JP2012205676A - センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】生体内に挿入されたセンサが挿入針の抜去時に生体外へ取り出されてしまうことを防止し、生体内に確実に留置しておく。
【解決手段】埋め込み式センサ１０は、センサ本体１２と、該センサ本体１２の内部に収納される検出部１４と、前記センサ本体１２の側面に設けられた抜け止め手段１６とを備え、前記センサ本体１２の側面には、前記抜け止め手段１６として機能する少なくとも一つ以上の突起部２２ａ、２２ｂが形成される。この突起部２２ａ、２２ｂは、センサ本体１２の先端から基端側に向かって広がるＶ字状に形成され、該先端から基端側に向かって徐々に高さが高くなるように形成される。また、突起部２２ａ、２２ｂは、生体Ｓ内で所定時間経過後、その硬度が低下する材料から形成されているため、前記埋め込み式センサ１０の生体Ｓ内への挿入時には抜け止め機能を営み、所定時間経過後には抜け止め機能が解除される。
【選択図】図１
【解決手段】埋め込み式センサ１０は、センサ本体１２と、該センサ本体１２の内部に収納される検出部１４と、前記センサ本体１２の側面に設けられた抜け止め手段１６とを備え、前記センサ本体１２の側面には、前記抜け止め手段１６として機能する少なくとも一つ以上の突起部２２ａ、２２ｂが形成される。この突起部２２ａ、２２ｂは、センサ本体１２の先端から基端側に向かって広がるＶ字状に形成され、該先端から基端側に向かって徐々に高さが高くなるように形成される。また、突起部２２ａ、２２ｂは、生体Ｓ内で所定時間経過後、その硬度が低下する材料から形成されているため、前記埋め込み式センサ１０の生体Ｓ内への挿入時には抜け止め機能を営み、所定時間経過後には抜け止め機能が解除される。
【選択図】図１
Description
本発明は、生体内に埋め込まれアナライトの検出を行うセンサに関する。
従来から、被験者（使用者）の生体内にセンサを留置あるいは埋め込み、該センサによって被験者の血液又は体液中のアナライト、例えば血液中の血糖値などの検出が行われている。このセンサは、例えば、皮膚を穿刺する挿入針を有した挿入装置に装填され、該センサの装填された挿入針を被験者に対して穿刺し、生体内において前記センサを所望の位置に留置あるいは埋め込み、その後挿入芯のみを生体外へと抜去することで、前記センサのみを所望部位に留置する（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上述したようなセンサは、挿入針を介して生体内に留置された後、前記挿入針を生体外へと抜く際に該挿入針と共に前記生体外へと取り出されてしまうことがある。そのため、センサを再び生体内に挿入したり、あるいは新たなセンサを使用しなければならなくなることとなり、その作業が煩雑であると共に、被験者に対する負担も増大してしまうこととなる。
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、挿入針の抜去時において生体外へ抜き出されることを防止し、生体内に確実に留置しておくことが可能なセンサを提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、挿入針に装填され、該挿入針を用いて生体内に挿入されアナライトの検出を行うセンサにおいて、
センサ本体と、
前記センサ本体に設けられ、前記アナライトの検出を行う検出部と、
前記センサ本体に設けられ、前記生体内において、前記センサ本体を該生体内へと挿入する際の挿入方向と反対方向への移動を規制する抜け止め手段と、
を備え、
前記抜け止め手段は、前記生体内において時間経過と共に硬度の低下する材料又は生分解性材料から形成されることを特徴とする。
センサ本体と、
前記センサ本体に設けられ、前記アナライトの検出を行う検出部と、
前記センサ本体に設けられ、前記生体内において、前記センサ本体を該生体内へと挿入する際の挿入方向と反対方向への移動を規制する抜け止め手段と、
を備え、
前記抜け止め手段は、前記生体内において時間経過と共に硬度の低下する材料又は生分解性材料から形成されることを特徴とする。
本発明によれば、生体内に挿入されアナライトの検出を行うセンサにおいて、検出部の収納されたセンサ本体には、挿入針を用いて前記センサ本体を生体内に挿入する際の挿入方向と反対方向への移動を規制する抜け止め手段が設けられる。そして、挿入針に装填されたセンサを生体内に挿入してから該挿入針を生体外へと取り出す際、抜け止め手段によって前記センサ本体が生体内で確実に保持され、前記挿入針と共に生体外へと取り出されてしまうことが防止される。
また、生分解性材料は、その組成や製造方法により、生体内で分解される時間を調整できるので、センサを挿入した時には抜けに抗するが、センサ使用後の抜去時や、使用中に不具合が生じた場合に、分解されあるいは軟化されることにより容易にセンサを抜去することができる。
その結果、挿入針のみが生体外へと取り出されるため、該挿入針と共にセンサが取り出されてしまった場合の再挿入作業が不要となり、しかも、再挿入作業時を行う場合に懸念される被験者に対する負担増加も回避することができ、生体内に留置されたセンサで確実且つ効率的にアナライトを検出することが可能となる。また、抜け止め手段を、生体内で時間経過と共に軟化する材料又は生分解性材料から形成することにより、センサを生体内に挿入して所定時間経過した後に、抜け止め手段の硬度低下に伴って抜け止め機能が低下するため、例えば、センサに不具合が生じた場合にも、容易且つ確実に前記センサを生体外へと取り出すことができる。ここでの硬度低下とは材料が変形しやすくなったことを意味する。
さらに、抜け止め手段は、センサ本体の側面から突出した突起部からなり、該突起部を、挿入方向とは反対方向に向かって徐々に高さが高くなるように形成するとよい。
さらにまた、抜け止め手段は、センサ本体の側面から突出した突起部からなり、該突起部を、挿入方向とは反対方向に向かって徐々に幅広状となるように形成するとよい。
またさらに、抜け止め手段の材質は、生体に安全なショ糖、ゼラチン、又は、生体適合性を有した水溶性高分子とするとよい。
本発明によれば、以下の効果が得られる。
すなわち、挿入針に装填されたセンサを生体内に挿入して該挿入針を生体外へと取り出す際、抜け止め手段によって前記センサ本体が生体内で確実に保持され、前記挿入針と共に生体外へと取り出されることが防止されると共に、前記抜け止め手段が、生体内で時間経過と共に軟化する材料又は生分解性材料から形成されているため、センサを生体内に挿入して所定時間経過した後には、抜け止め機能の低下したセンサを容易に生体外へと取り出すことができる。
本発明に係るセンサについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る埋め込み式センサを示す。
この埋め込み式センサ１０は、図１〜図５に示されるように、筒状のセンサ本体１２と、該センサ本体１２の内部に収納される検出部１４と、データ処理、発信等を行う電気機器部１５と、前記センサ本体１２の側面に設けられた抜け止め手段１６とを含む。なお、図１において、センサ本体１２の左側、すなわち、生体Ｓ（図５参照）に埋め込み式センサ１０が挿入される際の挿入方向側（矢印Ａ方向）を「先端」側、前記センサ本体１２の右側（矢印Ｂ方向）を「基端」側と呼び、他の各図についても同様とする。
センサ本体１２は、断面略矩形状に形成され、その内部に軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した収納部１８を有する。そして、収納部１８には、アナライトを検出する検出部、例えば、血液等の体液中に含まれるグルコース、尿酸、コレステロール、たんぱく質、ミネラルなどの成分のほかｐＨや微生物、酵素などを検出可能な検出部１４が設けられ、例えば、配線と樹脂製材料からなる封止体２０によって前記検出部１４が収納部１８内において固定される。
電気機器部１５は、検出部１４と電気的な手段（例えば、リード線）等で接続されており、前記検出部１４で得た信号を処理、又は、図示しないレシーバーへの発信等を行う。
抜け止め手段１６は、例えば、センサ本体１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して直交する方向にある側面に設けられ、該側面から突出した少なくとも一つ以上の突起部２２ａ、２２ｂからなる。この突起部２２ａ、２２ｂは、例えば、センサ本体１２の先端から基端側（矢印Ｂ方向）に向かって広がるＶ字状に形成されると共に、該先端から基端側（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に高さが高くなるように形成される。
換言すれば、突起部２２ａ、２２ｂは、埋め込み式センサ１０の挿入方向（矢印Ａ方向）とは反対方向（矢印Ｂ方向）となる基端側に向かって徐々に高さが高くなり、且つ、徐々に拡幅したＶ字状に形成される。なお、一方の突起部２２ａと他方の突起部２２ｂとは、センサ本体１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って互いに所定間隔離間して配置されている。
そして、突起部２２ａ、２２ｂの基端側（矢印Ｂ方向）となる端面が、生体Ｓ内（図５参照）にセンサ本体１２が挿入された際の抜け止め作用を担う係止面２４として機能する。係止面２４は、センサ本体１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して略直交するように形成される。
また、突起部２２ａ、２２ｂは、図２及び図３に示されるように、センサ本体１２の先端側又は基端側から見て、該センサ本体１２の側面から離間する方向に向かって先細状となる断面三角形状に形成される。すなわち、突起部２２ａ、２２ｂを構成する２つの壁部２５ａ、２５ｂが、先端側から基端側に互いに離間する方向（幅方向）に向かってセンサ本体１２の側面方向側へと傾斜している。
また、突起部２２ａ、２２ｂは、例えば、ポリアクリルアミド等の生体適合性の高い材料から形成される。上述した材料は、乾燥状態では硬度が高く、係止作用を発揮することができると共に、体内において水分を含むと徐々に軟化して、所定時間（例えば、数分程度）経つと体外へ抜けるようになる。また、ショ糖、カラメル等の生体Ｓに対して安全な材料などを用い、所定硬度で形成された突起部２２ａ、２２ｂは、体内の水分を含むと徐々に溶解され、所定時間で完全に溶解されるように形成される。
なお、突起部２２ａ、２２ｂは、ゼラチン等の温度変化によって硬度の変化する材料で形成するようにしてもよい。これにより、突起部２２ａ、２２ｂは、生体Ｓ外において所定の硬度を有し、生体Ｓ内に挿入された際には体温によって加温されて徐々に硬度が低下することとなる。
次に、上述した埋め込み式センサ１０を生体Ｓ内に挿入するためのセンサ挿入装置２６の挿入針２８について、図１及び図５を参照しながら簡単に説明する。この挿入針２８は、断面矩形状に形成され、その一側面が開口した開口溝３０を有した断面Ｕ字状に形成される。また、挿入針２８は、その基端側に設けられた取っ手３２と一体になっており、これにより挿入操作を行うことができる。そして、開口溝３０に突起部２２ａ、２２ｂが挿通されるように挿入針２８の先端から埋め込み式センサ１０が挿入される。この際、突起部２２ａ、２２ｂは、開口溝３０の外部に突出した状態となる（図２参照）。また、挿入装置２６が挿入針２８に挿入されたとき、互いに固定される。
本発明の第１の実施の形態に係る埋め込み式センサ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に前記埋め込み式センサ１０を生体Ｓ内に挿入する場合について、図５、図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら説明する。
先ず、センサ挿入装置２６における挿入針２８の先端に対して埋め込み式センサ１０を挿入し、該挿入針２８を埋め込み式センサ１０を留置させるべく被験者に正対させる。そして、図６Ａに示されるように、挿入針２８を被験者の皮膚に所定の角度で穿刺し、埋め込み式センサ１０を留置すべき位置まで生体Ｓ内へと挿入する。
次に、埋め込み式センサ１０が生体Ｓ内における所望位置まで挿入されたことを確認した後、挿入針２８を生体Ｓ外へと引き抜く。この際、埋め込み式センサ１０は、少なくとも一つ以上の突起部２２ａ、２２ｂが生体Ｓの組織に対して食い込み、挿入針２８の引き抜き方向（矢印Ｂ方向）に係止されているため、埋め込み式センサ１０が前記挿入針２８と共に生体Ｓ外へと取り出されることがなく、前記所望位置に留置された状態で保持される（図６Ｂ参照）。詳細には、埋め込み式センサ１０が生体Ｓ外へと引き抜かれる方向（矢印Ｂ方向）へと引っ張られた場合、突起部２２ａ、２２ｂの係止面２４が該引き抜く方向と直交するように形成されているため、生体Ｓの組織に対して好適に係合され、前記埋め込み式センサ１０の移動が阻止される。
なお、挿入針２８を取り出す際、埋め込み式センサ１０の突起部２２ａ、２２ｂが開口溝３０に挿通されているため、該挿入針２８を移動させる際に接触することがない。
そして、生体Ｓ内に留置された埋め込み式センサ１０の検出部１４では、血液中に含まれる所望のアナライト濃度、例えば、グルコース濃度が検出され、その検出結果が検出信号として電気機器部１５へと出力される。
また、生体Ｓ内に留置された埋め込み式センサ１０は、図６Ｃに示されるように、時間経過と共に突起部２２ａ、２２ｂが生体Ｓ内の水分等を吸収することによって徐々に軟化し、その硬度が低下していく。そして、所定時間が経過した後、突起部２２ａ、２２ｂの係止面２４が溶解し、生体Ｓ内の組織に対する係止状態が解除される。これにより、埋め込み式センサ１０を生体Ｓ外へと引き抜いて取り出すことが可能となる。なお、突起部２２ａ、２２ｂが軟化した状態においても、埋め込み式センサ１０が生体Ｓ内において自在に移動してしまうことはなく、前記生体Ｓの組織内で保持されている。
以上のように、第１の実施の形態では、生体Ｓ内に埋め込んで血糖値の検出を行う埋め込み式センサ１０において、検出部１４の収納されたセンサ本体１２の側面に少なくとも一つ以上の突起部２２ａ、２２ｂを設け、該突起部２２ａ、２２ｂを、埋め込み式センサ１０の先端から基端側（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に高さが高くなり、且つ、徐々に拡幅する形状とすることにより、挿入針２８と共に埋め込み式センサ１０を生体Ｓ内に挿入した後に該挿入針２８のみを離脱させる際、突起部２２ａ、２２ｂが前記生体Ｓ内の組織に対して引っ掛かり、前記挿入針２８と共に生体Ｓ外へと取り出されてしまうことが防止される。
そのため、埋め込み式センサ１０を生体Ｓ内の所望位置に留置した状態で維持し、所望のアナライト濃度等を検出することが可能となる。
また、埋め込み式センサ１０に設けられた突起部２２ａ、２２ｂは、例えば、ショ糖、カラメル等の生体Ｓに対して安全な材料や、ポリアクリルアミド等の生体適合性の高い材料で形成されるため、時間経過と共に生体Ｓ内の水分等を吸収して徐々に軟化し、その硬度を低下させていくことができるため、前記突起部２２ａ、２２ｂによる生体Ｓ外への抜け止め機能が解除される。そのため、例えば、埋め込み式センサ１０に不具合等が生じた場合には、所定時間経過して突起部２２ａ、２２ｂの硬度が低下した後に、前記埋め込み式センサ１０を容易且つ確実に生体Ｓ外へと取り出すことが可能である。
さらに、突起部２２ａ、２２ｂは、埋め込み式センサ１０の生体Ｓへの挿入方向（矢印Ａ方向）に向かって先細、且つ、高さが低く形成されているため、前記埋め込み式センサ１０を前記生体Ｓへと挿入する際の抵抗が少なく、被験者に対する負担も小さく好適である。
さらにまた、突起部２２ａ、２２ｂには、埋め込み式センサ１０の挿入方向（矢印Ａ方向）と反対側となる基端側（矢印Ｂ方向）の端面に係止面２４を設け、該係止面２４を前記挿入方向、すなわち、センサ本体１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と略直交するように形成しているため、前記埋め込み式センサ１０が前記反対方向に引っ張られた場合に、該係止面２４を生体Ｓ内の組織に対して好適に係止させることができ、確実に留置させておくことが可能である。
次に、第２の実施の形態に係る埋め込み式センサ５０を図７Ａ及び図７Ｂに示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る埋め込み式センサ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この第２の実施の形態に係る埋め込み式センサ５０では、図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、ベース部５２及び円環部５４からなるセンサ本体５６を備え、前記ベース部５２の内部に形成された収納部５８に検出部６０が配置される。また、ベース部５２の下面には、該下面から突出した少なくとも一つ以上の突起部を備える。例えば、この突起部を２２ａ、２２ｂとし、上述した第１の実施の形態に係る埋め込み式センサ１０と同様に、センサ本体５６の先端から基端側（矢印Ｂ方向）に向かって向かって広がるＶ字状に形成されると共に、該先端から基端側（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に高さが高くなるように形成される。
一方、埋め込み式センサ５０を生体Ｓ内に挿入するためのセンサ挿入装置６２の挿入針６４は、断面半円状に形成され、その内部にセンサ本体５６の円環部５４が挿入され保持される。なお、センサ本体５６のベース部５２は、挿入針６４の先端に埋め込み式センサ５０が装填された際、そのベース部５２が前記挿入針６４の外部に露呈した状態となる。
そして、挿入針６４と共に埋め込み式センサ５０を生体Ｓ内における所望位置へと挿入した後、前記挿入針６４を生体Ｓ外へと引き抜く際、少なくとも一つ以上の突起部２２ａ、２２ｂが生体Ｓの組織に対して食い込んで挿入針６４の引き抜き方向（矢印Ｂ方向）への移動が規制される。その結果、埋め込み式センサ５０が、挿入針６４と共に生体Ｓ外へと取り出されることがなく、前記所望位置に留置された状態で保持される。一方、生体Ｓ内に留置された埋め込み式センサ５０では、その突起部２２ａ、２２ｂが時間の経過と共に生体Ｓ内の水分等を吸収することによって徐々に軟化し、その硬度が低下していくため、前記突起部２２ａ、２２ｂによる組織に対する係止状態が解除され、埋め込み式センサ５０を生体Ｓ外へと取り出すことが可能となる。
次に、第３の実施の形態に係る埋め込み式センサ１００を図８Ａ及び図８Ｂに示す。なお、上述した第１及び第２の実施の形態に係る埋め込み式センサ１０、５０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この第３の実施の形態に係る埋め込み式センサ１００では、図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、断面略長方形状のセンサ本体１０２を備え、前記センサ本体１０２の内部に検出部１０４が収納される。また、センサ本体１０２の上面には、該上面から突出した少なくとも一つ以上の突起部２２ａ、２２ｂを備える。この突起部２２ａ、２２ｂは、上述した第１及び第２の実施の形態に係る埋め込み式センサ１０、５０と同様に、センサ本体１０２の先端から基端側（矢印Ｂ方向）に向かって向かって広がるＶ字状に形成されると共に、該先端から基端側（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に高さが高くなるように形成される。
一方、埋め込み式センサ１００を生体Ｓ内に挿入するためのセンサ挿入装置１０６の挿入針１０８は、断面Ｕ字状に形成され、その内部にセンサ本体１０２が挿入され保持される。なお、センサ本体１０２は、突起部２２ａ、２２ｂが挿入針１０８の開口部１１０側となるように収納され、該突起部２２ａ、２２ｂは、該開口部１１０から外部に突出するように配置される。
そして、挿入針１０８と共に埋め込み式センサ１００を生体Ｓ内における所望位置へと挿入した後、前記挿入針１０８を生体Ｓ外へと引き抜く際、少なくとも一つ以上の突起部２２ａ、２２ｂが生体Ｓの組織に対して食い込んで挿入針１０８の引き抜き方向（矢印Ｂ方向）への移動が規制される。その結果、埋め込み式センサ１００が、挿入針１０８と共に生体Ｓ外へと取り出されることがなく、前記所望位置に留置された状態で保持される。
また、突起部２２ａ、２２ｂは、挿入針１０８の開口部１１０に挿通されているため、該挿入針１０８を移動させる際に接触することがない。一方、生体Ｓ内に留置された埋め込み式センサ１００では、その突起部２２ａ、２２ｂが時間の経過と共に生体Ｓ内の水分等を吸収することによって徐々に軟化し、その硬度が低下していくため、前記突起部２２ａ、２２ｂによる組織に対する係止状態が解除され、埋め込み式センサ１００を生体Ｓ外へと取り出すことが可能となる。
なお、上述した第１〜第３の実施の形態に係る埋め込み式センサ１０、５０、１００では、突起部２２ａ、２２ｂが、前記埋め込み式センサ１０、５０、１００の挿入方向とは反対方向に向かって徐々に高く、且つ、幅広状となるように形成される場合について説明しているが、これに限定されるのものではなく、例えば、前記埋め込み式センサ１０、５０、１００の挿入方向とは反対方向に高さが高くなるか、又は、幅広状となるように形成されていれば、特にその形状には限定されるものではない。
また、上述した第１及び第２の実施の形態に係る埋め込み式センサ１０、５０、１００では、突起部２２ａ、２２ｂが２つ設けられていたが、これに限定されるものではなく、少なくとも１つあれば足りるが、例えば、３つ以上設けられていても良いことは言うまでもない。
さらに、上述した埋め込み式センサ１０、５０、１００は、生体Ｓ内に完全に挿入されるものに限定されることなく、少なくとも検出部１４、６０、１０４が前記生体Ｓ内に挿入されていれば、他の部位は生体外に露呈する構成としてもよい。
なお、本発明に係るセンサは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
１０、５０、１００…埋め込み式センサ
１２、５６、１０２…センサ本体 １４、６０、１０４…検出部
１６…抜け止め手段 １８、５８…収納部
２２ａ、２２ｂ…突起部 ２４…係止面
２６、６２、１０６…センサ挿入装置 ２８、６４、１０８…挿入針
３０…開口溝 １１０…開口部
１２、５６、１０２…センサ本体 １４、６０、１０４…検出部
１６…抜け止め手段 １８、５８…収納部
２２ａ、２２ｂ…突起部 ２４…係止面
２６、６２、１０６…センサ挿入装置 ２８、６４、１０８…挿入針
３０…開口溝 １１０…開口部
Claims (4)
- 挿入針に装填され、該挿入針を用いて生体内に挿入され生体中のアナライトの検出を行うセンサにおいて、
センサ本体と、
前記センサ本体に設けられ、前記アナライトの検出を行う検出部と、
前記センサ本体に設けられ、前記生体内において、前記センサ本体を該生体内へと挿入する際の挿入方向と反対方向への移動を規制する抜け止め手段と、
を備え、
前記抜け止め手段は、前記生体内において時間経過と共に硬度の低下する材料又は生分解性材料から形成されることを特徴とするセンサ。 - 請求項１記載のセンサにおいて、
前記抜け止め手段は、前記センサ本体の側面から突出した突起部からなり、該突起部は、前記挿入方向とは反対方向に向かって徐々に高さが高くなるように形成されることを特徴とするセンサ。 - 請求項１又は２記載のセンサにおいて、
前記抜け止め手段は、前記センサ本体の側面から突出した突起部からなり、該突起部は、前記挿入方向とは反対方向に向かって徐々に幅広状となるように形成されることを特徴とするセンサ。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサにおいて、
前記抜け止め手段の材質は、前記生体に安全なショ糖、ゼラチン、又は、生体適合性を有した水溶性高分子であることを特徴とするセンサ。
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