BRPI0508528B1 - Dispositivo para a amostragem de um fluido corporal e sistema para a análise de um fluido corporal - Google Patents

Abstract

dispositivo de amostragem de fluidos corporais. a presente invenção refere-se a um dispositivo de amostragem de fluido corporal que compreende um elemento de perfuração de pele (10) tendo um conduto de fluido (11) para receber o fluido corporal, pelo menos uma porção do dito conduto de fluido sendo aberta para o ambiente, e compreendendo ainda um meio de entrada de fluido (40) espaçado do dito conduto de fluido de modo que o fluido no dito conduto de fluido não entre em contato com o meio de entrada de fluido inicialmente. o dito meio de entrada de fluido pode ter uma zona de teste (45) para a realização de uma reação analítica. o fluido do dito canal entra em contato com o dito meio de entrada de fluido ao colocar o meio de entrada de fluido e o fluido em contato mecânico ou ao transportar eletricamente o fluido do canal para o meio de entrada de fluido.

Description

(54) Título: DISPOSITIVO PARA A AMOSTRAGEM DE UM FLUIDO CORPORAL E SISTEMA PARA A ANÁLISE DE UM FLUIDO CORPORAL (51) Int.CI.: A61B 5/145 (52) CPC: A61B 5/14532 (30) Prioridade Unionista: 06/03/2004 EP 04005385.2 (73) Titular(es): F. HOFFMANN-LA ROCHE AG (72) Inventor(es): IRIO GIUSEPPE CALASSO; PATRICK GRISS; RAINER JÀGGI; EMAD SAROFIM

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO PARA A AMOSTRAGEM DE UM FLUIDO CORPORAL E SISTEMA PARA A ANÁLISE DE UM FLUIDO CORPORAL.

[001] A presente invenção refere-se ao campo da análise de fluidos corporais a fim de fazer um diagnóstico ou monitorar a concentração de analisados, como, por exemplo, a concentração de glicose no sangue.

[002] A presente invenção refere-se a um dispositivo ou sistema para a amostragem de pequenas quantidades de fluido corporal. Um dispositivo de amostragem de fluido corporal pode compreender um elemento de perfuração da pele com um conduto de fluido para a entrada de um fluido corporal no mesmo. Pelo menos uma porção do conduto de fluido fica aberta para o meio ambiente. O dispositivo de amostragem compreende ainda um meio de entrada de fluido que fica separado do conduto de fluido de modo que o fluido dentro do conduto não entre em contato com o meio de entrada de fluido em um primeiro estado (separado). O dispositivo ou sistema pode ser colocado em um segundo estado no qual pelo menos uma porção do conduto faz contato com o meio de entrada de fluido para que o fluido seja transferido. Com base nos sinais de um sensor do meio de entrada de fluido, pode-se determinar a concentração de um analisado.

[003] Os sistemas para a amostragem de fluidos corporais já são conhecidos na técnica anterior, na qual o fluido corporal é colocado em um elemento descartável. A coleta de sangue e os sistemas analíticos são, por exemplo, conhecidos a partir do documento EP 0 199 484 que compreende uma unidade descartável com um tubo capilar a fim de coletar o fluido corporal e transportar o fluido corporal para uma área de detecção. Um outro desenvolvimento deste conceito encontra-se descrito na publicação WO 97/42888. A disposição descrita naquela patente é particularmente adequada para a coleta de quantidades relaPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 5/45

2/30 tivamente pequenas de fluidos corporais, a qual é basicamente feita por meio da pressão de um anel sobre a área que circunda um local de coleta e um movimento de bomba. Um sistema para a análise baseada em pequenas quantidades de fluido intersticial é conhecido a partir do documento EP 0 723 418. Para este fim, uma agulha oca fechada muito fina é inserida na derme e o fluido intersticial é transportado através da agulha para uma zona de teste por meio da aplicação de uma pressão na área que circunda o local de perfuração. Uma disposição muito miniaturada que também utiliza uma agulha fechada para retirar fluido corporal é conhecida a partir da Patente U.S. 5.801.057. Uma vantagem particular desta disposição é a agulha extremamente fina que pode ser inserida na região do braço de um paciente sem essencialmente nenhuma dor.

[004] Embora a disposição descrita na Patente U.S. 5.801.057 atende a inúmeras exigências de ordem prática, alguns aspectos ainda precisam de aperfeiçoamento. Um problema geral dos problemas de amostragem de acordo com o documento acima mencionado é a fabricação da agulha oca tão pequena quanto possível e a um custo baixo. [005] Com este objetivo, são contemplados os verificadores de amostra de fluido corporal dotados de uma estrutura de conduto. Ambos os documentos US 2003/0018282 e US 2003/0028125 descrevem dispositivos de perfuração de pele dotados de um canal aberto para a amostragem de fluido corporal que pelo menos parcialmente se localizam em uma região de uma agulha de perfuração. O fluido corporal amostrado no conduto de fluido é transferido para uma zona de testes que é fixada ao elemento de perfuração de pele. Em particular, o documento US 2003/0028125 descreve que o elemento de perfuração de pele é integral com uma peça de uma fita de teste. Um outro documento que contempla um dispositivo de amostragem e teste similar com a provisão de uma área de coagulação é descrito no documento

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2002/0168290.

[006] Os dispositivos de amostragem e teste da técnica anterior descrevem modalidades nas quais a amostra de um canal capilar é diretamente transferida para uma zona de testes que fica em contato com o canal. Diferentemente disto, a presente invenção propõe um dispositivo de amostragem e teste, no qual o conduto de fluido em uma fase na qual a amostra que é encaixada fica fora do contato fluídico da zona de teste. Depois de encaixar a amostra de fluido no conduto de fluido, pelo menos uma porção do conduto de fluido fica em contato com um meio de entrada de fluido que recebe o fluido do conduto. O meio de entrada de fluido pode ser uma zona de teste ou pode ser uma zona que transporta amostra para uma zona de teste. O umedecimento da zona de teste, deste modo, pode ser iniciado de uma maneira controlada por meio de uma etapa de contato. Este início de processo de umedecimento da zona de teste tem a vantagem de o tempo de reação (isto é, o tempo entre o contato de um elemento químico de teste com um fluido de amostra e a leitura dos resultados) poder ser controlado, o que leva a uma precisão maior da determinação do analisado. Uma outra vantagem em comparação aos dispositivos de amostragem da técnica anterior é que a amostragem de fluido e o contato do dispositivo de amostragem com a zona de teste podem ser feitos em situações diferentes. A amostragem de fluido, por exemplo, pode ser feita na extremidade frontal de um aparelho manual, e o contato com a zona de teste pode ser feito dentro do aparelho. Devido a esta função de lançadeira, o elemento ótico da peça de perfuração de pele ou outro meio de avaliação poderá ser movimentado para o interior de um invólucro, o que vem a ser vantajoso, tendo em vista o espaço limitado da extremidade frontal. Uma outra vantagem do contato da zona de teste ou do meio de entrada de fluido com a amostra já presente no conduto de fluido é que o contato pode ser feito com uma

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4/30 porção do conduto de fluido que não contém o primeiro fluido que emerge do corpo. Com isto, podemos evitar ou reduzir as influências do plasma ou das substâncias da superfície corporal.

[007] Além disso, uma separação física da zona de teste do sangue durante a etapa de amostragem evita que os elementos químicos de teste se difundam para o corpo humano durante a amostragem. [008] Sendo assim, a presente invenção apresenta importantes vantagens sobre os dispositivos de amostragem de fluido da técnica anterior.

[009] Um campo particular de aplicação dos sistemas e dispositivos para a retirada de pequenas quantidades de fluido corporal é o assim chamado monitoramento de ponto, no qual a concentração de analisados particulares presentes nos fluidos corporais é determinada em um momento particular. Tais medições podem ser feitas repetidas vezes a intervalos de tempo a fim de monitorar uma mudança na concentração do analisado. Estas análises empregando elementos de teste descartáveis têm-se comprovado particularmente vantajosas, especialmente no campo da medição do açúcar no sangue de diabéticos. Valores excessivamente altos de açúcar no sangue (hiperglicemia) em um diabético por um período de tempo podem levar a graves danos a longo prazo, tais como cegueira e gangrena. Por outro lado, quando um diabético consegue um estado de hipoglicemia ao se injetar, por exemplo, uma dose muito grande de insulina, este procedimento poderá se tornar um risco de vida se o diabético sofrer um assim chamado choque hipoglicêmico. Um controle regular do nível de açúcar no sangue permite que o diabético evite os estados de hiperglicemia e hipoglicemia e também aprenda como coordenar seus hábitos alimentares, suas atividades corporais e sua medicação de insulina. Além de melhorar e manter a saúde dos diabéticos, o monitoramento regular do açúcar no sangue apresenta também uma considerável vantagem

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5/30 econômica geral, uma vez que poderão ser evitados os altos custos de doenças secundárias. Os motivos que impedem um uso amplo e conseqüente do monitoramento do açúcar no sangue são basicamente a dor provocada pela necessária coleta do fluido corporal e as múltiplas etapas de manipulação dos sistemas atualmente no mercado. Nos sistemas atualmente usados, o diabético ou o pessoal médico deve, primeiramente, obter uma gota de sangue geralmente retirada do dedo. Os assim chamados dispositivos de lança podem ser usados para diminuir a dor. Um dispositivo de lança deve ser primeiro carregado com uma lanceta colocada tensionada sobre a superfície do corpo e disparada. Depois do processo de lança, o usuário tem de espremer o seu dedo a fim de transportar uma gota de sangue do ferimento de perfuração. Antes deste procedimento, o diabético já tem que ter preparado uma fita de teste em um instrumento de medição de açúcar no sangue e direcionar o mesmo. A gota de sangue pode ser agora aplicada à fita de teste e, após 10 segundos, por exemplo, uma medição de açúcar no sangue torna-se disponível. Finalmente, o usuário tem de descartar a lanceta usada e a fita de teste. A presente invenção permite que este processo de medição de açúcar no sangue seja muito mais simplificado.

[0010] Esta simplificação é obtida ao se empregar um elemento de perfuração que recebe o fluido corporal em um conduto de fluido e este fluido podendo ser, em seguida, automaticamente faz contato com um meio de entrada de fluido dotado de uma zona de teste. Esta simplificação do teste de glicose no sangue é não apenas vantajosa para os usuários em questão, mas tem também o efeito benéfico de mais gente portadora de diabetes poder testar regularmente a sua concentração de glicose no sangue.

[0011] Um dispositivo e sistema de amostragem de acordo com a presente invenção serve para retirar pequenas quantidades de fluido

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6/30 corporal. Neste contexto, entende-se fluidos corporais em particular como sangue, fluido intersticial e as misturas destes fluidos corporais. Embora nos sistemas de coleta de sangue convencionais, esta coleta seja geralmente feita no dedo, no sistema de coleta de acordo com a presente invenção, esta coleta pode ser feita em outros locais do corpo, como, por exemplo, no antebraço ou na palma da mão.

[0012] Um elemento de perfuração de pele para a retirada de pequenas quantidades de fluido corporal de acordo com a presente invenção tem uma porção saliente com uma extremidade afiada para perfurar a pele. Dentro de pelo menos uma região da porção saliente, localiza-se um conduto de fluido dotado de uma atividade capilar para transportar o fluido corporal. Pelo menos uma parte da estrutura capilar, de preferência todo tubo capilar, fica aberta para fora ao longo de sua extensão. No âmbito da presente invenção, entende-se uma estrutura capilar como um corpo que transporta um fluido corporal como o resultado de forças capilares sobre a extremidade proximal da estrutura capilar quando a área distal entra em contato com o fluido corporal. Com relação a esta função, a estrutura capilar, de acordo com a presente invenção, é similar às estruturas de agulha aberta descritas nas Patentes U.S. 2003/0018282 e US 2003/0028125, às quais o presente documento faz referência. No entanto, uma importante diferença é que esses documentos descrevem microagulhas, e um canal capilar fica em contato fluídico direto com uma zona de teste de modo que o fluido corporal entrado no canal capilar seja diretamente aplicado à zona de teste e daí se inicie uma reação.

[0013] A extensão longitudinal do elemento de perfuração de pele se estende a partir de uma extremidade proximal que provê uma área de contenção para uma extremidade distal dotada de uma porção saliente que deve ser inserida na pele. As agulhas ocas da técnica anterior têm uma abertura em sua extremidade distal através da qual o fluiPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 10/45

7/30 do corporal pode entrar e o conduto de fluido, em seguida, se transforma em um canal fechado ou câmara na qual a zona de teste se localiza. Em contrapartida, a estrutura capilar de acordo com a presente invenção é aberta em toda a sua extensão longitudinal e o conduto de fluido não é fechado por uma zona de teste.

[0014] Tubos capilares abertos podem ser fabricados por meio de métodos fotolitográficos, tais como os descritos no documento de patente U.S. 5.801.057, conhecidos no campo da tecnologia de semicondutores. É igualmente possível se prover canais, ranhuras, etc. abertas para fora em agulhas sólidas por meio de fresagem, gravação à água forte ou coisa do gênero. Estas depressões que provêm o canal capilar podem ir da ponta ou pelo menos de uma região adjacente à ponta do elemento de perfuração de pele até uma região de contenção proximal conectável a um dispositivo de contenção. As depressões ou tubos capilares não necessariamente precisam correr em linha reta, podendo também ser dispostas, por exemplo, em espirais, meandros, etc. Além disso, os tubos capilares podem ser dispostos em uma rede com bifurcações, tubos capilares fendidos, etc. A seção transversal dos tubos capilares pode ser, por exemplo, em forma de V, semicircular, ou ainda retangular.

[0015] Estes canais são de preferência gerados por meio de gravação à água forte, tais como uma fresagem fotoquímica (PCM). PCM é a usinagem de estruturas de metal sem aquecer ou fresar mecanicamente o material de partida. A fresagem PCM se baseia na transferência de padrão ótico e em processos de água forte. A mesma é conhecida como tecnologia de microusinagem.

[0016] Os materiais de partida são folhas de metal. Existe uma ampla faixa de materiais diferentes a escolher dentre uma variedade de folha médica ao alumínio ou metal invar. No caso do aço, a maior parte dos tipos médicos padrão encontra-se disponível. Em comparaPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 11/45

8/30 ção ao silício, o vidro ou o quartzo, o custo da folha de matéria prima é muito baixo.

[0017] A fresagem PCM é um método de fabricação baseada em fotolitografia, isto é, o perfil de uma estrutura a ser usinada é transferido oticamente. Um polímero fotossensível é aplicado à folha de metal em um filme. O polímero é referido como fotorresistente e é de dois tipos:

[0018] 1. Resistente à secagem (folha laminada sobre o substrato) [0019] 2. Resistente à umidade (líquido espalhado e curado sobre o substrato) [0020] Após a iluminação seletiva do elemento fotorresistente via uma máscara de sombra, o elemento fotorresistente pode ser seletivamente removido do substrato (o que é freqüentemente referido como padronização).

[0021] Quando o substrato padronizado é exposto a uma solução aquosa (por exemplo, um cloreto de ferro (III) para aço) que reage ao material do substrato, o material é seletivamente removido das áreas onde não existe nenhum elemento fotorresistente (referido como água forte). Existem dois princípios básicos de como o substrato pode ser colocado em contato com o substrato.

[0022] 1. mergulhar o substrato em um banho de água forte [0023] 2. borrifar a água forte sobre o substrato [0024] A etapa de gravação à água forte é por sua própria natureza de modo geral isotrópica, isto é, a proporção de água forte é aproximadamente igual em todas as direções. A capacidade de isotropia pode ser influenciada por um grande número de parâmetros durante o fotolitografia ou durante a gravação à água forte, tornando-se, portanto, possível se controlar o perfil da água forte dentro de certos limites. [0025] A borrifação de água forte oferece uma flexibilidade maior no controle das taxas e do perfil de água forte em comparação ao baPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 12/45

9/30 nho de água forte.

[0026] Na maioria dos casos, para se obter os dispositivos de amostragem, torna-se imperativo que a camada fotorresistente seja removida do substrato. A remoção da camada fotorresistente é normalmente um processo a úmido.

[0027] Além dos métodos já mencionados para a incorporação de canais capilares em superfícies, é igualmente possível gerar os canais capilares ao se montar os corpos de uma forma que sejam criadas aberturas capilares. Deste modo, é, por exemplo, possível se prender duas ou mais agulhas juntas, digamos, por meio de soldagem de tal forma que as áreas de contato das agulhas sólidas formem canais capilares. De uma maneira correspondente, é igualmente possível se torcer fios entre si na forma de um fio enrolado de tal modo que inúmeras áreas de contato sejam formadas, gerando os canais capilares. Outros elementos de perfuração de pele com condutos de fluido podem ser criados por meio da aplicação de uma ou mais camadas de material (por exemplo, folhas laminadas) sobre uma agulha chata de maneira que seja criada uma abertura capilar entre as camadas ou provida naquela única camada.

[0028] Os canais capilares que provêm o conduto de fluido têm tipicamente mais profundidade que largura. A razão da profundidade para largura (de modo geral referida como razão de aspecto) é de preferência de 0,3 para 3. A seção transversal do canal capilar é tipicamente maior que 2500 mm² e menor que 1 mm². De preferência, o canal capilar tem uma largura na faixa de 50 a 450 micrômetros, mais preferido na faixa de 200 micrômetros. Como já mencionado acima, é vantajoso que os canais capilares sejam abertos para fora de tal modo que os mesmos possam retirar o fluido corporal enquanto a estrutura capilar é inserida no corpo. A fim de se obter um bom deslocamento ascendente do fluido corporal, a área da estrutura capilar que fica

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10/30 aberta para fora deve ter um comprimento de 0,5 mm ou mais.

[0029] A forma do elemento de perfuração de pele não vem a ser uma questão relativamente crítica. O mesmo pode ser, por exemplo, da forma de um pequeno cubo. Geralmente, não são necessárias providências especiais para se montar o elemento de perfuração de pele em uma unidade de direcionamento, mas é preferido que a região de contenção se localize na extremidade proximal do elemento de perfuração de pele. Vantajosamente, a área de contenção é formada integral com as demais regiões do elemento de perfuração de pele. Podem ser empregados desenhos de elemento de perfuração conhecidos para as lancetas descartáveis dos sistemas de amostragem de sangue convencionais. Por exemplo, a região de contenção pode ter conicidades dentro das quais os elementos de mola do prendedor de uma unidade de direcionamento se encaixam a fim de prender o elemento de perfuração. O elemento de perfuração é com vantagem posicionado dentro de um prendedor de tal maneira (por exemplo, pressionando a extremidade do elemento de perfuração que faceia para fora da ponta contra uma trava) que possibilite um bom controle da profundidade de perfuração. Faz-se referência ao documento EP B 0 565 970 com relação a um prendedor e à interação entre o prendedor e uma unidade de lança descartável.

[0030] O dispositivo de amostragem de fluido corporal além do elemento de perfuração de pele tem um meio de entrada de fluido que é espacialmente separado do conduto de fluido do elemento de perfuração de pele de modo que o fluido do conduto não entre em contato com o meio de entrada de fluido durante o enchimento. O meio de entrada de fluido e o conduto, no entanto, entram em contato entre si depois de a amostra de fluido entrar pelo menos em uma parte do conduto de fluido ou quando se deseja iniciar a reação analítica.

[0031] A separação espacial do elemento de perfuração de pele e

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11/30 do meio de entrada de fluido permite que as modalidades nas quais o elemento de perfuração de pele é empregado como uma lançadeira para transportar o fluido amostrado para um meio de entrada de fluido. Isto é particularmente vantajoso quando a amostragem de fluido é feita em uma área espacialmente restrita (por exemplo, na extremidade frontal do aparelho) e o meio de entrada de fluido não se encaixa bem neste espaço limitado. Este é o caso em particular do meio de entrada de fluido fixado a uma fita, como, por exemplo, descrito no pedido de patente europeu 0 202 6242.2, na Patente U.S. 4.218.421 e na Patente EP 0 299 517. A função de lançadeira possibilita um processo de teste com as etapas de:

[0032] - perfurar a pele com o elemento de perfuração de pele;

[0033] - amostrar o fluido corporal no elemento de perfuração de pele;

[0034] - transportar o fluido corporal amostrado com o elemento de perfuração de pele para um meio de entrada de fluido;

[0035] - contatar o meio de entrada de fluido com o fluido corporal no elemento de perfuração de pele;

[0036] - detectar uma mudança do meio de entrada de fluido que se relacione com a concentração de um analisado.

[0037] Quando é empregado um carregador com um meio de entrada de fluido, pode haver ainda as etapas de expor um meio de entrada de fluido específico do meio de entrada de fluido armazenado no sentido de contatar o elemento de perfuração de pele carregado com o fluido de amostra. Quando o meio de entrada de fluido específico é avaliado, um outro meio de entrada de fluido pode ser exposto no sentido de contatar o fluido de amostra com um elemento de perfuração de pele.

[0038] Sendo assim, um sistema de acordo com o conceito de lançadeira acima tem um ou mais elementos de perfuração de pele, um

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12/30 direcionamento para direcionar um elemento de perfuração de pele no sentido de perfurar a pele, um meio de transporte para transportar o meio de perfuração de pele para contato com um meio de entrada de fluido. O direcionamento para perfuração e o meio de transporte podem ser empregados na mesma unidade de direcionamento. Além disso, o sistema pode compreender uma unidade de armazenamento para múltiplos meios de entrada de fluido. O sistema pode compreender ainda uma unidade de exposição de modo a expor sucessivamente o meio de entrada de fluido no sentido de receber fluido.

[0039] O meio de entrada de fluido é uma estrutura que pode retirar o fluido de um conduto de fluido do elemento de perfuração de pele. Este deslocamento de fluido, por exemplo, pode ser feito por meio de um potencial elétrico aplicado entre o fluido de um conduto de fluido e o meio de entrada de fluido. De preferência, no entanto, o meio de entrada de fluido tem uma capilaridade maior que o conduto de fluido do elemento de perfuração de pele de modo que, durante contato, o fluido seja automaticamente retirado. A este respeito, o meio de entrada de fluido pode ser feito de um material de velo ou pano dotado de uma alta capilaridade e é hidrofílico (pelo menos nas áreas para o deslocamento do fluido). O meio de entrada de fluido pode ter uma região particular que compreende este material de alta capilaridade ou toda a área do meio de entrada de fluido pode atuar como um meio de entrada para o fluido do canal de fluido. O meio de entrada de fluido pode ser uma zona de teste em si que pode ser coberta com um pano ou material tecido ou o meio de entrada de fluido pode ser mais complexo e permite o pré-processamento do fluido de amostra e/ou o transporte do fluido para um sensor/zona de teste. O pré-processamento pode compreender a filtragem da amostra de fluido e/ou uma mistura com reagentes.

[0040] O meio de entrada de fluido compreende uma zona de teste

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13/30 com pelo menos uma camada de produto químico contendo um reagente para a detecção de um analisado.

[0041] O reagente se submete a uma mudança detectável devido à reação com o analisado a ser detectado. Os reagentes típicos para a detecção de glicose se baseiam, por exemplo, na oxidase de glicose em conjunto com um sistema de redox cromogênico. Os reagentes são bem-conhecidos na técnica anterior para a avaliação ótica, formando uma cor com a glicose do fluido corporal. Além disso, os reagentes são também conhecidos do campo das fitas de teste de açúcar no sangue, as quais permitem uma detecção eletroquímica dos analisados. As misturas de reagente que são usadas se encontram geralmente em um estado sólido e, devido a seus constituintes (por exemplo, óxido de alumínio, kieselguhr ou similar), apresentam esta alta capilaridade, podendo retirar o fluido corporal do canal capilar. Uma vez que estes sistema de detecção são bem-conhecidos na técnica anterior e não serão descritos em maiores detalhes no presente documento, fazendo-se, porém, referência às Patentes U.S. 5.762.770 e 36.268. [0042] O sistema de coleta de fluido corporal de acordo com a presente invenção tem ainda uma unidade de direcionamento que, quando ativada, movimenta o elemento de perfuração de pele de uma primeira para uma segunda posição, de tal forma a fazer um movimento de lança. As unidades de direcionamento adequadas são bemconhecidas no campo dos sistemas de amostragem de sangue. O mesmo pode, por exemplo, conter uma mola que é armada pelo usuário e quando liberada direciona o elemento de perfuração de pele. Uma unidade de direcionamento vantajosa é descrita na Patente EP 0 565 970.

[0043] Os sistemas/dispositivos para a análise de fluidos corporais compreendem uma unidade de detecção. Quando é usado um sensor/zona de teste contendo um reagente que muda a cor ou forma

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14/30 uma cor quando um analisado se encontra presente, o sistema poderá ter uma unidade de detecção ótica compreendendo uma fonte de luz e um detector a fim de detectar uma luz transmitida ou refletida. Quando é empregada uma detecção eletroquímica, o sistema tem eletrodos que contatam a zona de teste ou o meio de entrada de fluido. Para a avaliação de sinais brutos, o sistema pode ser dotado de dispositivos eletrônicos conhecidos na técnica anterior a fim de determinar a concentração de um analisado, por exemplo, por meio da medição da corrente assim chamada Cotrell (vide, por exemplo, a Patente U.S. 36.268).

[0044] Com o elemento de perfuração de pele de acordo com a presente invenção, o fluido corporal pode ser retirado enquanto a porção saliente é inserida na pele (isto é, a retirada da amostra diretamente do corpo e/ou do fluido corporal que emerge na superfície de corpo) ou a porção saliente pode ser retraída do corpo após a perfuração e retira o fluido corporal que emerge sobre a superfície do corpo. Uma retirada parcial, na qual a porção saliente permanece no corpo, mas o canal de lança na pele é aberto a fim de coletar o fluido corporal, é especialmente adequada para uma amostragem no braço. Isto se deve ao fato de pequenas incisões no braço se fecharem muito rapidamente, de tal modo que nenhum fluido ou somente quantidades muito pequenas de fluido emergem após a perfuração. Por outro lado, a sensibilidade à dor é muito menor no braço do que, por exemplo, no dedo e, deste modo, quando a porção saliente permanece no corpo, isto não é sentido como dolorido. Conforme descrito acima, uma vantagem de uma estrutura capilar que é aberta para fora é que o fluido pode ser retirado através do canal de fluido aberto, enquanto que a área para a retirada de líquidos por meio de agulhas ocas fica limitada à extremidade frontal da agulha. Este último aspecto é particularmente desvantajoso quando a abertura da agulha é fechada pelo tecido (dePetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 18/45

15/30 vido a uma porção de tecido selada) durante o processo de perfuração de tal modo que nenhum líquido ou somente uma quantidade inadequada pode ser retirado.

[0045] Além disso, um processo de retirada pode ser feito com o dispositivo de amostragem de acordo com a presente invenção, que vem a ser uma combinação dos processos previamente mencionados. Neste processo combinado, primeiro se faz a perfuração, a porção saliente é arrastada por cima de uma parte do percurso de perfuração e consegue ficar ali para um período de coleta de poucos segundos. Uma vantagem deste processo é que a retração da porção saliente expõe uma parte do canal de lança de tal modo que o fluido corporal se colete no mesmo e possa entrar dali para o conduto de fluido do elemento de perfuração de pele. Este processo de retirada tem ainda a vantagem de o sangue sobre a superfície da pele poder ser retirado pelo canal aberto. Dependendo da circunstância, pode ser ainda possível remover o sangue residual quase completamente de modo que nenhum sangue seja percebido pelo usuário.

[0046] Um outro fator decisivo e importante para um deslocamento eficaz de fluido corporal para o conduto de fluido é capacidade de umedecimento do canal capilar. Quando estruturas capilares feitas de silício são usadas, de modo geral estas podem ser adequadamente umedecidas devido a uma camada de óxido de silício sobre a superfície. Se forem usados metais para a estrutura capilar, estes são, com freqüência, relativamente difíceis de se umedecer. Isto pode ser neutralizado por meio de várias providências diferentes, como, por exemplo, a silicação da superfície. A capacidade de umedecimento é geralmente adequada quando o líquido nos tubos capilares tem um menisco côncavo, que vem a ser o caso quando o ângulo de umedecimento é menor que 90^o.

[0047] A presente invenção será descrita em mais detalhe com

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16/30 relação às figuras, nas quais:

[0048] A Figura 1 mostra esquematicamente uma primeira modalidade da presente invenção com um conduto de fluido móvel em uma vista em perspectiva;

[0049] A Figura 2 mostra uma outra modalidade com um meio de entrada de fluido móvel;

[0050] A Figura 3 mostra uma outra modalidade secionando elementos de perfuração e zonas de teste;

[0051] A Figura 4 ilustra o conceito do engatilhamento elétrico de um contato de fluido de amostra;

[0052] A Figura 5 ilustra um desenho para a provisão de um elemento de perfuração de pele e de uma zona de teste em uma geometria espaçada um do outro;

[0053] A Figura 6 mostra esquematicamente uma forma aperfeiçoada do canal capilar;

[0054] A Figura 7 mostra o elemento de perfuração de pele dotado de regiões com uma seção transversal diferente;

[0055] A Figura 8 mostra esquematicamente uma seção de uma modalidade para o engatilhamento magnético do contato de fluido; [0056] As Figuras 9 e 10 mostram esquematicamente seções de uma modalidade com elementos óticos conjugados;

[0057] As Figuras 11 a 14 mostram vistas de topo de desenhos de canais para uma descarga de fluido adicional.

[0058] A Figura 1 mostra um elemento de perfuração de pele (10) que tem um conduto de fluido (11) que corre por uma porção alongada (12, 13) do elemento de perfuração de pele. Esta porção é conectada a um prendedor (14) na forma de uma estrutura. A porção alongada tem uma porção saliente (12) que se projeta a partir da porção de prendedor (14). Na extremidade frontal da porção saliente, localiza-se uma ponta afiada (15). A ponta afiada (15) permite a penetração da

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17/30 superfície epitelial durante a perfuração com o elemento de perfuração de pele. O conduto de fluido (11) começa na região de extremidade frontal da porção saliente e se estende para uma porção móvel (13) que se localiza na estrutura de prendedor (14). O conduto de fluido é um canal capilar aberto que permite ao fluido corporal que contata o canal na região da porção saliente se movimentar para a porção móvel (13) por meio de uma ação capilar. Conforme ilustrado na Figura 1A, a porção saliente, a porção móvel e a porção de estrutura do elemento de perfuração de pele são formados integralmente. O elemento de perfuração de pele (10) pode ser feito por meio de processos de gravação à água forte. Conforme bem-conhecido nos processos de fabricação de silício, uma cápsula de material de silício pode ser gravada à água forte de modo a prover dispositivos que compreendem pontas e canais capilares. Para uma produção em massa, é, no entanto, vantajoso se produzir os elementos de perfuração de pele por meio da gravação à água forte de chapas finas de metal. É particularmente vantajoso que a ponta afiada (15) da porção saliente (12) possa ser formada durante o processo de gravação à água forte, assim como evitar etapas de moagem separadas.

[0059] Como se pode observar a partir da Figura 1A, não há nenhum reagente ou sensor contatando o canal de fluido que recebe o fluido corporal imediatamente depois de o canal ter-se enchido com um fluido de amostra. A presente invenção, diferentemente disto, propõe localizar uma zona de teste ou sensor separadamente no meio de entrada de fluido.

[0060] A Figura 1B mostra o elemento de perfuração de pele (10) da Figura 1A juntamente com um meio de entrada de fluido incluindo uma zona de teste. O meio de entrada de fluido (40) é mostrado esquematicamente. O meio de entrada de fluido (40) se localiza no lado superior do elemento de perfuração de pele sobre cujo lado o canal de

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18/30 fluido (11) fica aberto para o ambiente. O meio de entrada de fluido (40) é, no entanto, inicialmente espaçado do conduto de fluido (11) de modo que o fluido da amostra dentro do conduto de fluido não contate o meio de entrada de fluido. Sendo assim, não ocorre nenhuma transferência de fluido do conduto de fluido para o meio de entrada de fluido nesta geometria do dispositivo de amostragem de fluido. Na modalidade ilustrada, o meio de entrada de fluido consiste essencialmente de uma estrutura de contenção (41) que provê a orientação e o espaçamento apropriados do meio de entrada de fluido com relação ao elemento de perfuração de pele e uma zona de teste (45). Na modalidade ilustrada, a zona de teste é um elemento químico reagente que produz um sinal ótico com base na concentração de analisado no fluido corporal. Devido à incorporação de materiais porosos, como, por exemplo, kieselguhr ou dióxido de titânio, o elemento químico reagente já possui uma alta capilaridade que absorve o fluido do canal capilar (11). O elemento químico reagente é aplicado sobre uma superfície veículo. Conforme mostrado na Figura 1B, inicialmente o conduto de fluido e a zona de teste (45) são espaçados entre si de modo que o fluido corporal localizado no canal capilar (11) não seja transferido para a zona de teste (45). Depois de o fluido entrar no conduto de fluido e encher a seção móvel (13), o dispositivo de amostragem de fluido corporal é preparado para medição. Por meio de uma atuação mecânica, a seção móvel (13) pode se dobrar na direção do sensor (45) de modo que o fluido corporal localizado no conduto de fluido contate a zona de teste e umedeça o elemento químico reagente. Este modo de contatar o sensor com o fluido de amostra tem diversas vantagens sobre os dispositivos da técnica anterior.

[0061] Uma primeira vantagem sobre a técnica anterior é que a medição pode ser iniciada em um ponto específico no tempo. Isto significa que o tempo entre o umedecimento da zona de teste e a mediPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 22/45

19/30 ção do primeiro sinal pode ser escolhido à vontade. O período de tempo, no entanto, é menor que o tempo de secagem do sangue no tubo capilar. O conhecimento ou o controle do tempo de reação aumenta a precisão da medição. Além disso, o sinal pode ser medido diretamente logo após o umedecimento, o que permite monitorar a cinética de reação. A avaliação destes sinais precoces pode ser usada também para aumentar a precisão do resultado de medição. Uma outra vantagem pode ser observada na Figura 1B. Quando a seção móvel (13) contata a zona de teste (45), a mesma contata uma seção intermediária do canal de fluido (11), mas não até o fim. O fluido contaminado pela superfície epitelial ou contendo fluido intersticial (ISF) entra primeiro no tubo capilar e, deste modo, passa a residir após o enchimento na porção final do tubo capilar. O fluido nesta porção final não contata o meio de entrada de fluido, e, por isso, a porção final é chamada região de descarga. A porção intermediária do canal, portanto, contém fluido quase não contaminado e sem fluido ISF. Uma vez que o fluido desta região é transferido para o meio de entrada de fluido e, portanto, precisa estar acessível, esta região é chamada de região de acesso. Este conceito de transporte de fluido do tubo capilar para o meio de entrada de fluido serve para excluir os problemas de medição trazidos pelo plasma ou substâncias da superfície epitelial. Por outro lado, a contaminação por substâncias da superfície epitelial deve ser evitada se possível, particularmente, quando as quantidades de amostra para análise diminuem para quantidades pequenas (por exemplo, abaixo de 1 microlitro). Para o fluido intersticial, sabe-se que este fluido corporal normalmente não mostra a verdadeira concentração de glicose, mas sim uma concentração de 5 a 30 minutos antes. Isto se deve ao atraso de tempo de troca entre o compartimento de sangue e o compartimento de fluido intersticial.

[0062] Deve-se entender que este conceito que evita o contato do

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20/30 meio de entrada de fluido com o fluido (contaminado) que entra primeiro no canal pode ser aplicado a inúmeros desenhos de dispositivo e não se limita aos dispositivos de amostragem dotado de um elemento de perfuração de pele. Isto invoca um método de amostragem de fluido compreendendo as etapas de:

[0063] - introduzir fluido em uma região de introdução de uma estrutura de suporte tendo um canal na mesma, o dito fluido enchendo uma região de acesso da estrutura de suporte acessível a partir do ambiente, e o canal tendo uma região de descarga localizada a jusante da região de acesso;

[0064] - contatar um meio de entrada de fluido com o fluido localizado na região de acesso de modo a receber fluido, porém não contatando o mesmo com o fluido da região de descarga.

[0065] Voltando agora para a modalidade mostrada na Figura 1, na qual a estrutura de suporte é um elemento de perfuração de pele. O contato entre a porção móvel (13) e o sensor (45) pode ser visto na Figura 1C. Como esta figura mostra, a porção móvel, devido à sua forma de língua, pode ser curvada para cima. Com base na estrutura muito fina do elemento de perfuração de pele, a seção móvel terá automaticamente uma flexibilidade suficiente se o elemento de perfuração de pele for feito de um material dúctil. Os materiais adequados são, por exemplo, metais, silício ou ainda cerâmica, que não quebram ao se curvar.

[0066] Há de se considerar que, ao invés de colocar o tubo capilar na zona de teste, é também possível colocar a zona de teste no tubo capilar, por exemplo, ao se curvar o veículo.

[0067] A Figura 2 mostra uma segunda modalidade, na qual o contato entre o canal de fluido e o meio de entrada de fluido é feito por um meio de entrada de fluido móvel. Como na primeira modalidade, o elemento de perfuração de pele tem uma porção saliente (12) com

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21/30 uma ponta (15) para furar a pele. Um canal de fluido (11) na forma de um canal capilar começa próximo à ponta de perfuração (15) e se estende para uma seção intermediária da porção de fixação (14). O meio de entrada de fluido compreende um espaçador (42) e um veículo móvel (43) fixado ao espaçador. O veículo móvel (43) em seu lado inferior prende uma zona de teste (45) na forma de uma matriz reagente para uma detecção ótica. Quando o canal capilar (11) é cheio com fluido de amostra, o veículo móvel (43) se abaixa e a zona de teste (45) contata o canal enchido e retira o fluido corporal. O veículo móvel (43) pode ser agora iluminado e a radiação refletida pelo lado de trás da zona de teste (45) pode ser medida de modo a se obter um sinal.

[0068] A Figura 2B mostra a porção do canal de fluido (11) que contata o sensor (45) em mais detalhe. Como se pode ver, o canal tem paredes retas que se projetam da superfície superior do elemento de perfuração de pele (14). As paredes retas (11') têm bordas pontiagudas. A função destas bordas pode ser observada na Figura 2C, que mostra a interação entre a zona de teste e o conduto de fluido (11). O desenho à esquerda da Figura 2C mostra a zona de teste (45) próxima ao conduto de fluido. A zona de teste (45) se localiza no lado inferior de um veículo (40). O fluido corporal (25) que reside no conduto de fluido (11) tem um cone rebaixado. Isto significa que um leve contato entre a zona de teste e as paredes do conduto de fluido poderá não ser suficiente para contatar o fluido corporal com o material de teste. No desenho à direita, a função das bordas pontiagudas pode ser observada, estas servindo para baixar o material de sensor ou até mesmo cortá-lo. Tendo isto em vista, a zona de teste, por um lado, se aproxima da superfície do fluido corporal de uma forma mais estrita e, por outro lado, obtém-se um contato íntimo entre o material de teste e as paredes de canal. Ambos os aspectos melhoram a transferência do fluido corporal do conduto de fluido para a zona de teste.

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22/30 [0069] A Figura 3 ilustra quatro modalidades mostrando cortes através dos elementos de perfuração e das zonas de teste. Esta vista ilustra um problema técnico que tem de ser considerado. Na Figura 3A, é mostrada uma modalidade na qual um revestimento hidrófobo (16) foi aplicado sobre o elemento de perfuração de pele além do canal de fluido. Como se pode ver na Figura 3A, o contato da zona de teste com o elemento de perfuração de pele não apenas faz com que a zona de teste e o fluido corporal se contatem, mas também, durante este contato, por um lado, são criados espaços capilares entre a zona de teste (ou o veículo), e, por outro lado, as porções do lado do conduto de fluido. Isto normalmente faz criar uma alta capilaridade, que transfere o fluido de amostra que reside no canal não somente para a zona de teste, mas também para os espaços capilares que são gerados. O revestimento hidrófobo (16) evita que o fluido de amostra deslize entre a superfície superior do elemento de perfuração de pele (14) e o veículo ou zona de teste. É desejado transferir a amostra para uma área dedicada do material de teste de modo que as quantidades transferidas da amostra sejam suficientes para umedecer a zona de teste de maneira que se possa obter uma medição precisa. A perda de fluido de amostra para outras regiões da zona de teste ou para o veículo significa que o material de teste não é umedecido suficientemente na região dedicada e a medição não pode ser conduzida de maneira apropriada.

[0070] A Figura 3B mostra uma outra modalidade que evita um deslizamento não-intencional do fluido de amostra. De maneira similar à Figura 2, esta modalidade tem paredes de canal retas que contatam a zona de teste ou o veículo. Devido a isto, o fluido que desliza para os espaços pára nas paredes de canal externas, e a perda de fluido de amostra torna-se muito reduzida. As paredes de canal, no entanto, não precisam ser quadradas conforme ilustradas na Figura 3B, mas podem

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23/30 ser também pontiagudas conforme mostrado na Figura 3C ou 3D. [0071] A Figura 4 mostra o conceito de direcionamento elétrico do contato do fluido de amostra com a zona de teste. Este conceito geral, no entanto, é mostrado na Figura 4 com relação a um elemento de perfuração de pele como uma modalidade especial de uma estrutura de suporte dotada de um canal. Para o direcionamento de um fluido, é aplicado um alto potencial entre o fluido de amostra (25) e o veículo (40). Isto pode fazer com que o fluido de amostra se movimente do canal para a zona de teste ou pode causar um movimento do veículo na direção do canal. Em ambos os casos, o umedecimento da zona de teste pelo fluido de amostra pode ser direcionado em muito pouco tempo ao ligar o potencial elétrico. Como se pode observar pelo desenho transparente do veículo, o canal abaixo da zona de teste se encaminha para uma zona de coleta (26) para a provisão de uma quantidade maior de fluido para umedecimento da zona de teste do que seria capaz o canal capilar.

[0072] A Figura 4B ilustra modalidades preferidas de zonas de coleta em mais detalhes. Como se pode observar, a zona de coleta (26) de preferência tem elementos retos (26') que facilitam o movimento de fluido na zona de teste. Estes elementos retos, por um lado, provocam altas cargas elétricas em sua extremidade para o transporte de fluido e, por outro lado, melhoram a capilaridade da zona de coleta (26), o que aperfeiçoa o enchimento com fluido.

[0073] As Figuras 5A, B e C ilustram desenhos de um medidor para a provisão de um elemento de perfuração de pele e de uma zona de teste em uma geometria espaçada entre si que permite o contato da zona de teste com o fluido de amostra no canal por meio de uma atuação. A modalidade da Figura 5A é similar à Figura 1. O elemento de perfuração de pele compreende uma estrutura conectada a uma porção interna (13') na qual corre o canal capilar (11). A porção interna e

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24/30 a estrutura são conectadas por meio de porções dobráveis (51). Após o enchimento do canal capilar, a porção interna sofre uma torção contra a estrutura de modo que uma porção do tubo capilar contate a zona de teste abaixo do veículo (43). Ao dobrar as porções dobráveis, a porção interna contata a zona de teste de uma maneira angulada. Isto se comprova ser particularmente vantajoso, uma vez que provê um umedecimento uniforme da zona de teste sem inclusão de bolhas de ar.

[0074] A Figura 5B mostra uma modalidade na qual o veículo (43) e seu suporte são conectados através das porções dobráveis (51') a uma porção principal (14') que compreende o tubo capilar. Mais uma vez o contato entre o tubo capilar e a zona de teste é feito de uma maneira inclinada.

[0075] A Figura 5C mostra uma modalidade dotada de uma porção interna (13'') que é conectada em duas extremidades à porção de estrutura (14''). Quando a pressão é aplicada de baixo para a parte central da porção interna (13''), faz-se uma curva contra a zona de teste abaixo do veículo (43). Ao se dobrar esta porção interna mais uma vez, obtém-se um contato angulado.

[0076] A Figura 6 ilustra esquematicamente um formato aperfeiçoado do canal capilar. Observa-se que o nível de enchimento de fluido no canal de modo geral aumenta com a largura menor do tubo capilar. O tubo capilar da Figura 6 tem uma primeira região (a) que vai até a porção de ponta do elemento de perfuração de pele. Uma segunda região (b) de um diâmetro maior serve para prover um volume maior de amostra. Particularmente útil é a terceira região (c) de largura menor. Devido à largura menor, o nível de enchimento e, portanto, a transferência de fluido do canal para a zona de teste apresenta uma alta taxa de sucesso. Sendo assim é preferido fazer o contato da zona de teste com o tubo capilar de uma maneira inclinada, de modo que a

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25/30 mesma contate primeiro a região (c) e depois a região (b). Isto garante que a transferência de fluido se inicie de uma maneira segura pela região (c) e que uma amostra suficiente para teste seja provida pela região (b). A região (d) a jusante da região (c) pode ser empregada para descarregar fluido de amostra contaminado ou ISF.

[0077] A Figura 7 mostra um elemento de perfuração de pele tendo uma primeira região (a) que se conduz para a região de ponta, e uma segunda região (b) de um diâmetro maior. A Figura A mostra a condição depois de a pele ter sido perfurada e o sangue retirado para região (a) do canal capilar. Devido à menor capilaridade da região (b), o líquido de amostra enche a região (a), mas não a região (b). Quando o elemento de perfuração de pele faz contato com um veículo (43), a estrutura de canal aberto (a, b, d) em uma certa porção é fechada em seu topo e a capilaridade fica, deste modo, maior nesta porção, de modo que a região de coleta (b) fique cheia e uma zona de teste no lado inferior do veículo (43) fique em contato com o fluido de amostra. É vantajoso se ter uma área de detecção circular com vista para a geometria dos elementos óticos.

[0078] Um elemento de perfuração de pele de acordo com a Figura 7 pode ser usado com as seguintes etapas de método:

[0079] - perfurar a pele;

[0080] - amostrar um fluido corporal em uma porção do canal capilar (região (a));

[0081] - contatar o canal capilar de uma região de coleta (b) com uma zona de teste e/ou um veículo de modo que a região (b) se encha com o fluido corporal;

[0082] - detectar mudanças na zona de teste devido à reação com o analisado do fluido corporal.

[0083] A Figura 8 mostra um conceito no qual se pode estabelecer um contato entre o sensor 45 e o conduto de fluido ou canal 11 por

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26/30 meio do emprego de forças magnéticas 70. Um material paramagnético ou ferromagnético 72 é incorporado, depositado ou fixado ao sensor, ou à porção de canal 13. De maneira alternativa, um fio carregador de corrente de uma geometria apropriada é incorporado ou fixado ao sensor ou à porção de canal.

[0084] Um campo magnético 72 provido por um eletroímã 74 (ou ímã permanente, solenóide, ou outro meio adequado) exerce, deste modo, uma força de atuação 70 sobre o sensor (ou porção de canal ou ambos), colocando os mesmos em um contato fluídico. A magnitude da força e, deste modo, o direcionamento dependente de tempo do contato fluídico é controlado por meio do controle da força do campo magnético, isto é, por meio da interrupção do eletroímã 74 ou da aproximação de um ímã permanente.

[0085] Além disso, um momento dipolar magnético pode ser induzido em um anel não-magnético (ou geometria similar) depositado sobre o sensor ou porção de canal por meio de campos magnéticos de tempo variado no local do anel. Isto representa uma maneira alternativa de se produzir uma força de atuação para o contato fluídico direcionado.

[0086] Conforme mostrado nas Figuras 9 e 10, um elemento de índice ótico combinado 80 é empregado de modo a acoplar a zona de teste (sensor 45) do meio de entrada de fluido 82 a uma unidade de detecção ótica (não-mostrada) e, ao mesmo tempo, exercer uma força mecânica de modo a colocar o conduto de fluido 11 e o sensor 45 do meio de entrada de fluido 82 em um estado de contato.

[0087] Conforme delineado acima, a concentração de glicose é determinada por meio de uma medição cinética da mudança de cor no sensor 45 após umedecimento com uma quantidade suficientemente grande de sangue contido no conduto ou canal 11. Uma medição reflectométrica é feita por meio da iluminação do sensor 45 com uma luz

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27/30 incidental 84 de comprimentos de onda apropriados e pela detecção da radiação refletida 86.

[0088] A área de detecção limitada no sensor 45 impõe diversas limitações às tolerâncias de posicionamento mecânico da zona de teste umedecida com relação ao sistema de detecção ótico. Além disso, se apenas uma pequena área de detecção estiver disponível, as nãohomogeneidades do elemento químico de enzima de sensor influenciarão mais fortemente o coeficiente de variação para repetidas medições de glicose. Uma detecção ótica simultânea da atuação direcionada entre o sangue e o sensor 45 precisa que não haja nenhuma interferência entre o mecanismo de atuação de direcionamento e o sistema de detecção ótica.

[0089] Um sistema ótico consistindo em um emissor de luz apropriado, de um receptor e de um elemento ótico, como, por exemplo, lentes e/ou fibras óticas é empregado para uma medição reflectométrica. A quantidade de luz de um certo comprimento de onda refletido a partir do sensor 45 dá uma medição da concentração de glicose.

[0090] O sensor 45 tipicamente consiste em um elemento químico de enzima misturado com pequenas partículas que provêm uma reflexão difusa da luz que entra, e que é depositado sobre uma fita ou folha de policarbonato 82 com propriedades de transmissão ótica bem definidas. A luz de radiação 84 se espalha difusamente em função das partículas na fita, e é absorvida pelos corantes ativados por meio de reações enzimáticas com a glicose sanguínea. Deste modo, a quantidade de luz refletida 86 é reduzida pela maior absorção com uma concentração maior de glicose.

[0091] O elemento ótico elastomérico 80 tem um índice refrativo que se combina estritamente com o do sensor 45. O elemento 80 é empregado como uma camada intermediária ou prancha entre o sensor 45 e os elementos óticos da unidade de detecção. O elemento 80

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28/30 pode ter um meio 88 que permite que o mesmo seja usado como um braço de alavanca para a transdução do deslocamento mecânico para a atuação direcionada do sensor 45 (vide Figura 9). O sensor 45, por seu lado, se justapõe ao elemento 80, enquanto o local oposto do sensor é separado do canal 11 por meio de espaçadores 90, mantendo um entreferro livre 92. Após atuação, o meio de entrada de fluido 82 se curva para baixo e o sangue no microcanal 11 sob o sensor é transferido para o sensor, e ocorre a reação de mudança de cor cinética. [0092] Sendo assim, os componentes acima referidos:

[0093] - provêm um meio para atuar o elemento para o canal 11 para um contato sangue - sensor direcionado;

[0094] - permitir a iluminação simultânea do sensor 45 e a coleta da intensidade de luz refletida;

[0095] - permitir uma detecção ótica de pequenas áreas de sensor; [0096] - reduzir a interferência das reflexões de Fresnel na superfície de sensor.

[0097] De maneira alternativa, conforme mostrado na Figura 10, uma montagem de guia de onda/fibra ótica 94 em conjunto com o elemento combinado intermediário 80 é usado para iluminar o sensor 45 e coletar a luz refletida, enquanto o guia de onda/fibra 94 serve simultaneamente para deslocar o elemento 80 e, deste modo, o sensor 45 contra o conduto de fluido ou canal 11. O guia de onda/fibra ótica 90 pode também atuar diretamente o sensor 45, se o elemento de índice ótico combinado provido por meio de um revestimento especial.

[0098] O feixe de guias de onda/fibras óticas 94 é atuado mecanicamente por meio de um mecanismo de atuação (um motor, ou outra unidade de transmissão, ou um mecanismo que translada o movimento do micromedidor para um deslocamento do guia de onda/fibra ótica). O material elastomérico intermediário 80 translada o deslocamento mecânico da fibra ótica ou outro atuador mecânico diretamente para

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29/30 o sensor 45, deste modo servindo como um mediador para a atuação/contato direcionado entre o sensor 45 e a porção adjacente do canal microfluídico cheio de sangue 11.

[0099] O feixe 94 de fibras de diâmetro pequeno 96 é também usado para tratar das pequenas regiões do sensor 45, uma vez que o cone de aceitação de luz para cada fibra única 96 do feixe é limitado por sua abertura numérica. Um feixe densamente empacotado de fibras, deste modo, serve para amostrar discretas regiões pequenas do sensor. Algumas fibras podem de fato amostrar partes da área de detecção umedecidas no sensor, enquanto outras fibras amostram as partes não-umedecidas. O feixe de fibras pode ser acoplado a um arranjo de detector ou CCD para a leitura individual das fibras, gerando, assim, uma imagem da área de detecção. A amostragem individual das fibras permite a detecção em uma pequena área de sensor, e ao mesmo tempo um grande relaxamento das tolerâncias mecânicas de posicionamento.

[00100] Cada fibra única pode ser tratada para a iluminação do sensor, ou para a coleta da luz refletida difusa, ou para a iluminação e coleta simultâneas se um divisor de feixe adequado for usado. Uma distribuição aleatória das fibras no feixe é desejável para prover uma iluminação homogênea do sensor e uma completa cobertura de detecção da superfície de sensor.

[00101] A Figura 11 mostra um exemplo de um dispositivo de amostragem de fluido corporal no qual o canal capilar lateralmente aberto 11 é dotado de uma seção de amostragem 100 e uma seção de descarga 102 que se ramifica para fora a montante da seção de amostragem a fim de retirar uma fração do fluido corporal que entra no tubo capilar primeiro na região de ponta 104. Isto mais uma vez permite a descarga de fluidos de amostra contaminados ou ISF, conforme explicado acima com relação à Figura 6. A fim de receber a primeira porção

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30/30 do fluido, é necessário que a capilaridade da seção de descarga 102 seja mais elevada que a capilaridade da seção de entrada 106 na região da ramificação 108. A fim de aumentar a capilaridade, a seção de descarga 102 pode ser fechada por uma tampa 110. Neste caso, é importante se deixar uma ventilação aberta 112 no fim da seção de descarga.

[00102] A Figura 12 ilustra uma modalidade na qual a seção de descarga é estendida de modo a compreender uma região de resíduos 114 e uma região de reservatório 116 a montante da região de resíduos. A amostragem ou seção alvo 100 não é enchida durante um fase de retirada devido à sua larga abertura. Apenas na fase de contato, quando o sensor 118 é colocado em contato com a seção de amostragem 100 e fecha esta região como uma tampa, a capilaridade é aumentada e o sangue puxado para fora da região de reservatório 116 na seção de amostragem 100. Deste modo, torna-se necessário que o volume da seção de descarga seja suficientemente grande para poder encher a seção de amostragem 100 e adicionalmente retirar o resíduo de fluido.

[00103] Conforme mostrado na Figura 13, a fim de acelerar o enchimento da seção de amostragem, podem ser empregadas múltiplas seções de descarga 102. Podem ser usadas diferentes configurações de intersecção 120 a fim de direcionar o fluido sob uma ação capilar (Figura 14).

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Claims (42)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Dispositivo para a amostragem de um fluido corporal com-preendendo um conduto de fluido (11) para a entrada de um fluido corporal em um primeiro estado, um meio de entrada de fluido (40) sendo separadamente espaçado do dito conduto de fluido (11) de modo que o fluido no dito conduto (11) não entre em contato fluídico com o meio de entrada de fluido (40) no primeiro estado separado, o dispositivo sendo adaptado para se submeter a uma mudança física após atuação de modo a assumir um segundo estado de contato no qual um fluido no dito conduto de fluido (11) entra em contato com o dito meio de entrada de fluido (40), caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do dito conduto de fluido (11) ao longo de sua extensão longitudinal fica aberta para o meio ambiente e o dito dispositivo tendo uma porção móvel (13) que pode ser movimentada, e pelo menos uma porção do dito conduto de fluido (11) ou o meio de entrada de fluido (40) se localiza na dita porção móvel (13) de modo a assumir o estado de contato.
2. 2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um elemento de perfuração de pele (10) dotado do dito conduto de fluido (11).
3. 3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o meio de entrada de fluido (40) compreende uma zona de teste (45).
4. 4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de entrada de fluido (40) é separado do conduto de fluido (11) por meio de um entreferro (92).
5. 5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o entreferro (92) é mantido por meio de espaçadores (90).
6. 6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicaPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 35/45

   2/7 ções 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de perfuração de pele (10) possui uma região de transferência de fluido, e pelo menos uma porção do dito conduto de fluido (11) na dita região de transferência tem paredes pontiagudas (11').
7. 7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dito meio de entrada de fluido (40) compreende uma estrutura de camada que pode ser baixada ou cortada pelas ditas paredes pontiagudas (11').
8. 8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o fluido corporal entrado no dito conduto de fluido (11) se desloca em função de uma atuação elétrica sobre o meio de entrada de fluido (40).
9. 9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o elemento de perfuração de pele (10) tem uma zona de coleta (26) na qual os elementos retos (26') se localizam.
10. 10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o conduto de fluido (11) ou o meio de entrada de fluido (40) possui um meio de confinamento para confinar a área de transferência de fluido do conduto de fluido (11) para o meio de entrada de fluido (40).
11. 11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o dito conduto de fluido (11) possui porções de parede salientes, e uma superfície adjacente ao conduto de fluido (11) é rebaixada com relação às porções de parede salientes.
12. 12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que uma superfície adjacente ao conduto de fluido (11) é hidrófoba.
13. 13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

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    12, caracterizado pelo fato de que o dito meio de entrada de fluido (40) compreende uma zona de teste (45) e pelo menos uma dentre uma zona de reação, uma zona de filtragem e uma zona de misturação.
14. 14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de perfuração de pele tem dois ou mais condutos de fluido (11).
15. 15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o dito conduto de fluido (11) em uma primeira região (a) tem uma primeira largura e em outra região (c) tem uma segunda largura menor que a primeira largura.
16. 16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o dito conduto de fluido (11) compreende ainda uma zona de coleta (b).
17. 17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 16, caracterizado pelo fato de que a dita zona de teste (45) se localiza na ou faz contato com uma porção intermediária do conduto de fluido (11) de modo que a porção de fluido que entra no conduto primeiro não faça contato com a zona de teste (45).
18. 18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o conduto de fluido (11) tem uma seção de amostragem (100) e pelo menos uma seção de descarga (102) localizada a jusante da seção de amostragem (100) e/ou uma ramificação a montante da seção de amostragem (100) para a entrada de uma fração do fluido corporal que entra no conduto (11) primeiro, e no qual a seção de amostragem (100) é uma zona de teste (45) ou pode fazer contato com uma zona de teste (45) para análise do fluido corporal contido na mesma.
19. 19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a seção de amostragem (100) é enchida através de uma seção de entrada (106) do canal capilar (11), a capilaridaPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 37/45

    4/7 de da seção de entrada (106) sendo menor que a capilaridade da pelo menos uma seção de descarga (102) que se ramifica na seção de entrada.
20. 20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que a capilaridade da seção de descarga (102) é aumentada por meio de uma tampa (110) que fecha uma porção lateral aberta da seção de descarga (102).
21. 21. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo fato de que a seção de descarga (102) tem uma região de resíduo (114) e uma região de reservatório (116) a montante da região de resíduo (114), e no qual o fluido corporal da região de reservatório (116) é alimentado para a seção de amostragem (100) depois de uma fase de deslocamento.
22. 22. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 21, caracterizado pelo fato de que a capilaridade da seção de amostragem (100) aumenta através do contato de um meio de entrada de fluido (40) após o enchimento da seção de descarga (102).
23. 23. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 22, caracterizado pelo fato de que o volume da seção de descarga (102) é maior que o volume da seção de amostragem (100).
24. 24. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 23, caracterizado pelo fato de que compreende um medidor com uma unidade de detecção para o recebimento de sinais da dita zona de teste (45) a fim de determinar a presença e/ou a concentração de um analisado.
25. 25. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o dito medidor inclui um prendedor no qual o dito meio de entrada de fluido (40) é encaixado e a transmissão de sinal da zona de teste (45) para o detector é habilitada.
26. 26. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindiPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 38/45

    5/7 cações 1 a 25, caracterizado pelo fato de que compreende um meio de contato que contata uma porção do conduto de fluido (11) com o meio de entrada de fluido (40) de modo a prover um fluido de amostra à zona de teste (45).
27. 27. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o dito medidor tem uma unidade de processamento que recebe um sinal indicativo de que o meio de contato contatou o conduto de fluido (11) com o meio de entrada de fluido (40) ou que o fluido de amostra atingiu a zona de teste (45).
28. 28. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o dito meio de contato compreende um meio de voltagem para a aplicação de um potencial elétrico entre o dito conduto de fluido (11) e o dito meio de entrada de fluido (40) de modo que o fluido do conduto de fluido (11) contate o meio de entrada de fluido (40).
29. 29. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o meio de contato aplica uma força a uma porção móvel (13) do conduto de fluido (11) ou do meio de entrada de fluido (40) a fim de colocar o conduto de fluido (11) e o meio de entrada de fluido (40) em contato mútuo.
30. 30. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende um meio de contato magnético (74, 76) para a aplicação de um campo magnético (72) de modo a colocar o conduto de fluido (11) e o meio de entrada de fluido (40) em um contato de transferência de fluido.
31. 31. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o meio de contato magnético (74, 76) inclui um ímã permanente, um eletroímã (76), um solenóide ou um fio carregador de corrente.
32. 32. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindiPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 39/45

    6/7 cações 30 ou 31, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre um material paramagnético ou ferromagnético (74) ou um elemento carregador de corrente ou um elemento de preferência tipo anel para a produção de um momento dipolar magnético de acordo com campos magnéticos de tempo variado é incorporado em ou fixado a uma porção do conduto de fluido (11) e/ou do meio de entrada de fluido (40).
33. 33. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 32, caracterizado pelo fato de que o meio de contato tem um elemento de emparelhamento ótico (80) para acoplar a zona de teste (45) a uma unidade de detecção ótica, o elemento de emparelhamento ótico (80) sendo adaptado para exercer uma força mecânica de modo a colocar o conduto de fluido (11) e o meio de entrada de fluido (40) em um estado de contato.
34. 34. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que a unidade de detecção ótica inclui um reflectômetro conectado ao elemento de emparelhamento ótico (80) através de um elemento ótico compreendendo lentes, guias de onda ótica e/ou fibras óticas (94).
35. 35. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 ou 34, caracterizado pelo fato de que o elemento de emparelhamento ótico (80) é provido por meio de um revestimento do elemento ótico que faceia a zona de teste (45).
36. 36. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 a 35, caracterizado pelo fato de que o elemento de emparelhamento ótico (80) tem um índice refrativo combinado ao índice refrativo da zona de teste (45).
37. 37. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 a 36, caracterizado pelo fato de que o elemento de emparelhamento ótico (80) consiste em um material elastomérico.
38. 38. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindiPetição 870180004648, de 18/01/2018, pág. 40/45

    7/7 cações 33 a 37, caracterizado pelo fato de que o elemento de empareIhamento ótico (80) fica disposto sobre um lado da zona de teste (45) oposto ao conduto de fluido (11) e é desenhado de preferência como um braço de alavanca ou êmbolo para a transdução do deslocamento mecânico a fim de assumir um estado de contato entre o conduto de fluido (11) e a zona de teste (45).
39. 39. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 38, caracterizado pelo fato de que compreende um meio de direcionamento para direcionar o elemento de perfuração de pele (10) para dentro da pele a fim de perfurar a pele de modo a obter uma amostra de fluido corporal.
40. 40. Sistema para a análise de um fluido corporal, caracterizado pelo fato de que compreende:

    - um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 39

    - um elemento de perfuração de pele com um conduto de fluido (11) para a entrada de um fluido corporal,

    - um meio de transporte para transportar o elemento de perfuração de pele (10) em contato com o meio de entrada de fluido (40).
41. 41. Sistema, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um carregador que armazena múltiplos meios de entrada de fluido (40).
42. 42. Sistema, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma unidade de exposição de modo a expor sucessivamente o meio de entrada de fluido (40) a partir do dito carregador a fim de receber fluido.

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