構造体と略可撓性の構造体との間に位置するスピンバルブを備え、該スピンバルブが、該磁気材料を含む略可撓性の構造体の偏向によりもたらされた該アレイにおける磁場の変化を検出するように構成される、実施例１５または１６のいずれかに記載の該システム。
１８．該測定要素が、位相差顕微鏡、蛍光顕微鏡、共焦点顕微鏡、または光ダイオードのうちの１つである光学検出構成要素を含む、実施例８〜１４のいずれかに記載の該システム。
１９．該生体試料が、全血、血小板、内皮細胞、循環腫瘍細胞、癌細胞、線維芽細胞、平滑筋細胞、心筋細胞、赤血球、白血球、細菌、巨核球、及び／またはこれらの断片を含む、実施例８〜１８のいずれかに記載の該システム。
２０．該微細構造体のうちの少なくともいくつかが、タンパク質、グリカン、ポリグリカン、糖タンパク質、コラーゲン、フォンビルブランド因子、ビトロネクチン、ラミニン、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、プラスミン、作動薬、基質タンパク質、アクチン−ミオシン活性の阻害剤、及びこれらの断片からなる群から選択される少なくとも１つの結合要素で少なくとも部分的にコーティングされる、実施例８〜１９のいずれかに記載の該システム。
２１．該２つ以上の略可撓性の構造体の偏向の程度に基づき、該生体試料の特徴を表示するように構成されるディスプレイをさらに備える、実施例８〜２０のいずれかに記載の前記システム。
２２．該血餅パラメータが、血餅強度であり、
該第１の凝固剤が、アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）であり、
該第２の凝固剤が、エプチフィバチド及びブレビスタチンから選択される、実施例８〜２１のいずれかに記載の該システム。
２３．該血餅パラメータが、血餅発生であり、
該第１の凝固剤が、ビバルルジン（ｂｉｖａｌｒｕｄｉｎ）であり、
該第２の凝固剤が、トロンビンまたはトラネキサム酸のうちの少なくとも１つである、実施例８〜２２のいずれかに記載の該システム。
２４．該血餅パラメータが、血餅溶解であり、
該第１の凝固剤が、組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）である、実施例８〜２３のいずれかに記載の該システム。
２５．該血餅パラメータが、第１の血餅パラメータであり、該システムが、
第３の凝固剤と流体連通にあるように構成される第４のアレイであって、該第３の凝固剤が、該生体試料の第２の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成される、第４のアレイと、
第４の凝固剤と流体連通にあるように構成される第５のアレイであって、該第４の凝固剤が、該第２の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成され、該第４の凝固剤が、該第３の凝固剤と異なる、第５のアレイと、をさらに含む、実施例８〜２４のいずれかに記載の該システム。
２６．第５の凝固剤と流体連通にあるように構成される第６のアレイであって、該第５の凝固剤が、該生体試料の第３の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成される、第６のアレイと、
第６の凝固剤と流体連通にあるように構成される第７のアレイであって、該第６の凝固剤が、該第３の血餅パラメータにおいて生物学的応答をもたらすように構成され、該第６の凝固剤が、該第５の凝固剤と異なる、第７のアレイと、をさらに含む、実施例２５に記載の該システム。
２７．マイクロチャネルのネットワークを通してヒト患者の生体試料を受容することと、
感知ユニットの第１のアレイ及び感知ユニットの第２のアレイ上に該生体試料の少なくとも一部分を流すことであって、
該第１のアレイの各感知ユニットが、第１の略剛性の微細構造体、及び第１の略可撓性の微細構造体を含み、
該第２のアレイの各感知ユニットが、第２の略剛性の微細構造体、及び第２の略可撓性の微細構造体を含む、流すことと、
該生体試料に応答する、該対応する第１の略剛性の微細構造体に対する該第１の略可撓性の微細構造体の移動を検出することと、
該生体試料に応答する、該対応する第２の略剛性の微細構造体に対する該第２の略可撓性の微細構造体の移動を検出することと、
該第１の略可撓性の微細構造体の該検出された移動に基づき該生体試料の血餅パラメータの現在値を決定することと、
該第２の略可撓性の微細構造体の該検出された移動に基づき該血餅パラメータの最大値及び最小値のうちの少なくとも１つを決定することと、を含む、方法。
２８．該現在値を、該最大値及び該最小値のうちの少なくとも１つと比較することをさらに含む、実施例２７に記載の該方法。
２９．該比較に基づき治療の経過を確認することをさらに含む、実施例２８に記載の該方法。
３０．該第２のアレイに凝固剤を導入することをさらに含む、実施例２７に記載の該方法。
３１．該血餅パラメータの該現在値、該最大値、及び／または該最小値のうちの少なくとも１つを示すことをさらに含む、実施例２７に記載の該方法。
３２．該血餅パラメータが、血餅強度、血餅溶解、及び血餅発生から選択される、実施例２７に記載の該システム。
３３．マイクロチャネルのネットワークを通してヒト患者の生体試料を受容することと、
感知ユニットの第１、第２、及び第３のアレイ上に該生体試料の少なくとも一部分を流すことであって、
該第１のアレイの各感知ユニットが、第１の略剛性の微細構造体、及び第１の略可撓性の微細構造体を含み、
該第２のアレイの各感知ユニットが、第２の略剛性の微細構造体、及び第２の略可撓性の微細構造体を含み、
該第３のアレイの各感知ユニットが、第３の略剛性の微細構造体、及び第３の略可撓性の微細構造体を含む、流すことと、
該生体試料に応答する、該対応する第１の略剛性の微細構造体に対する該第１の略可撓性の微細構造体の移動、
該生体試料に応答する、該対応する第２の略剛性の微細構造体に対する該第２の略可撓性の微細構造体の移動、及び
該生体試料に応答する、該対応する第３の略剛性の微細構造体に対する該第３の略可撓性の微細構造体の移動を検出することと、
該第１の略可撓性の微細構造体の該検出された移動に基づき該生体試料の血餅パラメータの現在値、
該第２の略可撓性の微細構造体の該検出された移動に基づき該血餅パラメータの最小値、及び
該第３の略可撓性の微細構造体の該検出された移動に基づき該血餅パラメータの最大値を決定することと、を含む、方法。
３４．該現在値を、該最大値及び該最小値と比較することをさらに含む、実施例３４に記載の該方法。
【００４７】
Ｖ．結論
本明細書で使用されるように、及び特に記載されない限り、用語「ａ」及び「ａｎ」は、「１つ」、「少なくとも１つ」、または「１つ以上を意味するように解釈される。特に文脈により必要でない限り、本明細書で使用される単数形の用語は複数形を含み、複数形の用語は単数形を含むものとする。
【００４８】
文脈上明確に必要でない限り、説明及び特許請求の範囲を通して、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などは、排他的または網羅的な意味とは対照的に包括的な意味で解釈されるものとする、つまり、限定されるのではなく、「含む」という意味である。単数または複数を使用する用語は、それぞれ、複数及び単数も含む。加えて、用語「本明細書」、「上の」、及び「以下の」、ならびに類似する意味の用語は、本明細書において使用される場合、全体として本明細書を指し、本明細書の任意の特定の部分を指さないものとする。
【００４９】
本開示の実施形態の説明は、排他的、または開示される正確な形態に対して開示を限定することを意図しない。本開示の特定の実施形態及びその実施例は、図示の目的のために本明細書に記載されるが、当業者が認識するように、様々な同等の修正が本開示の範囲内で可能である。
【００５０】
本明細書に引用される参考文献の全ては、その全体が参照により組み込まれる。そのような参考文献は、以下の係属中の出願：（ａ）２０１２年５月１０日に出願された米国仮特許出願第６１／６４５，１９１号、（ｂ）２０１２年１０月４日に出願された米国仮特許出願第６１／７０９，８０９号、（ｃ）２０１２年１０月２９日に出願された米国特許出願第１３／６６３，３３９号、（ｄ）２０１３年３月１４日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０３１７８２号、及び（ｅ）２０１３年２月５日に出願された米国仮特許出願第６１／７６０，８４９号を含む。
【００５１】
本開示の態様は、必要に応じて、上の参考文献及び本出願のシステム、機能、及び概念を採用し、本開示のさらなる実施形態を提供するために修正され得る。これらの及び他の変更は、詳細な説明に照らして本開示に対して行うことができる。
【００５２】
本明細書に開示される技術は、既存のシステムに対していくつかの利点を提示する。例えば、本明細書に開示されるデバイスは、緊急のポイントオブケア状況で血小板機能を迅速かつ正確に検出することができる。デバイスは、携帯型のバッテリー駆動であってよく、起動時間をほとんど、または全く必要としない。試料は数マイクロリットルのみを必要とし、５分未満で試験することができる。さらに、デバイスは、比較的単純であり、機械的に誤作動する可能性がある可動部がなく、振動または遠心分離を必要としない。さらに、そのような単純なデバイスは、比較的安価で製造することができる。
【００５３】
前述から、本技術の特定の実施形態が図示の目的のために本明細書に記載されてきたが、様々な修正が本技術の趣旨及び範囲から逸脱することなく行われ得ることが理解されよう。さらに、特定の実施形態の文脈において説明される新しい技術のある特定の態様は、他の実施形態において、組み合わされるか、または排除され得る。さらに、本技術のある特定の実施形態に関係する利点がこれらの実施形態の文脈において説明されてきたが、他の実施形態もそのような利点を呈する場合があり、全ての実施形態が必ずしも本技術の範囲内に入るようにそのような利点を呈する必要はない。したがって、本開示及び関連技術は、本明細書に明示的に示されない、または説明されない他の実施形態を包含することができる。よって、本開示は、付属の特許請求の範囲によるものを除き限定されない。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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