WO2024259501A1

WO2024259501A1 - Medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa

Info

Publication number: WO2024259501A1
Application number: PCT/BR2023/050202
Authority: WO
Inventors: Marcelo Martins GRASTI
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-06-20
Filing date: 2023-06-20
Publication date: 2024-12-26
Anticipated expiration: 2025-12-20

Abstract

Trata de um sensor (S1, S2) adesivo autocolante sobrecutâneo que, acoplado a um circuito eletrônico (C1, C2), tem a capacidade de realizar o monitoramento contínuo dos níveis de glicemia no corpo humano pelo fluido intersticial sem nenhum tipo de intrusão no corpo do paciente, uma vez que utiliza iontoforese reversa, sendo possível o monitoramento contínuo por determinado período de tempo sem a necessidade de troca do adesivo, no entanto com o mesmo circuito eletrônico (C1, C2).

Description

MEDUDOR DE GLiCEMÍA SEM PERFURAÇÃO POR IIONTOFORESE REVERSA

Introdução

[0001] Refere-se o presente pedido de patente de invenção de um MEDIDOR DE GLICEMIA SEM PERFURAÇÃO POR IONTOFORESE REVERSA, trata de um sensor adesivo autocolante sobrecutâneo acoplado a um circuito eletrônico, que permite a identificação dos níveis de glicemia presentes no corpo do paciente de forma constante e não invasiva e para isso se faz necessário a remoção do organismo das moléculas de glicose, presentes no sangue, utilizando-se o processo de iontoforese reversa.

Campo de aplicação

[0002] O campo de aplicação da invenção é o segmento médico, mais especificamente para o acompanhamento e tratamento da diabetes, portanto, servindo para fornecer informações que, identifiquem as tendências de oscilação da glicemia; conhecer os fatores que podem causar hipoglicemia ou hiperglicemia; avaliar o impacto da alimentação, das atividades físicas e dos medicamentos sobre o diabetes; identificar necessidade de mudanças no tratamento; confirmar se determinados sintomas estão relacionados com algum tipo de descontrole glicêmico.

Convencimento

[0003] Diabetes Mellitus é uma doença caracterizada pela elevação da glicose no sangue (hiperglicemia). Pode ocorrer devido a defeitos na secreção ou na ação do hormônio insulina, que é produzido no pâncreas, pelas chamadas células beta de langerhans.

[0004] Há diversas condições que podem levar ao diabetes, porém a grande maioria dos casos está dividida em dois grupos: Diabetes Tipo 1 e Diabetes Tipo 2.

[0005] A insulina promove a entrada de glicose para as células do organismo em uma pessoa diabética de forma que ela possa ser aproveitada para as diversas atividades celulares. A falta da insulina ou um defeito na sua ação resulta, portanto, em acúmulo de glicose no sangue.

[0006] Um sistema de monitorização de glicose no sangue mede o nível de glicose numa ocasião especial, ou sempre que seja necessário. Isso pode ajudar a manter os níveis de glicose no sangue controlados indicando ajustes nas doses de insulina, atividade física, dieta ou medicação para a diabetes. Algumas pessoas, porém, têm dificuldade em gerir os seus níveis de glicose no sangue e têm níveis muito elevados ou muito baixos de glicemia constantes. Isto pode incluir hipoglicemias frequentes, às vezes sem aviso.

[0007] Um sistema de monitorização contínua da glicose (CGM), invasivo ou não invasivo, pode ajudar nestes casos.

[0008] A iontoforese é uma técnica não-invasiva, baseada na aplicação de uma corrente elétrica de baixa intensidade sobre a pele para facilitar a liberação de uma variedade de fármacos, carregados ou não, através de membranas biológicas, rumo à corrente sanguínea. O processo de iontoforese reversa, atua de modo análogo, porém de fluxo contrário, ou seja, facilita a liberação de substâncias químicas presentes nas membranas biológicas através do chamado fluido intersticial. Da mesma forma que a iontoforese, consegue promover a liberação de fármacos pelas camadas até a penetração do mesmo até a corrente sanguínea. A iontoforese reversa é capaz de promover a remoção de substâncias desta mesma corrente sanguínea.

[0009] Neste contexto, novas tecnologias que possibilitam monitorar a diabetes de forma não invasiva são bem-vindas no segmento em questão.

Estado da técnica

[0010] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre dispositivos invasivos e não invasivos para monitoramento dos níveis de glicose, como o US4517978 intitulado “BLOOD SAMPLING INSTRUMENT’ - instrumento para retirar algumas gotas de sangue de um dedo ou semelhante, em que o dispositivo de amostragem consiste principalmente de um elemento tubular que oculta todas as peças de trabalho e que possui um flange para que possa ser facilmente segurado por um paciente e pressionado contra um dedo enquanto libera um mecanismo de gatilho para acionar um êmbolo dentro do instrumento.

[0011] É um instrumento invasivo e apesar de utilizar mola no mecanismo de recuo, que torna mais célere a penetração da lanceta, ainda não é suficiente para que o usuário não sinta dor devido a densidade de nervos nesta região.

[0012] o documento US2011213225 AA intitulado “MEDICAL DEVICES AND METHODS” - um sensor de analito tendo uma porção configurada para estar em contato fluido com fluido corporal sob uma superfície da pele e configurado para gerar sinais correspondentes ao nível de analito monitorado no fluido corporal; uma fonte de alimentação; uma unidade de armazenamento de dados para armazenar informações de calibração de sensor de analito, as informações de calibração de sensor de analito incluindo um valor de calibração de fábrica para calibrar dados para os sinais gerados correspondentes ao nível de analito monitorado no fluido corporal, em que o valor de calibração de fábrica não é modificado durante todo o período de vida útil do sensor de analito; e eletrônicos de sensor acoplados operativamente ao sensor de analito e à fonte de alimentação.

[0013] A solução do documento acima faz a medição da glicemia por meio de um sensor, aplicado na parte superior do braço. A leitura é feita com um aparelho (US 10923218 B2) que scaneia o sensor e faz a medição da glicose sem precisar da gota de sangue, pois o sensor usa o fluido intersticial. O Sensor é composto por uma fístula, uma pequena agulha que permite a comunicação a víscera e a pele para obtenção da amostra de fluido intersticial. Embora não exista a necessidade de múltiplas perfurações, ainda causa certo incômodo, sendo portanto intrusivo. Um problema verificado neste sensor é a falha no monitoramento causada pelo entupimento da fístula que, gera a necessidade de substituição do sensor de maneira prematura, além do resultado questionável, cuja orientação é de se realizar em paralelo a seu uso, algumas medições de aferição com testes de ponta de dedo. O próprio aparelho (US 10923218 B2), possui um medidor de glicose sanguínea integrado ao leitor, que funciona com as tiras de teste sanguíneo de cetona e glicose.

[0014] O documento US 7972862 intitulado “NONINVASIVE GLUCOSE MONITOR' - detecção de glicose em indivíduos inclui as etapas de fornecer uma solução de detecção incluindo uma pluralidade de íons metálicos, introduzindo uma amostra de fluido corporal de um indivíduo na solução de detecção. Um mensurável baseado em óptica derivado do direcionamento da luz incidente na solução é gerado. A concentração de glicose no fluido corporal usando o mensurável é então determinada, o que permite que o nível de glicose no sangue seja derivado.

[0015] A primeira tentativa conhecida de uma medição de índices glicêmicos, através de uma solução menos invasiva, foi do chamado Gluco Watch®, formado por duas partes sendo o aparelho propriamente dito, preso no antebraço da pessoa, e pelo autossensor, adesivo acoplado no relógio, para verificação das taxas. Utilizava- se uma baixa corrente elétrica para medir a taxa de glicose através da pele através do fluido intersticial. Possibilitava a programação de um alarme embutido para avisar quando o nível de glicose estava perigosamente baixo ou alto. Para sua utilização eram necessárias duas horas iniciais, ao menos para sua calibração que era feita através de comparação com medidores usuais que, medem a glicose na ponta de dedo. Comparado com esses medidores, o GlucoWatch® apresentava um delay da ordem de 15 minutos na análise do resultado. Em estudos clínicos, as medições do GlucoWatch® eram geralmente consistentes com os tradicionais testes de picada no dedo, mas com resultados diferentes em 30% ou mais, especialmente em níveis baixos de glicose além de que, algumas pessoas apresentaram irritação na pele com o uso do GlucoWatch®. Além das irritações na pele, podia-se levar mais de uma tentativa de calibrar. Como todo relógio, a ancoragem do dispositivo permite o movimento dos eletrodos sobre a pele o que, traz a seus usuários o desconforto com a corrente elétrica, além de apresentar a contaminação dos fluidos uma vez que, em caso de esforços físicos o suor excessivo sendo um diluente natural alterava a concentração de glicose.

Objetivos da invenção

[0016] É objetivo da presente invenção propor um medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa indolor e com uma precisão aceitável do nível de glicose sem interferência de outros fluidos corporais;

[0017] É objetivo da presente invenção propor um medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa capaz de humanizar o tratamento ao tornar o processo de monitoramento indolor, fácil e de acompanhamento contínuo, deslumbrando o correto monitoramento da doença com baixo custo e eficácia;

[0018] É objetivo da presente invenção propor um medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa que além de indolor não promove feridas no transcorrer do tempo, evitando infecções;

[0019] É objetivo da presente invenção propor um medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa que propicia ao paciente o monitoramento constante dos níveis de glicemia no sangue e com a transmissão automática das medições para uma interface, que possibilita não somente sua visualização como a emissão de alerta em caso de variação fora da faixa ideal conhecida e estabelecida como média clínica; [0020] É objetivo da presente invenção propor um medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa que por ser fixo sobre a pele, não gera desconforto elétrico e também “isola” eventuais quantidades excessivas de suor que, escorem sobre a membrana e não diretamente sobre a pele na área de interesse onde se está realizando o monitoramento da glicose;

[0021] É objetivo da presente invenção propor um medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa de ótima relação custo x benefício.

Sumário da invenção

[0022] MEDfDOR DE GUCEMSA SEM PERFURAÇÃO POR ONTOFORESE REVERSA, tem como base o uso de um sensor adesivo autocolante vestível que por meio de uma membrana, com tinta à base de prata, azul da prússia e uma enzima catalítica, viabiliza, através do contato com a pele, a realização do processo de iontoforese reversa para obtenção de uma amostra do fluido intersticial e por meio de um transdutor elétrico e/ou eletroquímico permite a detecção da glicose nesse fluido intersticial e a consequente obtenção de um sinal elétrico através de uma interface eletrônica, de forma a se promover uma relação entre a corrente elétrica registrada com a concentração de glicose no fluido intersticial, e, portanto no nível glicêmico do indivíduo com o consequente processamento deste dado pela interface eletrônica de maneira digital para que, ele esteja disponível ao usuário\paciente ou a seu médico.

[0023] O Método da iontoforese reversa, permite a captura de uma amostra que conta com moléculas de glicose extraídas da corrente sanguínea e portanto com resultados mais fiéis ao processo de medição realizado em laboratório.

Descrição das figuras

[0024] Na sequência são apresentadas as figuras para melhor explicar o pedido de patente de forma ilustrativa e não limitativa:

Figura 1 : Vista esquemática do sensor adesivo autocolante do medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa.

Figura 2: Arquitetura do sensor adesivo autocolante do medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa.

Figura 3: Circuito elétrico do sensor adesivo autocolante do medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa. Figura 4: Circuito elétrico condicionador de sinal analógico do sensor adesivo autocolante do medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa.

Figura 5: Circuito elétrico de entrega de corrente de iontoforese do sensor adesivo autocolante do medidor de glicemia sem perfuração por iontoforese reversa.

Descrição detalhada da invenção

[0025] O MEDIDOR DE GLICEMIA SEM PERFURAÇÃO POR IONTOFORESE REVERSA, objeto desta solicitação de patente de invenção trata de um sensor (S1 , S2) adesivo autocolante sobrecutâneo que, acoplado a um circuito eletrônico (C1 , 02), tem a capacidade de realizar o monitoramento contínuo dos níveis de glicemia no corpo humano pelo fluido intersticial sem nenhum tipo de intrusão no corpo do paciente, uma vez que utiliza iontoforese reversa, sendo possível o monitoramento contínuo por determinado período de tempo sem a necessidade de troca do adesivo, no entanto com o mesmo circuito eletrônico (C1 , C2).

[0026] Mais particularmente, a invenção reivindicada trata de um medidor (1 ) de glicemia contínuo, não invasivo, por iontoforese reversa formado a partir de uma área (2) de análise, onde ocorre um processo de transdução, em que o analito é degradado em reação enzimática por meio de sensor adesivo (S1 , S2) autocolante vestível com uma membrana, com tinta à base de prata, azul da prússia e uma enzima catalítica, e uma outra parte, um circuito eletrônico (C1 , C2), que opera em duas etapas: polarização do eletrodo para gerar iontoforese reversa e captura de sinal da zona de absorção reacional, em uma forma de viabilização da invenção, glicose oxidase. A iontoforese reversa envolve a aplicação de uma corrente suave através de dois eletrodos usados na pele para extrair fluidos intersticiais. Devido à carga negativa da pele, o fluxo de íons de sódio positivos induz um fluxo eletro- osmótico em direção ao cátodo, resultando em movimento de glicose neutra. O eletrodo de trabalho (W1 , W2) é então capaz de detectar eletroquimicamente níveis de glicose intersticial extraída através da oxidação enzimática da glicose na pele pelos eletrodos de detecção com interface. Os eletrodos de trabalho (W1 , W2) incluem um transdutor eletroquímico camada (Azul da Prússia (PB)) e catalisador (glicose oxidase) para catalisar seletivamente a glicose. A oxidação da glicose ocorre na presença de glicose oxidase (GOx), oxigênio (O2) e água (H2O) para formar ácido glucônico e peróxido de hidrogênio (H2O2). O peróxido de hidrogênio é oxidado eletroquimicamente, produzindo um sinal amperométrico que é proporcional à concentração de glicose na amostra. O sensor adesivo (S1 , S2) autocolante de glicose não invasivo inclui componentes anódicos e catódicos. Cada componente é um sistema de três eletrodos que são os eletrodo de trabalho (W1 , W2), eletrodo de referência (R1 , R2) e eletrodos de iontoforese (RI1 , RI2) que são integrados ao sensor adesivo (S1 , S2) autocolante, que é um wearable flexível. O eletrodo de iontoforese (RI1 , RI2) aplica uma corrente suave de 0,2 mA / cm² na pele por 10 minutos para conduzir o fluxo de ions do fluido intersticial em direção ao eletrodo de trabalho (W1 , W2) e o eletrodo de referência (R1 , R2). A resposta amperométrica da glicose deve ser registrada em um potencial aplicado da ordem de 0,0 V vs nos sensores de Ag / AgCI por 5 minutos, seguido por um descanso de 5 minutos. A próxima sessão para detecção, muda as propriedades anódicas e catódicas dos eletrodos. Este processo iontoforético de detecção é repetido a cada 40 minutos. A faixa de corrente esperada com é de 0,5 a 15 pA. Conforme a figura 1 , são ilustrados ambos os sensores (S1 , S2) com os eletrodos de trabalho (W1 , W2), eletrodos de referência (R1 , R2) e eletrodos de iontoforese reversa (RH , RI2). Como já comentado, o sensor adesivo (S1 , S2) autocolante deve ser conectado a um circuito eletrônico (C1 , C2) externo, usado para alimentar o sensor eletroquímico do dispositivo, sendo responsável pela recepção análise do sinal do sensor traduzindo os dados quanto concentração de glicose. As informações são transmitidas sem fio do circuito eletrônico (C1 , C2) para um dispositivo, como um smartphone, tablete ou dispositivo cujas informações sejam processadas e transmitidas sem fio, usando radiofrequência e/ ou comunicação Bluetooth®, se tornam compreensíveis ao paciente que a recebe numericamente a exemplo dos glicosímetros atuais. O circuito de detecção possui dois caminhos para condução do sinal transduzido, em que cada um inclui uma extremidade analógica para amplificar o sinal, bem como um filtro passa-baixa para minimizar o ruído de alta frequência e eletromagnético/ interferência. O circuito consiste em uma placa de circuito impresso que, pode ser flexível, fornecendo estrutura para este dispositivo eletrônico que é dotado de microcontrolador programado para definir o modo de operação por meio do controle de um banco de interruptores para ligar / desligar os respectivos circuitos e caminhos elétricos. A porta digital-para-analógica (DAC) do microcontrolador é usada para conduzir o circuito de iontoforese enquanto sua porta analógica para digital (ADC) é usada para converter o sinal processado analógico em digital como ilustrado na Figura 2, que mostra o design geral do sistema e que mostra a relação entre o microcontrolador central e o processo de iontoforese. O sistema geral foi baseado em torno de um microcontrolador de 8 bits com circuito analógico que acompanha a leitura do sensor adesivo (S1 , S2) autocolante e entrega a corrente para o processo de iontoforese reversa. O ADC (Conversor Analógico Digital) de 8 bits integrado do microcontrolador foi usado para ler dados sensor adesivo (S1 , S2) autocolante e monitorar a corrente da iontoforese reversa. Um transceptor Bluetooth® fica conectado ao microcontrolador para fazer a interface do sistema com um telefone celular. Usando o celular, o sistema transmite as leituras em tempo real. Na Figura 3, é ilustrado, como exemplo, um Atmel Microcontrolador ATmega328P de 8 bits com configurações de pinos incluídas. Enfatizado, os pinos19 e 22 que são as portas ADC deste microcontrolador além de todos os filtros de sinais. O sensor adesivo (S1 , S2) autocolante é conectado a eletrônica por meio de dois circuitos sensores amperométricos de glicose, ilustrados na figura 4, bem como dois circuitos para iontoforese reversa que entregam ao sensor a corrente necessária, ilustrado na figura 5. A saída do monitor shunt de corrente deve ser conectada a uma das portas ADC do microcontrolador para fornecer monitoramento em tempo real da entrega de corrente, permitindo que o microcontrolador desligue a saída de corrente. Os valores obtidos na saída do sistema, figura 3, são analisados e processados e digitalizados para que o valor obtido seja palatável ao entendimento do paciente que é a ele apresentado em formato numérico conhecido.

[0027] Para confecção do sensor adesivo autocolante que, pode ser fabricado por meio de impressão ou processo de silkscreen, é utilizado uma tinta prata, Ag / AgCI de proporção 45:55, e uma tinta mediadora de grafite-azul da prússia aplicadas em diferentes tipos de filmes finos tais como de polyimida Kapton (PI), papel TT da Silhouette America (Lindton, UT) ou membrana manométrica (Nanoskin).

Claims

REIVINDICAÇÕES

1) MEDÍDOR DE GUCEMIÂ SEM PERFURAÇÃO POR IONTOFORESE REVERSA, utiliza iontoforese reversa caracterizado por ser formado por uma área (2) de análise, processo de transdução, o analito é degradado em reação enzimática por meio de sensor adesivo (S1 , S2) autocolante vestível com uma membrana, com tinta à base de prata, azul da prússia e uma enzima catalítica, e outra parte, um circuito eletrônico (C1 , C2), alimentador de energia e analisador de dados, que opera em duas etapas; polarização do eletrodo que gera iontoforese (RI1 , RI2) reversa e captura de sinal da zona de absorção reacional, em uma forma de viabilização da invenção, glicose oxidase.

2) EDiDOR DE GUCEMIA SEM PERFURAÇÃO POR iONTOFORESE REVERSA, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo sensor adesivo (S1 , S2) autocolante de glicose não invasivo inclui componentes anódicos e catódicos.

3) MEDiDOR DE GUCEMIA SEM PERFURAÇÃO POR iONTOFORESE REVERSA, de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por cada componente ser um sistema de três eletrodos; eletrodo de trabalho (W1 , W2); eletrodo de referência (R1 , R2) e eletrodos de iontoforese (RI1 , RI2) integrados ao sensor adesivo (S1 , S2) autocolante, um wearable flexível.

4) EDiDOR DE GUCEMIA SEM PERFURAÇÃO POR iONTOFORESE REVERSA, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo circuito de detecção possuir dois caminhos para condução do sinal transduzido, em que cada um inclui uma extremidade analógica para amplificar o sinal, bem como um filtro passa-baixa para minimizar o ruído de alta frequência e eletromagnético/ interferência.

5) MÊDiDOR DE GLICEMIA SEM PERFURAÇÃO POR IONTOFORESE REVERSA, de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo microcontrolador programado definir o modo de operação por meio do controle de um banco de interruptores para ligar / desligar os respectivos circuitos e caminhos elétricos; a porta digital-para-analógica (DAC) do microcontrolador é usada para conduzir o circuito de iontoforese enquanto sua porta analógica para digital (ADC) é usada para converter o sinal processado analógico em digital. 6) MEDIDOR DE GLICEMIA SEM PERFURAÇÃO POR iONTOFORESE REVERSA, de acordo com a reivindicação 5 caracterizado por um microcontrolador de 8 bits com circuito analógico acompanhar a leitura do sensor e entrega a corrente para o processo de iontoforese reversa; o ADC de 8 bits integrado do microcontrolador é usado para ler dados do sensor e monitorar a corrente da iontoforese reversa .

7) MEDiDOR DE GUCEMIA SEM PERFURAÇÃO POR iONTOFORESE REVERSA, de acordo com a reivindicação 4 caracterizado por pelo sensor adesivo (S1 , S2) autocolante ser conectado a eletrônica por meio de dois circuitos sensores amperométricos de glicose, bem como dois circuitos para iontoforese reversa que entregam ao sensor a corrente.