DE19946059A1 - System zur transdermalen Gewinnung von Körperflüssigkeit - Google Patents

Abstract

System zur transdermalen Gewinnung von Körperflüssigkeit zur Bestimmung mindestens eines Analyten, beinhaltend eine Vorrichtung zur transdermalen Applikation von mindestens einem Partikel, mit einer Beschleunigungsvorrichtung, die das mindestens eine Partikel auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die ein Eindringen des Partikels in ein Hautareal bis in die Epidermis oder Dermis ermöglicht, sowie einem Auslösemechanismus zum Auslösen der Beschleunigungsvorrichtung und ein Reservoir für das mindestens eine Partikel. DOLLAR A Die in dem System verwendeten Partikel sind vorzugsweise so beschaffen, daß sie vom Körper resorbiert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Gewinnung von Körperflüssigkeit durch die Hautoberfläche, um in der so gewonnenen Körperflüssigkeit einen oder mehrere Ana­ lyten zu bestimmen. Zur Gewinnung der Körperflüssigkeit wird ein Hautareal so mit Parti­ keln beschossen, daß diese bis in die Epidermis oder die Dermis eindringen. Die in dem erfindungsgemäßen System verwendeten Partikel enthalten vorzugsweise keinen Anteil von den zu bestimmenden Analyten, um eine Verfälschung der Analyse zu vermeiden. Weiterhin sind die Partikel vorzugsweise so beschaffen, daß sie von der Epidermis bzw. der Dermis resorbiert werden können.

Die vorliegende Erfindung fällt in das Gebiet der Systeme und Vorrichtungen zur Ent­ nahme von Körperflüssigkeiten aus Lebewesen. Eine solche Entnahme wird heutzutage weltweit millionenfach durchgeführt, um medizinische Diagnosen zu ermöglichen. Dieses Technikgebiet ist im wesentlichen zweigeteilt. In dem ersten Bereich werden Flüssig­ keitsmengen im Bereich von einigen Millilitern mit Hilfe von Spritzen oder sogenannten Vakutainern entnommen, um mit der Körperflüssigkeitsprobe eine Vielzahl von Untersu­ chungen durchführen zu können. In einem zweiten Bereich werden hingegen Flüssigkeiten im Bereich von etwa 2 bis 20 µl entnommen, um damit sogenannte Schnelltests durchfüh­ ren zu können. Diese Art der Schnelltestung hat sich insbesondere im Bereich der Blut­ zuckermessung durchgesetzt. Daneben werden mit den Schnelltests auch Cholesterin, Blut­ fette, Drogen und andere analytische Parameter bestimmt. Zahlenmäßig überwiegt jedoch die Blutzuckerbestimmung, die übrigen Nachweise um ein Vielfaches. Der Grund hierfür liegt in dem relativ hohen Anteil von Diabetikern in der Bevölkerung, der Notwendigkeit einer häufigen Messung der Blutzuckerwerte und dem großen medizinischen Nutzen aus einer Kenntnis der Blutzuckerwerte. Durch eine regelmäßige Kontrolle kann der Diabeti­ ker erkennen, wenn sein Blutzuckerspiegel außerhalb des Normbereichs gerät, und er kann somit entsprechende Maßnahmen ergreifen, um den Blutzuckerspiegel in den Normbereich zurückzuführen. Eine häufige Überschreitung des Blutzuckerspiegels hat in vielen Fällen Erblindungen zur Folge und macht Amputationen von Extremitäten notwendig. Die Zahl von Erblindungen und Amputationen konnte in den letzten Jahren durch eine stärkere Kontrolle der Blutzuckerwerte mit Hilfe von Schnelltesten bereits signifikant verringert werden. Kurzzeitig noch wesentlich verhängnisvoller als ein überhöhter Blutzuckerspiegel sind jedoch zu niedrige Blutzuckerwerte, bei denen der Diabetiker in einen sogenannten Hypoglykämischen Schock geraten kann, in dem er bewußtlos wird und stirbt, sofern ihm keine Hilfe von Dritten zuteil wird.

Ohne näher auf den medizinischen Wert weiterer diagnostischer Schnellteste einzugehen, ergibt sich aus dem Gesagten direkt, daß ein großes Bedürfnis an einer weiten Verbreitung von diagnostischen Schnelltesten und insbesondere Blutzuckerschnelltesten besteht. Auf dem Markt sind bereits eine Reihe von Testsystemen erhältlich, die mit geringen Mengen an Kapillarblut auskommen und verläßliche Blutzuckermeßwerte liefern. Einer weiten Verbreitung solcher Systeme stehen weniger die mit der Testung verbundenen Kosten ent­ gegen sondern die nach wie vor notwendige Entnahme von Blut bzw. Körperflüssigkeit für die Testung. In den letzten Jahren hat es daher vielfältige Bestrebungen gegeben, eine Blutentnahme gänzlich zu vermeiden oder aber die Blutentnahme so schmerzfrei und an­ genehm wie möglich zu gestalten. Ein Blutentnahmegerät, das bereits eine weitestgehend schmerzfreie und einfach handhabbare Blutentnahme ermöglicht, ist beispielsweise in dem US Patent RE 35,803 beschrieben. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl anderer Blutent­ nahmegeräte am Markt, die ebenfalls auf dem Prinzip basieren, daß mit einer scharfen Lanzette eine relativ kleine Wunde erzeugt wird, aus der Blut austritt. Weiterhin sind im Stand der Technik Vorrichtungen zur Entnahme von interstitieller Flüssigkeit bekannt, bei denen eine dünne Kanüle in die Dermis eingestochen wird und durch Anwendung von Druck auf den die Einstichstelle umgebenden Bereich interstitielle Flüssigkeit durch die Kanüle ausgepreßt wird. Beiden Prinzipien zur Entnahme von Körperflüssigkeit ist ge­ meinsam, daß eine Lanzette oder Kanüle zurückbleibt, die mit der Körperflüssigkeit in Kontakt stand und somit kontaminiert ist. Da es sich hier um äußerst spitze Gegenstände handelt, ist ein Infektionsrisiko durch unbeabsichtigtes Stechen relativ hoch.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein schmerzarmes System zur Entnahme kleiner Körperflüssigkeitsmengen zur Verfügung zu stellen, das ohne eine Nadel, eine Ka­ nüle oder einen anderen spitzen Gegenstand auskommt, der mit der Körperflüssigkeit in direkten Kontakt kommt.

Gelöst wird das genannte Problem durch ein System zur transdermalen Gewinnung von Körperflüssigkeiten, das eine Vorrichtung beinhaltet, mit der mindestens ein Partikel auf eine Geschwindigkeit beschleunigt wird, die ein Eindringen des Partikels in die Haut bis in die Epidermis oder Dermis ermöglicht. Das mindestens eine Partikel sollte frei von dem zu bestimmenden Analyt sein, um eine Interferenz mit der Analyse zu vermeiden und das Partikel weiterhin von dem Körper resorbiert wird.

Bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems betreffen Vorrichtungen, die ein Austreten der Körperflüssigkeit unterstützen sowie Mittel zur Bestimmung eines Ana­ lyten, die in das System integriert sind.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß ein Eindringen von Partikeln in ein Hautareal mit dem Austritt von Blut oder interstitieller Flüssigkeit durch die entstan­ dene Hautöffnung verbunden sein kann. Diese Beobachtung ist keineswegs neu, was in Hinblick auf Schußwaffen direkt einleuchtet. Es ist jedoch auch direkt einleuchtend, daß eine direkte Anwendung von Schußwaffen oder dergleichen zu dem Zweck der vorliegen­ den Erfindung unmöglich ist, da die verwendeten Projektile viel zu groß sind, zu tief in den Körper eindringen und zu große, oft lebensgefährliche Verletzungen hervorrufen. Weiter­ hin werden die im Bereich von Schußwaffen verwendeten Projektile nicht vom Körper resorbiert, was sie für den erfindungsgemäßen Zweck ungeeignet macht.

Im Stand der Technik sind Vorrichtungen zur transdermalen Applikation von Medika­ menten bekannt, bei denen Partikel in eine Hautoberfläche eingeschossen werden. Ein sol­ ches Projektil ist beispielsweise aus der US 4,326,524 bekannt, welches jedoch aufgrund seiner Größe im Bereich mehrerer Millimeter Durchmesser ungeeignet für eine schmerz­ arme Entnahme von Körperflüssigkeiten ist. In einer Reihe von Dokumenten (zum Beispiel US 5,630,796 und WO 99/04838) wird beschrieben, kleine Medikamentenpartikel durch Einschuß in den Körper subkutan zu applizieren. Diese Dokumente geben keinen Hinweis darauf, daß ein Einschuß von Partikeln auch geeignet sein könnte. Körperflüssigkeiten zu gewinnen. Weiterhin stellt die Zusammensetzung der verwendeten Partikeln auf den ver­ folgten therapeutischen Effekt ab und berücksichtigt in keiner Weise eine mögliche Inter­ ferenz mit einer analytischen Bestimmung.

Ein System im Sinne der vorliegenden Erfindung dient zur Gewinnung kleiner Mengen von Körperflüssigkeiten. Die Mengen an Körperflüssigkeit, die gewonnen werden, liegen typischerweise im Bereich von etwa 0.1-2 µl. Unter Körperflüssigkeiten im Sinne der Erfindung sollen insbesondere Blut und interstitielle Flüssigkeit (ISF) verstanden werden. Blut kann durch Verletzung des Kapillarnetzwerkes in der Grenzschicht zwischen Dermis und Epidermis bzw. in der Dermis gewonnen werden. Die Eindringtiefe hierfür liegt, ab­ hängig von der jeweiligen Person, etwa in 500 µm Tiefe. Für eine Entnahme von ISF ist es günstig, die Partikel bis in die Grenzschicht zwischen Epidermis und Dermis bzw. etwas tiefer eindringen zu lassen. Mit Eindringtiefe wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Distanz zwischen Hautoberfläche und Schwerpunkt des jeweiligen Partikels verstan­ den. Bevorzugte Entnahmestelle für Kapillarblut sind die Fingerspitzen, da die hier herge­ stellten Hautöffnungen sich nicht direkt wieder verschließen, so daß ausreichend Blut nach außen dringen kann. Schmerzarmer ist hingegen eine Entnahme von Blut aus der so­ genannten Plattenhaut, wie sie beispielsweise am Unterarm vorliegt. Hier werden in der Regel jedoch zusätzliche Maßnahmen erforderlich sein, einen in der Hautoberfläche er­ zeugten Kanal offen zu halten, um genügend Blut austreten zu lassen. Zur Entnahme von interstitieller Flüssigkeit müssen hingegen keine Kapillaren verletzt werden. Bei interstiti­ eller Flüssigkeit handelt es sich nach heutigen Erkenntnissen um ein Ultrafiltrat des Ka­ pillarblutes, in dem Blutzucker mit den gleichen Verfahren nachgewiesen werden kann wie in Kapillarblut.

Ein System gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zur transder­ malen Applikation von Partikeln. Hierzu müssen die Partikel auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die ausreicht, sie bis in die Epidermis oder Dermis eindringen zu lassen. Geeignete Beschleunigungsvorrichtungen können auf unterschiedlichen Prinzipien basieren. Es ist beispielsweise möglich, die Partikel lösbar an einem Träger anzubringen, der beschleunigt wird und der innerhalb der Beschleunigungsvorrichtung verbleibt, wäh­ rend sich die Partikel ablösen und in den Körper eindringen. Eine Vorrichtung zu diesem Zweck, die auf einem elektromagnetischen Prinzip basiert, ist in der WO 99/04838 be­ schrieben, auf die hiermit vollinhaltlich bezug genommen wird. Eine weitere Möglichkeit, die Partikel auf die notwendigen Geschwindigkeiten zu beschleunigen besteht darin, sie auf einer Membran aufzubringen, die durch einen Druckstoß beschleunigt wird. Geeignete Vorrichtungen sind beispielsweise in US 5,204,253 und US 5,630,796 beschrieben. Betref­ fend die Verfahren zur Beschleunigung von Partikeln wird auf die vorstehend genannten Dokumente vollinhaltlich Bezug genommen. Eine Vorrichtung zur transdermalen Appli­ kation von Partikeln kann prinzipiell entsprechend der in US 5,630,796 dargestellten Vor­ richtung ausgeführt werden, bei der ein Rohr vorgesehen ist, das mit seinem offenen Ende auf eine Hautpartie aufgesetzt wird und das zur Herstellung eines definierten Abstandes zwischen einem Reservoir für die Partikel und der Hautoberfläche sorgt. Entsprechend den vorstehend genannten Dokumenten können die Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls in einem Reservoir angeordnet sein, das die Partikel kontaminationsfrei umgibt und das sich bei Betätigung der Beschleunigungsvorrichtung öffnet.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, die Partikel im wesentlichen senkrecht zur Hautoberfläche zu beschleunigen und eindringen zu lassen. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Partikel unter einem Winkel zur Hautoberfläche zu applizie­ ren.

Die Partikel, die transdermal appliziert werden, sollten im wesentlichen frei von Bestand­ teilen sein, die mit einer nachfolgenden Analyse interferieren. Insbesondere sollten die Partikel frei von dem bzw. den Analyten sein, die bestimmt werden. Andererseits können Beimengungen des Analyten toleriert werden, sofern ihre Konzentration so gering ist, daß eine nachfolgende Analyse nicht wesentlich verfälscht wird. In diesem Zusammenhang ist es günstig, daß eine Auflösung der Partikel, die zu einer Kontamination führen könnten, in der Regel langsamer abläuft als ein Austritt von Körperflüssigkeit. Somit können unter Umständen Anteile des Analyten in den Partikeln toleriert werden. Ein weiteres Kriterium für die Partikel besteht darin, daß sie im wesentlichen vollständig von dem Körper resor­ biert werden sollten. Als geeignet haben sich Gelatine, Zucker, Proteine, Eis sowie Gemi­ sche der genannten Stoffe erwiesen. Für einen Nachweis von Blutzucker (Glucose) können für die Partikel Zucker, wie z. B. Saccharose, Fructose und Mannose eingesetzt werden. Um eine im wesentlichen schmerzarme Gewinnung von Körperflüssigkeit zu ermöglichen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Partikel zu verwenden, deren Durchmesser kleiner als 700 µm ist. Die Partikel können beispielsweise die Form von Kugeln, Ellipsoiden oder Scheiben haben.

Wie bereits eingangs erwähnt, eignet sich das System gemäß der folgenden Erfindung ins­ besondere zur Gewinnung von Kapillarblut und interstitieller Flüssigkeit. Es hat sich her­ ausgestellt, daß für diese beiden Typen von Körperflüssigkeiten unterschiedliche Parame­ ter bezüglich Partikelgröße und Geschwindigkeit vorteilhaft sind.

Für eine Gewinnung von Kapillarblut ist es günstig, Partikel mit einem Durchmesser im Bereich zwischen 100 und 500 µm zu verwenden, da in diesem Größenbereich eine ausrei­ chende Wahrscheinlichkeit besteht, schon durch ein oder wenige Partikel eine Kapillare zu treffen. Die Eindringtiefe der Partikel in die Haut sollte zur Gewinnung von Kapillarblut im Bereich zwischen 0,5 und 1,3 mm liegen. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Eindring­ tiefe mit einer Partikelgeschwindigkeit im Bereich von 500 bis 1500 m/sec für Partikel zwischen 100 und 500 µm Durchmesser und einer Dichte von etwa 1 g/cm³ erreicht werden kann.

Für die Gewinnung von interstitieller Flüssigkeit ist es hingegen günstig, eine Vielzahl von kleineren Partikeln zu verwenden, die etwa 50 bis 500 µm tief eindringen. Es hat sich als günstig herausgestellt, Partikel mit einem Durchmesser im Bereich von 20 bis 100 µm zu verwenden, die auf eine Geschwindigkeit im Bereich von 500-1500 m/sec beschleunigt werden. Um mit Partikeln dieser Größe eine ausreichende Menge an interstitieller Flüssig­ keit fördern zu Können, ist es bevorzugt 100-10 000 Partikel simultan zu verwenden.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Systems ist es, daß die durch die Partikel gebildeten Hautöffnungen von den Partikeln selbst offengehalten werden, wenn die Partikel in geeig­ neter Tiefe steckenbleiben. Würde lediglich eine Hautöffnung - auf welchem Wege auch immer - gebildet werden so schließt sich die Öffnung im Bereich der Plattenhaut von selbst, was eine Gewinnung von Körperflüssigkeit behindert.

Ein erfindungsgemäßes System kann in der vorstehend beschriebenen Form verwendet werden, um Körperflüssigkeit auf die Körperoberfläche zu fördern, von wo sie auf ein Testelement oder dergleichen appliziert wird, um einen analytischen Test durchzuführen. Dies entspricht der Verwendung heute marktüblicher Blutentnahmevorrichtungen, bei de­ nen durch eine Lanzette eine Wunde erzeugt und ausgetretenes Blut von Patienten auf einen Teststreifen appliziert wird. Ein erfindungsgemäßes System kann jedoch auch mit Mitteln ausgestattet werden, die geförderte Körperflüssigkeit aufnehmen, wie beispiels­ weise Kapillaren oder kapillaraktive (saugfähige) Materialien. Vorzugsweise sind diese Mittel zur Aufnahme von Körperflüssigkeit direkt mit einem Testelement zur Durchfüh­ rung eines analytischen Testes verbunden, so daß die aufgenommene Körperflüssigkeit dem Testelement zugeführt wird. Die Zuführung von interstitieller Flüssigkeit mit einer Kapillare zu einer Testmembran ist beispielsweise in der US 5,820,570 beschrieben. In der US 4,637,403 ist eine entsprechende Anordnung für die Zuführung von Blut über eine Kapillare zu einer Testmembran beschrieben.

Günstig ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine automatisierte Heranführung eines Testelementes an die Austrittsstelle der Körperflüssigkeit. Hierdurch kann eine Ka­ pillare vermieden werden, die ein zusätzliches Wegwerfteil ist und die auch fertigungs­ technisch ungünstig ist. Vorteilhaft besitzt das Testelement einen Bereich, mit dem es an die auf der Körperoberfläche befindliche Körperflüssigkeit herangeführt werden kann, der kein Reagenz oder eine Testchemie enthält. Hierdurch kann vermieden werden, daß che­ mische Substanzen in die Körperöffnung hineingelangen. Insbesondere die in vielen Testen verwendete Glucoseoxidase kann zu Imitationen führen.

Weiterhin kann ein erfindungsgemäßes System auch Mittel zur Bestimmung eines Analy­ ten beinhalten. Ein solches Mittel kann beispielsweise ein Testelement sein, das eine Farbveränderung erfährt, wenn es mit dem Analyten befeuchtet wird. Eine solche Farbver­ änderung kann dann visuell oder colorimetrisch mit einem Photometer ausgewertet wer­ den, um eine quantitative Bestimmung des Analyten zu ermöglichen. Da derartige Test­ elemente und Photometer zu ihrer Auswertung dem Stand der Technik hinlänglich bekannt sind, wird hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen. Weiterhin kann die Bestim­ mung eines Analyten mit Hilfe einer Meßzelle, wie einer elektrochemischen Meßzelle, erfolgen. Für eine Glucosebestimmung sind beispielsweise Meßzellen gebräuchlich, bei denen auf einer Elektrode Glucoseoxidase aufgebracht wird und als Gegenelektrode eine unbeschichtete Metallelektrode verwendet wird. Die gemessene Potentialänderung beruht der Bildung von Wasserstoffperoxid an der mit Glucoseoxidase beschichteten Elektrode. Im Stand der Technik sind auch elektrochemische Testelemente bekannt, wie sie bei­ spielsweise in der EP-B-0505475 beschrieben sind, bei denen der sogenannte Kottrellstrom gemessen wird. Diese Beschreibung von Vorrichtungen zur Bestimmung von Analyten ist lediglich beispielhafter Natur. Selbstverständlich sind dem Fachmann eine Vielzahl weite­ rer Vorrichtungen zur Analytbestimmung bekannt, die im Rahmen der vorliegenden Er­ findung Anwendung finden können.

Die Integration von Mitteln zur Bestimmung eines Analyten in ein erfindungsgemäßes System kann beispielsweise erfolgen, indem das Mittel zur Analytbestimmung an das Mittel zur Aufnahme von Körperflüssigkeit gekoppelt wird, so daß wenn das Mittel zur Aufnahme von Körperflüssigkeit an die ausgetretene Körperflüssigkeit herangebracht wird, eine direkte Versorgung des Mittels zur Analyse mit Analyt erfolgt. Weiterhin kann das Mittel zur Analytbestimmung auch so in das erfindungsgemäße System integriert sein, daß es sich entweder so nah an der Austrittsstelle von Körperflüssigkeit befindet, daß es direkt mit Körperflüssigkeit versorgt wird oder aber das Mittel zur Analyse kann an die Körperflüssigkeit herangebracht werden, beispielsweise durch eine bewegliche Anordnung des Mittels zur Analytbestimmung in dem System.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, Mittel zur Unterstüt­ zung eines Austrittes von Körperflüssigkeit vorzusehen. In der US 5,820,570 ist in Fig. 2 eine Anordnung beschrieben, bei der der untere Rand eines Gehäuses, der sich in einem lateralen Abstand zur Entnahmestelle von Körperflüssigkeit befindet, auf die Körperober­ fläche gedrückt wird, und auf diese Weise Körperflüssigkeit aus dem Gewebe herausge­ preßt wird. In der WO 97/42886 wird weiterhin ein Verfahren zur Entnahme von Körper­ flüssigkeiten beschrieben, bei dem das Gehäuse eines Blutentnahmegerätes wiederholt so gegen die Körperoberfläche gedrückt wird, daß ein Ring von Gewebe niedergepreßt wird, um so Körperflüssigkeit aus der Austrittsstelle herauszupressen. In der US 3,626,929 ist weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei dem an der Fingerkuppe eine Wunde erzeugt wird und der proximale Teil des Fingers periodisch gepreßt wird, um einen Blutaustritt zu fördern. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen Mittel zur Unterstützung eines Austrittes von Körperflüssigkeit Vorrichtungen umfassen, die einen Druck auf ein Hautareal ausüben, das dem Hautareal in das das mindestens eine Partikel eingedrungen ist, benachbart ist. Weiterhin sollen Mittel umfaßt sein, die eine Ultraschall­ vorrichtung beinhalten, wie beispielsweise in der WO 94/08655 und der US 5,458,140 beschrieben. Schließlich sollen auch Mittel umfaßt sein, die zur Unterstützung des Aus­ trittes eine Vorrichtung zum Anlegen eines Unterdruckes an das Hautareal besitzen, in das das mindestens eine Partikel eingedrungen ist.

Die vorliegende Erfindung wird anhand einiger Figuren näher erläutert.

Fig. 1 Eindringen eines Partikels in ein Hautareal und Austritt von Blut,

Fig. 2 Elektromagnetisches System zur Beschleunigung von Partikeln,

Fig. 3 Lösbare Befestigung von Partikeln,

Fig. 4 Verpackung für Partikel,

Fig. 5 In Fig. 4 dargestellte Verpackung im Querschnitt,

Fig. 6 Elektromagnetisches System zur Beschleunigung eines einzelnen oder weniger Partikel.

Fig. 1 zeigt in den Darstellungen A bis C das Eindringen eines Partikels und das Austre­ ten von Blut. In Fig. 1A ist die Zubewegung des Partikels (10) auf die Körperoberfläche dargestellt. Aus der Figur sind ebenfalls die Hautschichten Epidermis und Dermis erkenn­ bar. In der Dermis sind blutführende Kapillarschlingen (20) vorhanden.

Darstellung B zeigt einen Zustand, in dem das Partikel die Epidermis durchdrungen hat und in der Dermis steckt. Beim Eintritt in die Dermis wurden die dargestellten Kapillar­ schlingen teilweise beschädigt, so daß Blut aus ihnen austreten kann. In Fig. 1C ist er­ kennbar, wie Blut aus den Kapillarschlingen durch die von dem Partikel verursachte Öff­ nung aus der Haut austritt und sich an der Körperoberfläche ein Blutstropfen (30) bildet.

In den Fig. 2 bis 6 sind Systeme zur Beschleunigung von Partikeln gezeigt, die der in­ ternationalen Anmeldung WO 99/04838 entnommen sind.

Fig. 2 zeigt ein elektromagnetisch arbeitendes System zur Beschleunigung der Partikel (10). Ein dünnes Metallband (101) ist so angeordnet, daß sich Bereiche des Bandes erge­ ben, die gegenüberliegen. Wird auf das Metallband an seinen Enden ein Strompuls gege­ ben, so stoßen sich die gegenüberliegenden Teile des Metallbandes aufgrund der erzeugten elektromagnetischen Felder ab. Der untere Teil des Metallbandes steht in Kontakt zu ei­ nem Wiederlager (102), so daß er nicht nach unten ausweichen kann. Dementsprechend wird der obere Teil des Metallbandes durch die elektromagnetische Abstoßung nach oben geschleudert, wie dies in Fig. 2B gezeigt ist. Die Partikel (10) befinden sich in einem Reservoir, das durch eine Kunststoffhaut (103) verschlossen ist. Die Kunststoffhaut besitzt eine Sollbruchstelle (104), die aufreißt, wenn der obere Teil des Metallbandes wegge­ schleudert wird. Hierdurch werden die Partikel (10) freigesetzt und fliegen mit einer Ge­ schwindigkeit, die wesentlich durch die Geschwindigkeit des Metallbandes bestimmt wird, auf eine Körperoberfläche zu, um dort in die Haut einzudringen.

In Fig. 3 ist eine alternative Befestigung der Partikel dargestellt. Diese besteht darin, daß die Partikel lösbar mit einer Oberfläche (110) verbunden sind. Die Oberfläche (110) kann ein beidseitig klebendes Band sein, das seinerseits auf einer Platte (111) befestigt ist. Die Platte (111) kann in Richtung der Partikel beschleunigt werden, und beim Abbremsen der Platte lösen sich die Partikel von der Oberfläche (110) infolge ihrer Massenträgheit und fliegen auf die Hautoberfläche zu. Die Beschleunigung der Platte (111) kann beispiels­ weise mechanisch durch eine auf der den Partikeln gegenüberliegende Seite angeordnete Feder, durch einen Druckstoß oder aber mit dem in Fig. 2 dargestellten elektromagneti­ schem Prinzip erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Platte zu verwenden, die in dem in Fig. 3A dargestellten Bereich eine Mulde aufweist und der übrige Bereich der Platte planar ist. Beim Verbiegen der Platte an zwei gegenüberliegenden Enden in Richtung der Vertiefung, wölbt sich die Vertiefung infolge mechanischer Spannung plötz­ lich vor, wie in Fig. 3 dargestellt, und beschleunigt die Partikel.

Fig. 4 zeigt eine weitere Möglichkeit eines Reservoirs für Partikel, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung verwendet werden kann. Die Partikel befinden sich in einem Kunststoffbehältnis, das an seinen Enden zugefalzt ist und in der Mitte eine Sollbruchstelle (104) aufweist. Beim Beschleunigen und nachfolgen­ dem Abbremsen der Trägerplatte (101) reißt das Reservoir (103) längs der Sollbruchstelle (104) auf und entläßt die Partikel. Dies ist in der Fig. 5 weitergehend dargestellt.

Fig. 6 zeigt ein auswechselbares Modul mit einem Reservoir für Partikel. Die Anordnung basiert auf dem elektromagnetischen Antriebsprinzip, wie es bereits in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Die Partikel (10) befinden sich in der Vertiefung (101a) eines elektrisch leitfähigen Bandes (101), das im dargestellten Beispiel M-förmig angeordnet ist.

Wird an die Kontakte (105) ein Stromimpuls angelegt, so stoßen sich die gegenüberliegen­ den Arme des elektrisch leitfähigen Bandes ab, und die äußeren Bereiche werden gegen die Wandungen (106) des Gehäuses (108) gedrückt. Durch die Auseinanderbewegung der Arme wird der U-förmige Teil des Bandes, in dem sich das Partikel (10) befindet, gestreckt und das Partikel (10) wird nach oben aus dem Gehäuse herausgeschleudert. Das in Fig. 6 dargestellte Modul besitzt ferner eine Siegelfolie (109), mit der der Raum, in dem sich die Partikel befinden, gegenüber dem Außenraum abgeschlossen wird. Hierdurch kann eine Sterilität der in den Körper eindringenden Partikel gewährleistet werden. Vor Benutzung des dargestellten Moduls, zur Einbringung der Partikel in den Körper, wird die Siegelfolie (109) abgezogen.

Claims (15)

1. System zur transdermalen Gewinnung von Körperflüssigkeit zur Bestimmung min­ destens eines Analyten, beinhaltend

• - eine Vorrichtung zur transdermalen Applikation von mindestens einem Partikel, mit einer Beschleunigungsvorrichtung, die das mindestens eine Partikel auf eine Ge­ schwindigkeit beschleunigt, die ein Eindringen des Partikels in ein Hautareal bis in die Epidermis oder Dermis ermöglicht, sowie einem Auslösemechanismus zum Auslösen der Beschleunigungsvorrichtung,
• - ein Reservoir für das mindestens eine Partikel.

2. System gemäß Anspruch 1, bei dem das mindestens eine Partikel im wesentlichen frei von dem mindestens einen zu bestimmenden Analyten ist.

3. System gemäß Anspruch 1, bei dem das mindestens eine Partikel so beschaffen ist, daß es im wesentlichen vollständig resorbiert wird.

4. System gemäß Anspruch 1, bei dem das mindestens eine Partikel im wesentlichen aus Gelatine besteht.

5. System gemäß Anspruch 1, bei dem die Körperflüssigkeit Blut ist, der Durchmesser des mindestens einen Partikels zwischen 100 und 500 µm liegt und die Beschleuni­ gungsvorrichtung das mindestens eine Partikel auf eine Geschwindigkeit im Be­ reich von 500 bis 1500 m/s beschleunigt.

6. System gemäß Anspruch 5, bei dem zwischen 1 und 10 Partikel simultan beschleu­ nigt werden.

7. System gemäß Anspruch 1, bei dem die Körperflüssigkeit interstitielle Flüssigkeit ist und eine Vielzahl von Partikeln mit einem Durchmesser im Bereich von 20 bis 100 µm simultan auf eine Geschwindigkeit im Bereich von 500 bis 1500 m/s be­ schleunigt werden.

8. System gemäß Anspruch 7, bei dem die Vielzahl 100 bis 10.000 Partikel umfaßt.

9. System gemäß Anspruch 1, das Mittel zur Aufnahme von Körperflüssigkeit bein­ haltet.

10. System gemäß Anspruch 9, bei dem das Mittel zur Aufnahme von Körperflüssig­ keit eine Kapillare oder ein kapillaraktives Material ist.

11. System gemäß Anspruch 1 oder 9, das Mittel zur Bestimmung eines Analyten bein­ haltet.

12. System gemäß Anspruch 1, 9 oder 11, das Mittel zur Unterstützung eines Austrittes von Körperflüssigkeit aus dem Hautareal besitzt.

13. System gemäß Anspruch 12, bei dem das Mittel zur Unterstützung des Austrittes eine Ultraschallvorrichtung ist.

14. System gemäß Anspruch 12, bei dem das Mittel zur Unterstützung des Austrittes eine Vorrichtung zum Anlegen eines Unterdruckes an das Hautareal ist.

15. System gemäß Anspruch 12, bei dem das Mittel zur Unterstützung des Austrittes eine Vorrichtung zum Ausüben eines Druckes auf ein zweites Hautareal, das dem Hautareal, in das das mindestens eine Partikel eingedrungen ist, benachbart ist.