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1、(10)申请公布号 CN 102933143 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102933143 A *CN102933143A* (21)申请号 201180011510.3 (22)申请日 2011.01.12 1050202 2010.01.13 FR A61B 5/145(2006.01) (71)申请人 波尔多一大 地址 法国塔朗斯 申请人 波尔多理工学院 国家科学研究中心 波尔多谢阁兰大学 (72)发明人 J朗 B卡塔尔吉 S雷诺 M拉乌 G卡彭蒂耶 Y博尔纳 (74)专利代理机构 北京戈程知识产权代理有限 公司 11314 代理人 程伟 王锦阳 (54) 发明。
2、名称 用于测量胰腺 细胞或胰岛活动的传感器 及其制造和使用 (57) 摘要 本发明涉及一种传感器 (2) , 包括 : 微电极组 件 (21) ; 以及胰腺 细胞 (23) 或胰岛 (230) , 在 所述微电极组件 (21) 上培氧 ; 其特征在于 ; 所述 微电极组件 (21) 设计为持续且实时地动态测量 由胰腺 细胞 (23) 或胰岛 (230) 基于生理活化 产生的电信号 (V) 。本发明还涉及装置的领域, 其 可植入病人身体内, 并且包括用于分配胰岛素量 的胰岛素分配器。本发明还涉及用于制造这样的 传感器的方法和这样的装置以及这样的传感器的 使用。 (30)优先权数据 (85)PCT。
3、申请进入国家阶段日 2012.08.29 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2011/050359 2011.01.12 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/086105 FR 2011.07.21 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 4 页 1/2 页 2 1. 一种传感器 (2) , 包括 : - 一组微电极 (21) ; 以及 - 胰腺 细胞 (23) 或胰岛 (230) , 在所述一组微电极 (21) 上培养 ; 其特征在于 : 所。
4、述一组微电极 (21) 适于实时且持续地动态测量由所述胰腺 细胞 (23) 或胰岛 (230) 在它们的生理活化期间产生的电信号 (V) 。 2.如权利要求1所述的传感器 (2) , 其中, 所述一组微电极 (21) 适于测量电势形式的电 信号。 3.如权利要求1或2所述的传感器 (2) , 还包括至少一组处理单元 (25) , 其中每一个处 理单元 (25) 被联接至一个微电极 (21) , 且适于 : - 形成测量的电信号 (V) ; 以及 - 实时且持续地获得指示病人 (9) 的胰岛素需求的至少一个参数 (P) 。 4. 如权利要求 2 和 3 所述的传感器 (2) , 其中, 处理单元。
5、 (25) 适于检测动作电势。 5.如权利要求3或4所述的传感器 (2) , 还包括调整器 (26) , 用于将指示胰岛素需求的 所述参数 (P) 转变为控制胰岛素分配器 (3) 的控制信号 (C) 。 6. 如权利要求 1 至 5 之一所述的传感器 (2) , 还包括半导体衬底 (21s、 21-25s、 21-25-26s) , 包括至少所述一组微电极 (21) 。 7. 如权利要求 1 至 6 之一所述的传感器 (2) , 还包括半渗透膜 (27) , 适于 : - 过滤需要进入所述胰腺 细胞 (23) 或所述胰岛 (230) 的液体, 并且 - 阻止重量大于 65kDa 的所述液体的分。
6、子。 8. 如权利要求 7 所述的传感器 (2) , 适于被植入病人身体 (9) 内。 9. 如权利要求 1 至 8 之一所述的传感器 (2) , 其中, 所述胰腺 细胞 (23) 或所述胰岛 (230) 来源于猪、 鼠科或人类。 10. 如权利要求 1 或 2 所述的传感器 (2) , 还包括至少一组处理单元 (25) , 其中每一个 处理单元 (25) 被与一个微电极 (21) 联接, 且适于 : - 形成测量的电信号 (V) ; 以及 - 获得指示所述胰腺 细胞 (23) 或所述胰岛 (230) 的电活动状态的至少一个参数 (P) , 用于 : - 用于筛选有毒分子的生理研究 ; 或 -。
7、 用于治疗结束的生理研究 ; 或 - 用于监测从干细胞到胰腺 细胞的分化的生理研究。 11. 一种装置 (1) , 包括用于将一定量胰岛素分配至病人身体 (9) 内的胰岛素分配器 (3) , 该装置 (1) 的特征在于, 其还包括依照权利要求 1 至 9 之一所述的传感器 (2) 。 12. 如权利要求 11 所述的装置 (1) , 适于被植入病人身体 (9) 内。 13. 用于生产如权利要求 1 至 10 之一所述的传感器 (2) 的过程, 其特征在于, 其包括以 下步骤 : -E1, 提供具有一组微电极 (21) 的衬底 (21s、 23-25s、 23-25-26s) ; -E2, 采用。
8、等离子清理所述衬底 ; -E3, 在所述一组微电极 (21) 上培养所述胰腺 细胞或胰岛 (230) 。 权 利 要 求 书 CN 102933143 A 2 2/2 页 3 14. 如权利要求 1 或 10 之一所述的传感器的使用, 用于 : - 用于筛选有毒分子的生理研究 ; 或 - 用于治疗目的的生理研究 ; 或 - 用于监测细胞从干细胞到胰腺 细胞的分化的生理研究。 权 利 要 求 书 CN 102933143 A 3 1/7 页 4 用于测量胰腺 细胞或胰岛活动的传感器及其制造和使 用 技术领域 0001 本发明涉及传感器使用领域, 特别地但不局限于, 在通过胰岛素分配的糖尿病治 疗。
9、中的使用。 0002 本发明也涉及装置领域, 其能够被植入病人身体内, 并且包括用于分配胰岛素剂 量的胰岛素分配器。 0003 本发明也涉及一种用于生产这样的传感器的过程和这样的装置, 以及这样的传感 器的使用。 背景技术 0004 糖尿病由于过度的高血糖水平 (血糖过多) 而引起。这意味着病人的身体不能代谢 葡萄糖。 0005 葡萄糖的代谢依靠胰岛素, 胰岛素是胰腺中胰岛的胰腺 细胞分泌的激素。 0006 在一些患有糖尿病的病人内, 胰腺 细胞被破坏或不足, 并且不再分泌胰岛素或 分泌不足量 (称为 “1 型” 糖尿病) 。 0007 在上下文所谓的 “1 型” 糖尿病中, 治疗通常包括注射。
10、一定剂量的胰岛素至病人体 内, 有时每天几次, 并且监测病人的日常饮食。 0008 有限数量的患有另一种类型的称为 “2 型” 的糖尿病的人们 (用于通过胰岛素获取 和使用葡萄糖的病人的细胞变得对胰岛素不敏感) , 也使用胰岛素注射。 0009 除了胰岛素注射以外, 每一天还需要几次监测病人的血糖水平以确定病人不处于 血糖过低的状态, 这种状态对病人的健康是不利的。 0010 另外, 胰岛素需求取决于人的身体、 脑力状况和活动, 并且由激素调节。 0011 为了确定血糖过多, 通常执行下述步骤。 0012 通过针刺和按压病人的手指以形成血滴。 连接至用于确定血糖过多的装置的标签 (langue。
11、tte) 被用于该血滴。装置通常在 LCD 屏幕上指示病人的血糖水平 (血糖过多) 。因 此这一操作是繁琐的。 0013 基于这一理由, 已经寻找较少限制的方案, 以使得能够监测血糖过多并确保胰岛 素注射率更好地适合病人的需要。 0014 近来的发展已经能够持续监测血糖过高。 0015 一种方案包括将电化学传感器引入病人的身体, 其中, 电化学传感器包括连接至 酶、 葡萄糖氧化酶的电极。存在氧气时, 葡萄糖氧化酶与血液中存在的葡萄糖反应, 以产生 氧化水和葡萄糖酸内酯。氧化水随后通过电极被氧化且转变为水, 其随后产生与血糖浓度 成比例的电流。 0016 这一方案的主要缺点是, 由于使用的技术,。
12、 其不能收集关于胰岛素需求的信息, 并 且不考虑葡萄糖体内平衡, 也就是, 身体保持血糖平衡的能力, 使得即使外部约束趋向使身 体离开这一平衡也能使其运行, 其中该技术仅探测血糖过多但不检测其它激素调节或葡萄 说 明 书 CN 102933143 A 4 2/7 页 5 糖代谢。此外, 信息不能被实时收集。 0017 存在无创方案, 例如 : 0018 - 表面增强的拉曼光谱学 ; 0019 - 荧光光谱学 ; 0020 - 反向离子电渗疗法 ; 0021 - 光声光谱学 ; 0022 - 热或阻抗光谱学 ; 或 0023 - 电磁场测量。 0024 然而, 这些无创方案不适于用于持续医学监测。
13、、 例如医院环境的外部。 0025 上述的所有常规方案使用称为血糖水平的单一参数来确定胰岛素和 / 或葡萄糖 的需求, 然而其它化合物, 例如其它激素、 脂类和特定氨基酸类生理上调节胰岛素和 / 或葡 萄糖需求。因此, 血糖水平并不总是仅反应胰岛素和 / 或葡萄糖的真实需求。鉴于这一原 因, 需要考虑到生理情况的复杂算法, 以克服单一参数的使用。 0026 此外, 在对于病人的健康危险的血糖过低状态的检测中, 这些方案产生较低可靠 性结果。 0027 最后, 它们使得胰岛素能够被波动分配。胰岛素的波动分配将能够避免胰岛素阻 抗, 也就是, 虽然存在胰岛素, 病人的身体不能成功地使葡萄糖代谢的情。
14、况。 0028 同样, 在研究胰腺 细胞的领域中, 关于新治疗原则或毒剂的研究对于筛查途径 是相对复杂和困难的。这些研究也需要使用基因治疗, 其因而改变了胰腺 细胞的自然 态。 发明内容 0029 因此, 本发明将要克服上述缺点中的至少一个。 0030 本发明也涉及胰腺 细胞或胰岛状态的长期观察, 以解释物质对它们的电活动 的影响。 0031 本发明提出了依照权利要求 1 所述的传感器。 0032 使用胰腺 细胞或胰岛的一个优点是, 传感器可以比上述葡萄糖传感器提供更 接近于病人生理状态的信息。 0033 另一个优点是, 这样的传感器还可以被用于研究无性繁殖胰腺 细胞或原始胰 腺细胞或离体胰岛。
15、 (ex-vivo) , 特别用于为了筛选有毒分子或用于治疗目的的分子 而研究胰腺 细胞或胰岛。 0034 这样的传感器还能够使得细胞在它们从干细胞向胰腺 细胞分化 (可选地, 将其 结构化为胰岛) 的过程中被监测。 0035 这一传感器的其它可选的和非限制性特征被权利要求 2 至 10 覆盖。 0036 依照权利要求 11 或 12, 本发明涉及一种装置。 0037 依照权利要求 13, 本发明也涉及一种用于生产这样的传感器和这样的装置的过 程。 0038 依照权利要求 14, 本发明还涉及一种这样的传感器的使用。 0039 使用胰腺 细胞或胰岛的优点是, 传感器可以比上述葡萄糖传感器提供更。
16、接近 说 明 书 CN 102933143 A 5 3/7 页 6 于病人生理状态的信息。 附图说明 0040 本发明的其它特征、 目的和优点将要在下面的详细描述中体现, 其参考用于解释 且非限制目的的附图, 附图中 : 0041 - 图 1 是从顶部观察的传感器局部图, 在电极和胰腺 细胞或胰岛的水平上 ; 0042 -图2是曲线图, 示出了胰腺细胞在葡萄糖、 激活电信号、 氯甲苯噻嗪、 药理学药 剂存在的情况下的反应, 其中, 已知药理学药剂在胰腺 细胞或胰岛水平上葡萄糖响应抑 制。 0043 - 图 3 是曲线图, 示出了葡萄糖以两种不同浓度存在下的胰腺 细胞的反应的变 化 ; 0044。
17、 - 图 4 是曲线图, 示出了肠促胰岛素激素 GLP-1、 葡萄糖响应的生理放大器存在下 的胰腺 细胞的反应 ; 0045 - 图 5 是示出了依照本发明的一个实施方式的胰岛素分配装置的示意图 ; 0046 - 图 6 是示出了依照本发明的另一个实施方式的胰岛素分配装置的示意图 ; 0047 - 图 7 是示出了依照本发明的一个实施方式的胰岛素分配装置的示意图 ; 0048 - 图 8 是示出了依照本发明的另一个实施方式的胰岛素分配装置的示意图 ; 0049 - 图 9 是示出了传感器生产过程的一个实施示例的流程图。 0050 在全部图中, 相似的部件由相同附图标记表示。 具体实施方式 00。
18、51 传感器 0052 参考图 1 和图 5 至图 7, 在下文描述依照本发明的传感器 2。 0053 传感器 2 可以用于适于通过分配胰岛素来治疗 1 型或 2 型糖尿病的装置。 0054 传感器 2 主要包括一组微电极 21 ; 和胰腺 细胞 23 或包括胰腺 细胞 23 的胰 岛 230 在所述一组微电极 21 上培养。 0055 所述一组微电极 21 适于实时且持续地测量由胰腺 细胞 23 或胰岛 230 在它们 的生理活化期间产生的电信号 V。 0056 如图 1 所示, 微电极 21 在传感器 2 上的分布为使得微电极 21 依照规则且惯用的 几何形状、 一致地覆盖传感器 2。微电。
19、极 21 间相互隔开的距离在 50m 和 200m 之间。一 组微电极 21 的微电极密度在每平方毫米 20 个微电极和 200 个微电极之间。 0057 在图 1 所示的示例实施方式中, 传感器 2 包括在 1mm2上分布的一组 60 个微电极。 微电极 21 具有直径 10m 的圆盘形。 0058 传感器 2 也包括在一组 60 个微电极 21 上培养的胰腺 细胞 23。 0059 传感器 2 区分于用于常规的 1 型或 2 型糖尿病治疗装置中的传感器在于 : 其不仅 测量血糖过多。事实上, 如前所述, 常规的传感器使用葡萄糖酸内酯以间接地测量葡萄糖, 其在血液中的水平被认为反映病人的胰岛。
20、素需求, 其并不必然正确, 如前面所见。 0060 使用胰腺 细胞使得更接近于健康个体的胰腺的自然生物功能成为可能, 其被 寻求在患有 1 型或 2 型糖尿病的个体 (病人) 中再生。事实上, 胰腺 细胞通过分泌胰岛 说 明 书 CN 102933143 A 6 4/7 页 7 素调节血糖过多。它们的生理活化产生电信号, 例如电势。因此, 胰腺 细胞的生理活化 包括在其膜的两侧上的电势的动态变化。该动态变化具有被称为波形并且反应胰腺 细 胞的生理行为以及因而病人的胰岛素需求的基于时间的振幅轮廓。例如, 具有本领域技术 人员所知的称为动作电势的特定轮廓, 并且其相应于电势超过势能阈值的快速和放大。
21、的变 化。这些动作电势可以被识别。 0061 在胰腺细胞的情形下, 动作电势的频率随着胰岛素的分泌而增加。 如图3所示, 在毫秒范围内, 实时且连续地、 也就是动态地测量电势。 0062 胰岛的使用使得更接近于自然生物功能成为可能, 因为代表胰岛细胞三分之二的 胰腺 细胞, 处于它们的自然环境中。 0063 胰腺 细胞或胰岛的使用使得能够获得关于病人对胰岛素的需求的信息, 使得 能够以类似于在健康个体中血糖过多调节的方法调节病人的血糖过多。 0064 传感器 2 还可以包括至少一组处理单元 25。为了形成测量的电信号 V, 并且获得 至少一个指示胰岛素的需求的参数 P, 每一个微电极 21 随。
22、后被联接至单一的处理单元 25。 0065 参数 P 也可以指示用于生理研究的胰腺 细胞 23 或胰岛 230 的电活动状态。可 以在筛查有毒分子并监测细胞以研究它们从干细胞到胰腺 细胞的分化、 也就是它们结 构化成胰岛的背景下执行这一生理研究。也可以出于治疗目的执行这一生理研究。 0066 每一个微电极 21 具有一个处理单元 25 的优点是, 其能够持续且实时地处理测量 的电信号 V。 0067 优选地, 处理单元 25 定制为模拟微电子电路, 例如采用亚微米 CMOS 技术生产的。 对于获得高电路集成密度 (几 mm2) 和低能量消耗, 使得能够持续使用传感器 2 较长时间且 限制传感器。
23、 2 周围的温度增加, 这一微电子集成方案是最优的。信号的模拟处理实际上使 得无需进行数字计算 (在标准或专用处理器上) 而执行成为可能, 并且因此通过在单一线路 上编码每一个信号而最小化到电路的内部连接。此外, 标准 CMOS 技术处理单元 25 的生产 是不昂贵的。 0068 处理单元 25 包括子单元 251 和子单元 253。 0069 信号的形成由子单元 251 执行, 子单元 251 接收来自于微电极 21 的电信号 V 且依 照放大和 / 或过滤型 (de type filtrage) 数学函数对它们进行处理。在测量电势的情况 下, 子单元 25 可以特别地测量动作电势。 007。
24、0 通过获得子单元 253 执行参数 P 的获得 ; 参数 P 的值基于子单元 253 的输入信号 计算, 其中输入信号包括形成的电信号 V 以及设定点值 Vc。设定点值 Vc 指示胰腺 细胞 23 或胰岛 230 的正常活化。 0071 传感器 2 还包括调整器 26, 用于将指示胰岛素需求的参数 P 转变为控制信号 C, 以 控制胰岛素分配器 3。具有用于所有处理单元 25 的调整器 26。获得的控制信号 C 取决于 由处理单元 25 获得的参数 P 和设定点值 Vc 之间的差值, 以及这一差值的导数。特别地, 控 制信号 C 基于由于对测量的电信号 V 进行时间和统计处理而形成的电信号 。
25、V 的波形、 和 / 或形成的电信号 V 的频率特性。调整器 26 还考虑安全设定点, 例如被分配的胰岛素量的相 对和绝对限值和 / 或被分配的胰岛素量的变化限值。 0072 例如, 调整器26可以依照形成的电信号V的标准偏差或振动频率实现阈值检测变 量 ; 小波滤波 ; 等等。 说 明 书 CN 102933143 A 7 5/7 页 8 0073 所述一组微电极 21 和 / 或一组处理单元 25 和 / 或调整器 26 可以生产于或位于 半导体材料, 例如硅。 0074 所述一组微电极 21 和 / 或一组处理单元 25 和 / 或调整器 26 可以生产于或位于 相同的半导体衬底或单独的。
26、衬底, 随后因此电力地相互连接 (由于金属化迹线 M 或柔性连 接 F) 。 0075 例如, 如在图 5 至 7 所示, 一组微电极 21、 一组处理单元 25 和调整器 26 生产于单 独的硅衬底 21s、 25s、 26s 且通过柔性连接 F 连接 (参见图 5 至 7) 。供选择地, 单独的硅衬底 21s、 25s、 26s 可以位于相同衬底 28, 随后以本领域技术人员已知的方式彼此电力连接 (参 见图 6) 。 0076 在图 7 的示例中, 所述一组微电极 21 和一组处理单元 25 直接生产于相同的硅衬 底 21-25s, 并且通过金属化迹线 M 电力地连接。 0077 在图8。
27、的示例中, 所述一组微电极21、 一组处理单元25和调整器26直接生产于相 同的硅衬底 21-25-26s, 并且通过金属化迹线 M 电力地连接。 0078 直接在半导体衬底上生产所述一组处理单元 25 的优点是, 其避免了由胰腺 细 胞 23 或胰岛 230 产生且由所述一组微电极 21 测量的电信号 V 的退化, 以及关于电信号 V 的体外处理的信息的损失。 0079 在半导体衬底 21s、 23s、 25s、 21-25s、 21-25-26s 上生产所述一组微电极 21、 一组 处理单元 25 和调整器 26 是本领域技术人员已知的且不在下文更详细描述。将引用微电极 阵列 (MEA) 。
28、技术的示例。 0080 传感器2可以适于以至少部分地被植入于病人身体9内, 如图5至8所示。 如果传 感器 2 部分地可植入病人身体 9 内, 至少所述一组微电极 21 和胰腺 细胞 23 或胰岛 230 处于病人身体 9 内。优选地, 所述一组处理单元 25 也位于病人身体 9 内 (图 7) 。还可能生 产包括一组微电极 21、 胰腺 细胞 23 或胰岛 230、 所述一组处理单元 25 和调整器 26 的传 感器 2, 并且全部可植入病人身体 9 内 (图 8) 。 0081 优选地, 传感器 2 被植入间质组织内, 接近病人身体 9 的动脉或腹膜。 0082 身体的抗体攻击所有被识别为。
29、外来的或与病人身体 9 的免疫系统不一致的分子, 如在移植的情形中。 0083 为了防止这一反抗, 传感器 2 还可以包括半渗透膜 27, 适于过滤液体, 例如 血液, 其必须接近胰腺 细胞 23 且阻止包含于液体中的重量大于 65kDa(千道尔顿 ; 1Da=1.67 10-24g) 的分子。因此, 不需要选择与病人 9 的免疫系统一致的胰腺 细胞或胰 岛 : 在膜 27 的存在下, 反抗的风险被降低且不需要指定免疫抑制剂。 0084 传感器 2 的供电电源可以是内部的或外部的。在后者情形下, 电源必须是可移动 的且能够在病人 9 走来走去时陪伴他或她。外部电源可以由外部感应产生。内部电源可。
30、以 由电池产生。 0085 胰腺 细胞 23 或胰岛 230 可以来源于猪、 鼠科 (例如老鼠) 或人类。胰腺 细胞 也可以来源于无性繁殖 (也就是, 它们已经被从一个或多个胰腺细胞无性繁殖) 或从干细 胞 (也就是, 从还没有分化且能够被转变为任何类型细胞的细胞) 获得。人类的胰腺 细胞 也可以是尸体的, 也就是, 来自于死后其生理功能被影响之前的捐赠人。 0086 在微电极 21 上胰腺 细胞 23 的数量在健康个体的胰腺内的胰腺 细胞数量的 说 明 书 CN 102933143 A 8 6/7 页 9 0.01% 和 1% 之间。优选地, 胰腺 细胞 23 的数量为健康个体的胰腺内的胰腺。
31、 细胞数量 的 0.1%。 0087 胰岛 230 的数量被确定为使得包含于这些胰岛 230 内的胰腺 细胞的数量在健 康个体的胰腺内的胰腺 细胞数量的 0.01% 和 1% 之间。优选地, 胰岛 230 的数量被确定 为使得胰腺 细胞的数量为健康个体的胰腺内的胰腺 细胞数量的 0.1%。 0088 传感器 2 可以用于除了胰岛素治疗的其它目的。实际上, 传感器 2 可以用于多种 试验, 例如筛选 (在其中数百甚至数千种成分沉积于至少同样多传感器上的试验) 或实验室 分析 (例如, 体外测量葡萄糖需求) 。 0089 获得的结果 0090 可以在图 1 的传感器 2 上进行实验室试验。 009。
32、1 图 2 示出了在葡萄糖和氯甲苯噻嗪存在的情况下, 传感器 2 的胰腺 细胞 23 的 活动。 0092 已知的是, 在活体内, 葡萄糖的存在导致电信号的产生, 例如以电势的形式, 其中 电势的轮廓可以具有在健康个体的胰腺 细胞中的动作电势的形式。胰腺 细胞随后释 放胰岛素。还已知的是, 在活体内, 氯甲苯噻嗪抑制葡萄糖对健康个体的胰腺 细胞的影 响, 也就是在葡萄糖和氯甲苯噻嗪共同存在的情况下, 胰腺 细胞不产生动作电势且因而 不分泌胰岛素。 0093 图 2 的第一条线表示葡萄糖存在于 20mM 的时间, 也就是从 0 分到 50 分。第二条 线表示氯甲苯噻嗪存在于 200M 的时间, 。
33、也就是从大约 13 分至 16 分和从大约 27 分至 35 分。在第三条线中, 每一条表示电信号 V 中识别的动作电势的发生。第四条线示出了作为 时间 (以分钟计) 的函数的这些动作电势的瞬时频率 (以赫兹的 IFR) 。 0094 可以看到, 在存在葡萄糖而没有氯甲苯噻嗪时, 传感器 2 的胰腺 细胞 23 具有持 续的生理活动, 同时, 当存在氯甲苯噻嗪时, 传感器 2 的胰腺 细胞 23 具有基本的生理活 动 (零胰腺 细胞 23 活化) 。 0095 还可以看到, 氯甲苯噻嗪的影响不是决定性的。实际上, 当不再有氯甲苯噻嗪时, 传感器 2 的胰腺 细胞 23 的电活化由于仅存在葡萄糖。
34、而再次变得持续。 0096 因此, 传感器 2 的胰腺 细胞 23 相对于氯甲苯噻嗪具有生理行为。 0097 图3示出了在电信号V中识别的动作电势发生的变化, 其中, 电信号V在胰腺细 胞 23 上测得, 动作电势发生的变化作为葡萄糖浓度的函数。第一条线示出了葡萄糖浓度。 在第二条线中, 每一条表示动作电势的发生。第四条线示出了以类似形式动态地且持续地 测量的电信号 V。在虚垂直线处可看到动作电势波形。 0098 在图 3 中可以看出, 当葡萄糖浓度为 20mM 时, 在电信号 V 中动作电势的发生高于 当葡萄糖浓度为 2.8mM 时。 0099 因此, 胰腺细胞23的电活动随葡萄糖浓度而改变。
35、, 并且动作电势的发生随之增 加, 这与健康个体的胰腺的胰腺 细胞发生的情况相对应。 0100 图 4 示出了肠促胰岛素激素 GLP-1 对传感器 2 的胰腺 细胞 23 内的动作电势的 产生的影响。已知的是, 对于健康个体, 肠促胰岛素激素 GLP-1 增加胰腺 细胞内的动作 电势的产生和因此的胰岛素的分泌。 0101 图 4 的第一条线示出了传感器 2 的胰腺 细胞 23 位于与由垂直箭头所示的肠促 说 明 书 CN 102933143 A 9 7/7 页 10 胰岛素激素GLP-1接触的时间。 第二条线示出了实时动态地且持续地测量的电信号V, 具有 可以以向下峰值的形式看出的动作电势的发。
36、生。 0102 可以看出的是, 在注入肠促胰岛素激素GLP-1大约二十秒之后, 传感器2的胰腺 细胞 23 的电活化显著地增加。这样清晰地复制了在健康个体的胰腺的胰腺 细胞的自然 环境中所观察到的。 0103 生产传感器的方法 0104 参考图 9, 描述用于生产上述传感器 2 的方法。 0105 这一方法包括以下步骤 : 0106 -E1, 提供衬底 21s、 21-25s、 21-25-26s, 具有一组微电极 21, 选择地一组处理单元 25 和 / 或调整器 26 ; 0107 -E2, 通过等离子清理衬底 21s、 21-25s、 21-25-26s ; 以及 0108 -E3, 在。
37、所述一组微电极 21 上培养胰腺 细胞 23 或胰岛 230。 0109 使用等离子清理衬底 ( “等离子清理器” ) 的E2使得衬底21s、 21-25s、 21-25-26s的 表面成为疏水的且准备其用于胰腺 细胞 23 在衬底 21s、 21-25s、 21-25-26s 上的粘附。 0110 以常规的方式获得胰腺 细胞 23 或胰岛 230。 0111 胰岛素分配装置 0112 参考图 5 至 8, 在下面描述用于分配胰岛素的可行装置 1 的一个示例。 0113 装置 1 包括胰岛素分配器 3, 用于分配注入病人身体 9 内的胰岛素的量。 0114 装置 1 还包括上述的传感器 2。 。
38、0115 胰岛素分配器 3 可以植入病人身体 9 内。这不是必须的, 由于胰岛素分配器 3 还 可以位于病人身体 9 外部。 0116 如果胰岛素分配器 3 和传感器 2 全部可植入病人身体 9 内, 病人 9 将不被连接至 他的或她的身体的外部物体的存在打扰。此外, 这是审美和心理上的优点。装置 1 的电源 可以与传感器 2 的相同。 0117 通过这一装置 2 以闭环执行该血糖过多调节。实际上, 胰腺 细胞 23 产生电信 号 V 作为病人 9 的胰岛素需求的函数, 所述一组微电极 21 测量这些电信号 V 并且所述一组 处理单元 25 形成它们且从此获得参数 P。这一参数 P 由调整器 。
39、26 接收, 调整器 26 基于这 一参数 P, 产生并发送控制信号 C 至胰岛素分配器 3。胰岛素分配器 3 分配相应于控制信号 C的胰岛素量。 分配的胰岛素对血糖过多起作用并且因而改变病人9后来的胰岛素需求, 并 且血糖过多的降低导致了胰腺 细胞的活化的降低与动作电势的频率的降低, 并因此回 到基本线且停止控制信号 C, 直到有了血糖过多的另一个增加, 例如在进餐期间。 说 明 书 CN 102933143 A 10 1/4 页 11 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102933143 A 11 2/4 页 12 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102933143 A 12 3/4 页 13 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102933143 A 13 4/4 页 14 图 9 说 明 书 附 图 CN 102933143 A 14 。