針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システム
【課題】刺すだけで容易に設置可能で、穿刺の際の痛みが小さく、継続して生体成分を測定することができる針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムを提供する。
【解決手段】生体成分回収用デバイス１２が、針体２１と、針体２１の側面に設けられた表層膜２２と、表層膜２２に覆われた導通孔２３とを有している。導通孔２３は、針体２１の末端側の流入口２３ａから先端側まで伸びて、末端側の排出口２３ｂに循環して戻るよう設けられている。表層膜２２は、針体２１の先端側に、導通孔２３に連通する透析穴２４を有している。透析液を貯蔵する透析液タンク１３が流入口２３ａに接続され、送液ポンプ１５が透析液を導通孔２３に流す。測定手段１７が排出口２３ｂから排出された透析液に含まれる生体成分を測定し、排液タンク１８が測定後の透析液を貯蔵する。
【解決手段】生体成分回収用デバイス１２が、針体２１と、針体２１の側面に設けられた表層膜２２と、表層膜２２に覆われた導通孔２３とを有している。導通孔２３は、針体２１の末端側の流入口２３ａから先端側まで伸びて、末端側の排出口２３ｂに循環して戻るよう設けられている。表層膜２２は、針体２１の先端側に、導通孔２３に連通する透析穴２４を有している。透析液を貯蔵する透析液タンク１３が流入口２３ａに接続され、送液ポンプ１５が透析液を導通孔２３に流す。測定手段１７が排出口２３ｂから排出された透析液に含まれる生体成分を測定し、排液タンク１８が測定後の透析液を貯蔵する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体成分を測定するために使用される針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体成分は、体の健康状態を知る上で重要な指標であり、一般に、血液や尿、唾液などを用いて、様々な健康状態についての検査が行われている。従来の乳酸やグルコースなどの生体成分を測定する装置として、少量の血液を採取して計測を行うものがある（例えば、特許文献１または２参照）。
【０００３】
また、従来、脳内や腹部皮下脂肪内の生体成分を回収する方法として、マイクロダイアリシス法が利用されている。この方法は、微細な流路と透析膜とを搭載したプローブを組織に挿入し、浸透圧を利用して必要な生体成分を連続的に回収するものである（例えば、特許文献３参照）。プローブとしては、平型針または中空針などの形が開発されている（例えば、非特許文献１または２参照）。
【０００４】
なお、皮下約０．２〜２ｍｍの真皮および皮下２〜４ｍｍの皮下組織に満たされている皮下組織液と血液との間で、血管壁を通して生体成分の交換が行われている。このため、乳酸やグルコースなどの低分子量の生体成分の血液中の濃度は、皮下組織液中の濃度とほぼ平衡状態にあり、それらの間には相関があることが報告されている（例えば、非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９７８４８９号公報
【特許文献２】特許第３４９８１０５号公報
【特許文献３】特表２００６−５０１９１２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Jeffrey D. Zahn, et al, “MicrodialysisMicroneedles for Continuous Medical Monitoring”, Biomedical Microdevices, 2005,Vol.7, No.1, p59-69
【非特許文献２】M. Ellmerer, et al, “Continuous measurement ofsubcutaneous lactate concentration during exercise by combining open-flowmicroperfusion and thin-film lactate sensors”, Biosensors & Bioelectronics,1998, Vol.13, p1007-1013
【非特許文献３】伊藤成史, “マイクロバイオセンサを用いた経皮的乳酸濃度計測”, M&BE, 1995, Vol.6, No.4, p275-283
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および２に記載の血液を採取して生体成分の測定を行うものは、穿刺の際に多少の痛みを伴うという課題があった。また、測定のたびに穿刺して採血する必要があるため、継続して生体成分を測定するのが困難であるという課題もあった。非特許文献１または２に記載のような、マイクロダイアリシス法で従来使用されていたプローブは、設置の際に、手術をしたり、専用の刺入器具を使用したりしなければならず、手間がかかるという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、刺すだけで容易に設置可能で、穿刺の際の痛みが小さく、継続して生体成分を測定することができる針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る針状デバイスは、針体と、前記針体の長さ方向に沿って、前記針体の側面に設けられた表層膜と、前記針体の先端側から末端側に伸びるよう前記表層膜に設けられた導通孔とを、有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る針状デバイスは、その先端から皮膚に刺すことにより、厚さ約０．２ｍｍの表皮を突き抜けて、真皮や皮下組織まで達することができる。このとき、針体の先端側から末端側に伸びるよう設けられた導通孔を利用することにより、皮下組織液中の生体成分を回収したり、測定したりすることができる。乳酸やグルコースなどの低分子量の生体成分は、血液中の濃度と皮下組織液中の濃度とがほぼ平衡状態にあり、それらの間には相関があるため、皮下組織液中の生体成分を測定することにより、血液中の生体成分を測定するのと同様の結果が得られる。このように、本発明に係る針状デバイスは、刺すだけで容易に設置可能であり、どこにでも刺して生体成分を測定することができる。
【００１１】
また、針体に、太さが０．２ｍｍ程度の鍼灸用の針などの、径が小さい針を利用することにより、穿刺の際の痛みを小さくすることができる。また、径が小さい針を利用することにより、刺したまま日常の諸活動や行動を行っても、針状デバイスが破損したり、出血したりせず、装着感、違和感も極めて小さい。このため、日常の諸活動や行動中でも継続して生体成分を測定することができる。
【００１２】
導通孔が表層膜に覆われて設けられており、針体を直接加工する必要がないため、製造が容易で、導通孔を所望の構造に加工しやすい。表層膜は、導通孔を任意に加工できるよう、レーザーアブレーション等により微小加工が可能なポリイミドなどの素材から成ることが好ましい。
本発明に係る針状デバイスは、以下に示すように、生体成分を測定するために、様々な方法で使用することができる。
【００１３】
本発明に係る生体成分回収用デバイスは、透析を利用して生体成分を回収するための生体成分回収用デバイスであって、本発明に係る針状デバイスを有し、前記導通孔は、前記針体の末端側に流入口と排出口とを有し、前記流入口から前記針体の先端側まで伸びて前記排出口に循環して戻るよう設けられ、前記表層膜は、前記針体の先端側に、前記生体成分を通過可能に前記導通孔に連通するよう設けられた１または複数の透析穴を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る生体成分回収用デバイスは、透析穴が真皮や皮下組織に位置するよう、先端部を皮膚に刺して使用される。皮膚に刺した状態で、流入口から針体の先端側まで伸びて排出口に循環して戻るよう設けられた導通孔に、透析液を循環させる。これにより、浸透圧を利用して、皮下組織液中の生体成分を、透析穴を通して導通孔内の透析液中に回収することができる。
【００１５】
本発明に係る生体成分回収用デバイスは、皮膚に刺す深さを抑えるために、透析穴ができるだけ針体の先端に近い位置に設けられていることが好ましい。透析穴は、分子量の大きいタンパク質等が導通孔に入り込まないよう、測定対象の生体成分の大きさに応じた大きさに形成されていることが好ましい。本発明に係る生体成分回収用デバイスは、導通孔の針体の先端側に、表層膜を貫通して設けられた貫通口を有し、その貫通口を覆うよう設けられた半透膜を有していてもよい。この場合、半透膜に形成されている穴が、透析穴を成している。
【００１６】
本発明に係る生体成分測定システムは、本発明に係る生体成分回収用デバイスと、透析液を貯蔵し、前記流入口に接続された透析液タンクと、前記透析液タンクの前記透析液を前記流入口から前記導通孔に流すための送液ポンプと、前記導通孔を通って前記排出口から排出された前記透析液に含まれる前記生体成分を測定可能に設けられた測定手段と、前記測定手段で測定された後の前記透析液を貯蔵する排液タンクとを、有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る生体成分測定システムは、透析液タンクに貯蔵された透析液を、送液ポンプにより流入口から導通孔に流すことにより、導通孔に透析液を循環させることができる。この循環により生体成分が透析液中に回収されるため、排出口から排出された透析液に含まれる生体成分を測定手段で測定することにより、皮下組織液中に含まれると考えられる生体成分を測定することができる。また、送液ポンプで透析液を連続して送り続けることにより、測定手段で生体成分を継続的または間欠的に測定することができ、生体成分の経時的な変化を測定することができる。測定後の透析液は、排液タンクに貯蔵して回収し、廃棄することができる。
【００１８】
透析液は、皮下組織液との間で透析を行うことができ、回収した生体成分を分析可能であれば、いかなる成分から成っていてもよい。透析液は、例えば生理食塩水から成っている。測定手段は、測定対象の生体成分を測定可能であればよく、例えば、乳酸やグルコースを測定する場合には、それぞれを測定可能な酵素センサから成っていてもよい。測定手段は、後で測定結果を回収して解析を行えるよう、測定結果を記憶する記憶部を有していてもよい。本発明に係る生体成分測定システムは、測定手段を交換することにより、様々な種類の生体成分を測定することができる。また、測定手段を複数設けることにより、一度に複数種類の生体成分を測定することができる。測定手段で測定した結果を表示する表示手段を有していてもよい。
【００１９】
本発明に係る生体成分測定システムおよび生体成分回収用デバイスで、生体成分は、例えば乳酸、グルコース、アルコール、水分、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのイオン、ホルモン成分など、透析により回収可能な生体成分であれば、いかなるものであってもよい。例えば、測定対象の生体成分が乳酸から成る場合には、乳酸濃度との相関が強い運動強度を測定することができる。
【００２０】
本発明に係る針状デバイスで、前記導通孔は１対から成り、それぞれ光を通過可能に構成され、前記針体の先端側に開口を有していてもよい。また、この場合、本発明に係る生体成分測定システムは、本発明に係る針状デバイスと、前記針体の末端側から一方の導通孔に光を通す発光手段と、前記針体の末端側で他方の導通孔を通る光を測定する光測定手段とを、有していてもよい。これらの場合、発光手段から発して真皮や皮下組織を通った光を、光測定手段で測定することができる。この測定結果を利用して、真皮や皮下組織中の生体成分の分析を行うことができる。
【００２１】
本発明に係る生体成分測定システムは、一方の面に粘着剤層を有する貼付シートを有し、前記針状デバイスは、先端部が前記粘着剤層から突出するよう前記貼付シートに取り付けられ、前記針状デバイス以外の部品は、前記貼付シートの他方の面側に取り付けられていてもよい。この場合、全ての構成要素を貼付シートに一体化することができる。貼付シートを皮膚に貼ることにより、針状デバイスを皮膚に刺した状態で固定することができる。また、貼付シートを貼った状態で、生体成分の測定や分析を行うことができる。これにより、日常の諸活動や行動中でも、外れることなく、継続して生体成分を測定することができる。構成要素を小型化することにより、貼付シートを貼った状態でも気にならず、装着感、違和感が極めて小さく、手軽に生体成分の測定を行うことができる。針状デバイスが生体成分回収用デバイスから成る場合、透析液タンク、送液ポンプ、測定手段および排液タンクが、貼付シートの他方の面側に取り付けられる。また、導通孔に光を通して真皮や皮下組織を通った光を測定する場合、発光手段および光測定手段が、貼付シートの他方の面側に取り付けられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、刺すだけで容易に設置可能で、穿刺の際の痛みが小さく、継続して生体成分を測定することができる針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の生体成分測定システムの使用状態を示す（ａ）ブロック図、（ｂ）生体成分回収用デバイスの先端部の一部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の生体成分測定システムを示す（ａ）使用状態の斜視図、（ｂ）斜視図、（ｃ）Ａ−Ａ’線断面図である。
【図３】図２に示す生体成分測定システムの生体成分回収用デバイスの製造工程を示す横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の生体成分測定システムの、生体成分回収用デバイスの変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の生体成分測定システムの、生体成分回収用デバイスの回収機能を確認する実験態様を示す概略側面図である。
【図６】図５に示す実験により得られた、回収された透析液の乳酸濃度（回収液乳酸濃度）と標準液乳酸濃度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図６は、本発明の実施の形態の針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムを示している。
図１および図２に示すように、生体成分測定システム１０は、貼付シート１１と生体成分回収用デバイス１２と透析液タンク１３と送水チューブ１４と送液ポンプ１５と排水チューブ１６と測定手段（測定部、センサ）１７と排液タンク（廃液タンク）１８とを有している。
【００２５】
図２に示すように、貼付シート１１は、矩形状の両端が円弧状に形成された細長い形状を成し、市販の絆創膏と同じ程度の大きさを有している。貼付シート１１は、一方の面に粘着剤層１１ａを有しており、粘着剤層１１ａで皮膚の表面に貼付可能になっている。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、生体成分回収用デバイス１２は、針状デバイスから成り、細長い針体２１と、表層膜２２と導通孔２３と複数の透析穴２４とを有している。針体２１は、先端部の径が小さくて短い市販の鍼灸用の円皮鍼から成っている。なお、具体的な一例では、針体２１は、先端部の太さが約０．２〜０．２６ｍｍ、長さが約０．３〜１．８ｍｍである。
【００２７】
表層膜２２は、ポリイミド製で、針体２１の先端部から末端部まで、針体２１の長さ方向に沿って、針体２１の側面を覆うよう設けられている。なお、表層膜２２は、針体２１の刺入性が保たれるのであれば、針体２１の針先を覆っていてもよい。導通孔２３は、針体２１の先端側から末端側に伸びるよう、表層膜２２に設けられている。導通孔２３は、表層膜２２の針体２１側の面に形成されている。導通孔２３は、針体２１の末端側に流入口２３ａと排出口２３ｂとを有し、流入口２３ａから針体２１の先端側まで伸びて排出口２３ｂに循環して戻るよう設けられている。各透析穴２４は、表層膜２２の針体２１の先端側に、外部と導通孔２３とを連通するよう設けられている。各透析穴２４は、測定対象の生体成分を通過可能な大きさに形成されている。
【００２８】
図３に示すように、生体成分回収用デバイス１２の表層膜２２、導通孔２３および各透析穴２４は、例えば、以下のようにして形成される。まず、図３（ａ）に示すように、針体２１に、表層膜２２として、厚さ約２０μｍのポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）膜を電着する。次に、図３（ｂ）に示すように、レーザーアブレーション（波長３５５ｎｍ）でポリイミド膜に、導通孔２３となる流路部分（幅５０μｍ）を作製する。図３（ｃ）に示すように、その流路部分に犠牲層として銅（Ｃｕ）を電解めっきし、図３（ｄ）に示すように、その上に、透析膜となるポリイミド膜を薄く電着する。図３（ｅ）に示すように、その透析膜に、レーザーアブレーションを用いて約φ１０μｍの透析穴２４を作製し、図３（ｆ）に示すように、銅の犠牲層をエッチング除去して導通孔２３を作製する。
【００２９】
図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、生体成分回収用デバイス１２は、その先端部が粘着剤層１１ａから突出するよう、円環部分を貼付シート１１の粘着剤層１１ａとは反対の面に貼り付けて、貼付シート１１に取り付けられている。
【００３０】
図１（ａ）、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、透析液タンク１３は、透析液を貯蔵可能に構成され、貼付シート１１の粘着剤層１１ａとは反対側の面の一方の端部に取り付けられている。送水チューブ１４は、ポリエチレンチューブから成り、導通孔２３の流入口２３ａと透析液タンク１３とを接続するよう設けられている。送液ポンプ１５は、透析液タンク１３に内蔵され、透析液タンク１３の透析液を、送水チューブ１４を通して流入口２３ａから導通孔２３に流すよう構成されている。
【００３１】
排水チューブ１６は、ポリエチレンチューブから成り、導通孔２３の排出口２３ｂと排液タンク１８とを接続するよう設けられている。測定手段１７は、測定対象の生体成分を測定可能な酵素センサから成っている。測定手段１７は、貼付シート１１の粘着剤層１１ａとは反対側の面の中央部に取り付けられている。測定手段１７は、排水チューブ１６を流れる透析液に含まれる生体成分を測定可能に設けられている。排液タンク１８は、測定手段１７で測定された後の透析液を、排水チューブ１６から受けて貯蔵するよう構成されている。排液タンク１８は、貼付シート１１の粘着剤層１１ａとは反対側の面の他方の端部に取り付けられている。
【００３２】
次に、作用について説明する。
生体成分測定システム１０は、透析を利用して生体成分を回収して測定を行うことができる。図１および図２に示すように、生体成分測定システム１０は、表皮１を貫通して透析穴２４が真皮２や皮下組織に位置するよう、生体成分回収用デバイス１２の先端部を皮膚に刺して使用される。貼付シート１１を皮膚に貼ることにより、生体成分回収用デバイス１２を皮膚に刺した状態で固定することができる。皮膚に刺した状態で、透析液タンク１３に貯蔵された透析液を、送液ポンプ１５により流入口２３ａから導通孔２３に流すことにより、導通孔２３に透析液を循環させることができる。この循環により、浸透圧を利用して、皮下組織液中の生体成分を、透析穴２４を通して導通孔２３の内側の透析液中に回収することができる。これにより、排出口２３ｂから排出された透析液に含まれる生体成分を測定手段１７で測定することで、皮下組織液中に含まれると考えられる生体成分を測定することができる。
【００３３】
このように、生体成分測定システム１０は、生体成分回収用デバイス１２を刺すだけで容易に設置可能であり、どこにでも刺して生体成分を測定することができる。また、送液ポンプ１５で透析液を連続して送り続けることにより、測定手段１７で生体成分を継続的または間欠的に測定することができ、生体成分の経時的な変化を測定することができる。測定後の透析液は、排液タンク１８に貯蔵して回収し、廃棄することができる。
【００３４】
生体成分測定システム１０は、全ての構成要素が貼付シート１１に一体化されており、貼付シート１１を貼った状態で、生体成分の測定を行うことができる。これにより、日常の諸活動や行動中でも、外れることなく、継続して生体成分を測定することができる。全ての構成要素が絆創膏の大きさに収まるよう小型化されているため、貼付シート１１を貼った状態でも気にならず、装着感、違和感が極めて小さく、手軽に生体成分の測定を行うことができる。
【００３５】
生体成分測定システム１０は、測定手段１７を、測定対象の生体成分が異なるものに交換することにより、様々な種類の生体成分を測定することができる。また、測定手段１７を複数設けることにより、一度に複数種類の生体成分を測定することができる。測定対象の生体成分は、例えば乳酸、グルコース、アルコール、水分、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのイオン、ホルモン成分など、透析により回収可能な生体成分であれば、いかなるものであってもよい。例えば、測定対象の生体成分が乳酸から成る場合には、乳酸濃度との相関が強い運動強度を測定することができる。
【００３６】
生体成分測定システム１０は、針体２１に鍼灸用の針を利用しているため、穿刺の際の痛みを小さくすることができる。また、径が小さい針を利用しているため、刺したまま日常の諸活動や行動を行っても、生体成分回収用デバイス１２が破損したり、出血したりせず、装着感、違和感も極めて小さい。導通孔２３が表層膜２２に設けられており、針体２１を直接加工する必要がないため、製造が容易で、導通孔２３を所望の構造に加工しやすい。
【００３７】
なお、透析液は、皮下組織液との間で透析を行うことができ、回収した生体成分を分析可能であれば、いかなる成分から成っていてもよい。分子量の大きいタンパク質等が導通孔２３に入り込むと、導通孔２３が詰まったり、乳酸等の生体成分の代謝が起こったり、測定手段１７の酵素電極にタンパク質等が付着して連続測定が行えなくなったりするため、透析穴２４は、測定対象の低分子量の生体成分が通過し、タンパク質等が通過しない、数十ナノメートル程度の径を有していることが好ましい。
【００３８】
また、図４に示すように、生体成分回収用デバイス１２は、針体２１が、直径０．２ｍｍの細長い鍼灸針（例えば、セイリン株式会社製の鍼）から成っていてもよい。この場合にも、穿刺の際の痛みが小さく、出血しにくい。生体成分測定システム１０は、例えば、測定手段１７で測定した結果に応じて色が変化したり、測定値を表示したりする表示手段を有していてもよい。
【００３９】
また、生体成分測定システム１０は、貼付シート１１を使用して一体化されていなくてもよく、透析液タンク１３や送液ポンプ１５、排液タンク（廃液タンク）１８がシリンジなどを利用して構成されていてもよい。このような場合であっても、生体成分回収用デバイス１２を用いることにより、生体成分を回収して測定を行うことができる。生体成分測定システム１０は、針体２１または表層膜２２に、電位を測定するための電極パターンが形成されていてもよい。この場合、神経電位や筋電位と生体成分測定とを組み合わせることができる。
【００４０】
また、生体成分測定システム１０は、針状デバイスが生体成分回収用デバイス１２ではなく、光測定用のデバイスから成っており、導通孔２３が１対から成り、それぞれ光を通過可能に構成され、針体２１の先端側に開口を有しており、針体２１の末端側から一方の導通孔２３に光を通す発光手段と、針体２１の末端側で他方の導通孔２３を通る光を測定する光測定手段とを、有していてもよい。これらの場合、発光手段から発して真皮２や皮下組織を通った光を、光測定手段で測定することができる。この測定結果を利用して、スペクトル解析等を行うことにより、真皮２や皮下組織中の生体成分の分析を行うことができる。各導通孔２３は、光を効率良く通すよう、例えば、内部にＳｉＯ２を充填したＳｉＯ２光導波路から成っていてもよい。
【実施例１】
【００４１】
図５に示すように、生体成分回収用デバイス１２の回収機能を確認するために、リン酸緩衝液に乳酸を混ぜた標準液（乳酸標準液）を作製し、それを用いて乳酸が回収できるかどうかの確認実験を行った。図４に示す生体成分回収用デバイス１２を用い、測定対象の生体成分を乳酸とし、測定手段１７として乳酸を測定可能な酵素センサを用いた。また、透析液として、生理食塩水を用いた。
【００４２】
実験では、まず、透析穴２４が標準液の内部に配置されるよう、生体成分回収用デバイス１２の先端部を標準液に浸した。次に、透析液をシリンジポンプから流入口２３ａを通して導通孔２３に供給し、導通孔２３に透析液を循環させ、導通孔２３を循環した透析液を、排出口２３ｂから回収シリンジに回収した。このとき、導通孔２３の排出口２３ｂの側を回収シリンジで陰圧にすることにより、透析液をより集めやすくした。
【００４３】
透析液を１０分間流した後、回収された透析液の乳酸濃度を、市販の血中乳酸濃度センサ（製品名「ラクテート・プロ」、アークレイ株式会社製）を用いて測定した。標準液の乳酸濃度は、リン酸緩衝液のみの０ｍｍｏｌ／リットル、安静時の血中乳酸濃度の目安である１ｍｍｏｌ／リットル、運動時の血中乳酸濃度の目安の６ｍｍｏｌ／リットルの３種類を用いた。
【００４４】
回収された各透析液の乳酸濃度の測定値と、各標準液を市販の血中乳酸濃度センサで測定したときの乳酸濃度との関係を、図６に示す。図６に示すように、回収された各透析液の乳酸濃度と各標準液の乳酸濃度とはほぼ同じ値を示しており、生体成分回収用デバイス１２により乳酸が回収できていることが確認された。
【実施例２】
【００４５】
生体成分回収用デバイス１２を皮下に刺入した状態で運動が可能かどうかを確認するために、マウスを用いて実験を行った。生体成分回収用デバイス１２として、図４に示すものを用いた。マウスの背部の毛を一部剃毛し、そこに生体成分回収用デバイス１２を刺入した。その後、テープで生体成分回収用デバイス１２をマウスに固定し、マウスにトレッドミル（１５ｍ／ｍｉｎ）で１５分間の運動を行わせた。運動終了後、生体成分回収用デバイス１２の表層膜２２などが破損していないか、および、マウスの皮膚に影響がないかを確認した。
【００４６】
その結果、マウスの運動後であっても、表層膜２２の破損等は認められず、マウスの刺入部分の皮膚にも出血等は認められなかった。このことから、生体成分回収用デバイス１２を刺したまま運動等を行っても、針体２１や表層膜２２などが破損したり、出血したりしにくいことが確認された。
【符号の説明】
【００４７】
１ 表皮
２ 真皮
１０ 生体成分測定システム
１１ 貼付シート
１１ａ 粘着剤層
１２ 生体成分回収用デバイス
２１ 針体
２２ 表層膜
２３ 導通孔
２３ａ 流入口
２３ｂ 排出口
２４ 透析穴
１３ 透析液タンク
１４ 送水チューブ
１５ 送液ポンプ
１６ 排水チューブ
１７ 測定手段
１８ 排液タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体成分を測定するために使用される針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体成分は、体の健康状態を知る上で重要な指標であり、一般に、血液や尿、唾液などを用いて、様々な健康状態についての検査が行われている。従来の乳酸やグルコースなどの生体成分を測定する装置として、少量の血液を採取して計測を行うものがある（例えば、特許文献１または２参照）。
【０００３】
また、従来、脳内や腹部皮下脂肪内の生体成分を回収する方法として、マイクロダイアリシス法が利用されている。この方法は、微細な流路と透析膜とを搭載したプローブを組織に挿入し、浸透圧を利用して必要な生体成分を連続的に回収するものである（例えば、特許文献３参照）。プローブとしては、平型針または中空針などの形が開発されている（例えば、非特許文献１または２参照）。
【０００４】
なお、皮下約０．２〜２ｍｍの真皮および皮下２〜４ｍｍの皮下組織に満たされている皮下組織液と血液との間で、血管壁を通して生体成分の交換が行われている。このため、乳酸やグルコースなどの低分子量の生体成分の血液中の濃度は、皮下組織液中の濃度とほぼ平衡状態にあり、それらの間には相関があることが報告されている（例えば、非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９７８４８９号公報
【特許文献２】特許第３４９８１０５号公報
【特許文献３】特表２００６−５０１９１２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Jeffrey D. Zahn, et al, “MicrodialysisMicroneedles for Continuous Medical Monitoring”, Biomedical Microdevices, 2005,Vol.7, No.1, p59-69
【非特許文献２】M. Ellmerer, et al, “Continuous measurement ofsubcutaneous lactate concentration during exercise by combining open-flowmicroperfusion and thin-film lactate sensors”, Biosensors & Bioelectronics,1998, Vol.13, p1007-1013
【非特許文献３】伊藤成史, “マイクロバイオセンサを用いた経皮的乳酸濃度計測”, M&BE, 1995, Vol.6, No.4, p275-283
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および２に記載の血液を採取して生体成分の測定を行うものは、穿刺の際に多少の痛みを伴うという課題があった。また、測定のたびに穿刺して採血する必要があるため、継続して生体成分を測定するのが困難であるという課題もあった。非特許文献１または２に記載のような、マイクロダイアリシス法で従来使用されていたプローブは、設置の際に、手術をしたり、専用の刺入器具を使用したりしなければならず、手間がかかるという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、刺すだけで容易に設置可能で、穿刺の際の痛みが小さく、継続して生体成分を測定することができる針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る針状デバイスは、針体と、前記針体の長さ方向に沿って、前記針体の側面に設けられた表層膜と、前記針体の先端側から末端側に伸びるよう前記表層膜に設けられた導通孔とを、有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る針状デバイスは、その先端から皮膚に刺すことにより、厚さ約０．２ｍｍの表皮を突き抜けて、真皮や皮下組織まで達することができる。このとき、針体の先端側から末端側に伸びるよう設けられた導通孔を利用することにより、皮下組織液中の生体成分を回収したり、測定したりすることができる。乳酸やグルコースなどの低分子量の生体成分は、血液中の濃度と皮下組織液中の濃度とがほぼ平衡状態にあり、それらの間には相関があるため、皮下組織液中の生体成分を測定することにより、血液中の生体成分を測定するのと同様の結果が得られる。このように、本発明に係る針状デバイスは、刺すだけで容易に設置可能であり、どこにでも刺して生体成分を測定することができる。
【００１１】
また、針体に、太さが０．２ｍｍ程度の鍼灸用の針などの、径が小さい針を利用することにより、穿刺の際の痛みを小さくすることができる。また、径が小さい針を利用することにより、刺したまま日常の諸活動や行動を行っても、針状デバイスが破損したり、出血したりせず、装着感、違和感も極めて小さい。このため、日常の諸活動や行動中でも継続して生体成分を測定することができる。
【００１２】
導通孔が表層膜に覆われて設けられており、針体を直接加工する必要がないため、製造が容易で、導通孔を所望の構造に加工しやすい。表層膜は、導通孔を任意に加工できるよう、レーザーアブレーション等により微小加工が可能なポリイミドなどの素材から成ることが好ましい。
本発明に係る針状デバイスは、以下に示すように、生体成分を測定するために、様々な方法で使用することができる。
【００１３】
本発明に係る生体成分回収用デバイスは、透析を利用して生体成分を回収するための生体成分回収用デバイスであって、本発明に係る針状デバイスを有し、前記導通孔は、前記針体の末端側に流入口と排出口とを有し、前記流入口から前記針体の先端側まで伸びて前記排出口に循環して戻るよう設けられ、前記表層膜は、前記針体の先端側に、前記生体成分を通過可能に前記導通孔に連通するよう設けられた１または複数の透析穴を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る生体成分回収用デバイスは、透析穴が真皮や皮下組織に位置するよう、先端部を皮膚に刺して使用される。皮膚に刺した状態で、流入口から針体の先端側まで伸びて排出口に循環して戻るよう設けられた導通孔に、透析液を循環させる。これにより、浸透圧を利用して、皮下組織液中の生体成分を、透析穴を通して導通孔内の透析液中に回収することができる。
【００１５】
本発明に係る生体成分回収用デバイスは、皮膚に刺す深さを抑えるために、透析穴ができるだけ針体の先端に近い位置に設けられていることが好ましい。透析穴は、分子量の大きいタンパク質等が導通孔に入り込まないよう、測定対象の生体成分の大きさに応じた大きさに形成されていることが好ましい。本発明に係る生体成分回収用デバイスは、導通孔の針体の先端側に、表層膜を貫通して設けられた貫通口を有し、その貫通口を覆うよう設けられた半透膜を有していてもよい。この場合、半透膜に形成されている穴が、透析穴を成している。
【００１６】
本発明に係る生体成分測定システムは、本発明に係る生体成分回収用デバイスと、透析液を貯蔵し、前記流入口に接続された透析液タンクと、前記透析液タンクの前記透析液を前記流入口から前記導通孔に流すための送液ポンプと、前記導通孔を通って前記排出口から排出された前記透析液に含まれる前記生体成分を測定可能に設けられた測定手段と、前記測定手段で測定された後の前記透析液を貯蔵する排液タンクとを、有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る生体成分測定システムは、透析液タンクに貯蔵された透析液を、送液ポンプにより流入口から導通孔に流すことにより、導通孔に透析液を循環させることができる。この循環により生体成分が透析液中に回収されるため、排出口から排出された透析液に含まれる生体成分を測定手段で測定することにより、皮下組織液中に含まれると考えられる生体成分を測定することができる。また、送液ポンプで透析液を連続して送り続けることにより、測定手段で生体成分を継続的または間欠的に測定することができ、生体成分の経時的な変化を測定することができる。測定後の透析液は、排液タンクに貯蔵して回収し、廃棄することができる。
【００１８】
透析液は、皮下組織液との間で透析を行うことができ、回収した生体成分を分析可能であれば、いかなる成分から成っていてもよい。透析液は、例えば生理食塩水から成っている。測定手段は、測定対象の生体成分を測定可能であればよく、例えば、乳酸やグルコースを測定する場合には、それぞれを測定可能な酵素センサから成っていてもよい。測定手段は、後で測定結果を回収して解析を行えるよう、測定結果を記憶する記憶部を有していてもよい。本発明に係る生体成分測定システムは、測定手段を交換することにより、様々な種類の生体成分を測定することができる。また、測定手段を複数設けることにより、一度に複数種類の生体成分を測定することができる。測定手段で測定した結果を表示する表示手段を有していてもよい。
【００１９】
本発明に係る生体成分測定システムおよび生体成分回収用デバイスで、生体成分は、例えば乳酸、グルコース、アルコール、水分、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのイオン、ホルモン成分など、透析により回収可能な生体成分であれば、いかなるものであってもよい。例えば、測定対象の生体成分が乳酸から成る場合には、乳酸濃度との相関が強い運動強度を測定することができる。
【００２０】
本発明に係る針状デバイスで、前記導通孔は１対から成り、それぞれ光を通過可能に構成され、前記針体の先端側に開口を有していてもよい。また、この場合、本発明に係る生体成分測定システムは、本発明に係る針状デバイスと、前記針体の末端側から一方の導通孔に光を通す発光手段と、前記針体の末端側で他方の導通孔を通る光を測定する光測定手段とを、有していてもよい。これらの場合、発光手段から発して真皮や皮下組織を通った光を、光測定手段で測定することができる。この測定結果を利用して、真皮や皮下組織中の生体成分の分析を行うことができる。
【００２１】
本発明に係る生体成分測定システムは、一方の面に粘着剤層を有する貼付シートを有し、前記針状デバイスは、先端部が前記粘着剤層から突出するよう前記貼付シートに取り付けられ、前記針状デバイス以外の部品は、前記貼付シートの他方の面側に取り付けられていてもよい。この場合、全ての構成要素を貼付シートに一体化することができる。貼付シートを皮膚に貼ることにより、針状デバイスを皮膚に刺した状態で固定することができる。また、貼付シートを貼った状態で、生体成分の測定や分析を行うことができる。これにより、日常の諸活動や行動中でも、外れることなく、継続して生体成分を測定することができる。構成要素を小型化することにより、貼付シートを貼った状態でも気にならず、装着感、違和感が極めて小さく、手軽に生体成分の測定を行うことができる。針状デバイスが生体成分回収用デバイスから成る場合、透析液タンク、送液ポンプ、測定手段および排液タンクが、貼付シートの他方の面側に取り付けられる。また、導通孔に光を通して真皮や皮下組織を通った光を測定する場合、発光手段および光測定手段が、貼付シートの他方の面側に取り付けられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、刺すだけで容易に設置可能で、穿刺の際の痛みが小さく、継続して生体成分を測定することができる針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の生体成分測定システムの使用状態を示す（ａ）ブロック図、（ｂ）生体成分回収用デバイスの先端部の一部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の生体成分測定システムを示す（ａ）使用状態の斜視図、（ｂ）斜視図、（ｃ）Ａ−Ａ’線断面図である。
【図３】図２に示す生体成分測定システムの生体成分回収用デバイスの製造工程を示す横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の生体成分測定システムの、生体成分回収用デバイスの変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の生体成分測定システムの、生体成分回収用デバイスの回収機能を確認する実験態様を示す概略側面図である。
【図６】図５に示す実験により得られた、回収された透析液の乳酸濃度（回収液乳酸濃度）と標準液乳酸濃度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図６は、本発明の実施の形態の針状デバイス、生体成分回収用デバイスおよび生体成分測定システムを示している。
図１および図２に示すように、生体成分測定システム１０は、貼付シート１１と生体成分回収用デバイス１２と透析液タンク１３と送水チューブ１４と送液ポンプ１５と排水チューブ１６と測定手段（測定部、センサ）１７と排液タンク（廃液タンク）１８とを有している。
【００２５】
図２に示すように、貼付シート１１は、矩形状の両端が円弧状に形成された細長い形状を成し、市販の絆創膏と同じ程度の大きさを有している。貼付シート１１は、一方の面に粘着剤層１１ａを有しており、粘着剤層１１ａで皮膚の表面に貼付可能になっている。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、生体成分回収用デバイス１２は、針状デバイスから成り、細長い針体２１と、表層膜２２と導通孔２３と複数の透析穴２４とを有している。針体２１は、先端部の径が小さくて短い市販の鍼灸用の円皮鍼から成っている。なお、具体的な一例では、針体２１は、先端部の太さが約０．２〜０．２６ｍｍ、長さが約０．３〜１．８ｍｍである。
【００２７】
表層膜２２は、ポリイミド製で、針体２１の先端部から末端部まで、針体２１の長さ方向に沿って、針体２１の側面を覆うよう設けられている。なお、表層膜２２は、針体２１の刺入性が保たれるのであれば、針体２１の針先を覆っていてもよい。導通孔２３は、針体２１の先端側から末端側に伸びるよう、表層膜２２に設けられている。導通孔２３は、表層膜２２の針体２１側の面に形成されている。導通孔２３は、針体２１の末端側に流入口２３ａと排出口２３ｂとを有し、流入口２３ａから針体２１の先端側まで伸びて排出口２３ｂに循環して戻るよう設けられている。各透析穴２４は、表層膜２２の針体２１の先端側に、外部と導通孔２３とを連通するよう設けられている。各透析穴２４は、測定対象の生体成分を通過可能な大きさに形成されている。
【００２８】
図３に示すように、生体成分回収用デバイス１２の表層膜２２、導通孔２３および各透析穴２４は、例えば、以下のようにして形成される。まず、図３（ａ）に示すように、針体２１に、表層膜２２として、厚さ約２０μｍのポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）膜を電着する。次に、図３（ｂ）に示すように、レーザーアブレーション（波長３５５ｎｍ）でポリイミド膜に、導通孔２３となる流路部分（幅５０μｍ）を作製する。図３（ｃ）に示すように、その流路部分に犠牲層として銅（Ｃｕ）を電解めっきし、図３（ｄ）に示すように、その上に、透析膜となるポリイミド膜を薄く電着する。図３（ｅ）に示すように、その透析膜に、レーザーアブレーションを用いて約φ１０μｍの透析穴２４を作製し、図３（ｆ）に示すように、銅の犠牲層をエッチング除去して導通孔２３を作製する。
【００２９】
図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、生体成分回収用デバイス１２は、その先端部が粘着剤層１１ａから突出するよう、円環部分を貼付シート１１の粘着剤層１１ａとは反対の面に貼り付けて、貼付シート１１に取り付けられている。
【００３０】
図１（ａ）、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、透析液タンク１３は、透析液を貯蔵可能に構成され、貼付シート１１の粘着剤層１１ａとは反対側の面の一方の端部に取り付けられている。送水チューブ１４は、ポリエチレンチューブから成り、導通孔２３の流入口２３ａと透析液タンク１３とを接続するよう設けられている。送液ポンプ１５は、透析液タンク１３に内蔵され、透析液タンク１３の透析液を、送水チューブ１４を通して流入口２３ａから導通孔２３に流すよう構成されている。
【００３１】
排水チューブ１６は、ポリエチレンチューブから成り、導通孔２３の排出口２３ｂと排液タンク１８とを接続するよう設けられている。測定手段１７は、測定対象の生体成分を測定可能な酵素センサから成っている。測定手段１７は、貼付シート１１の粘着剤層１１ａとは反対側の面の中央部に取り付けられている。測定手段１７は、排水チューブ１６を流れる透析液に含まれる生体成分を測定可能に設けられている。排液タンク１８は、測定手段１７で測定された後の透析液を、排水チューブ１６から受けて貯蔵するよう構成されている。排液タンク１８は、貼付シート１１の粘着剤層１１ａとは反対側の面の他方の端部に取り付けられている。
【００３２】
次に、作用について説明する。
生体成分測定システム１０は、透析を利用して生体成分を回収して測定を行うことができる。図１および図２に示すように、生体成分測定システム１０は、表皮１を貫通して透析穴２４が真皮２や皮下組織に位置するよう、生体成分回収用デバイス１２の先端部を皮膚に刺して使用される。貼付シート１１を皮膚に貼ることにより、生体成分回収用デバイス１２を皮膚に刺した状態で固定することができる。皮膚に刺した状態で、透析液タンク１３に貯蔵された透析液を、送液ポンプ１５により流入口２３ａから導通孔２３に流すことにより、導通孔２３に透析液を循環させることができる。この循環により、浸透圧を利用して、皮下組織液中の生体成分を、透析穴２４を通して導通孔２３の内側の透析液中に回収することができる。これにより、排出口２３ｂから排出された透析液に含まれる生体成分を測定手段１７で測定することで、皮下組織液中に含まれると考えられる生体成分を測定することができる。
【００３３】
このように、生体成分測定システム１０は、生体成分回収用デバイス１２を刺すだけで容易に設置可能であり、どこにでも刺して生体成分を測定することができる。また、送液ポンプ１５で透析液を連続して送り続けることにより、測定手段１７で生体成分を継続的または間欠的に測定することができ、生体成分の経時的な変化を測定することができる。測定後の透析液は、排液タンク１８に貯蔵して回収し、廃棄することができる。
【００３４】
生体成分測定システム１０は、全ての構成要素が貼付シート１１に一体化されており、貼付シート１１を貼った状態で、生体成分の測定を行うことができる。これにより、日常の諸活動や行動中でも、外れることなく、継続して生体成分を測定することができる。全ての構成要素が絆創膏の大きさに収まるよう小型化されているため、貼付シート１１を貼った状態でも気にならず、装着感、違和感が極めて小さく、手軽に生体成分の測定を行うことができる。
【００３５】
生体成分測定システム１０は、測定手段１７を、測定対象の生体成分が異なるものに交換することにより、様々な種類の生体成分を測定することができる。また、測定手段１７を複数設けることにより、一度に複数種類の生体成分を測定することができる。測定対象の生体成分は、例えば乳酸、グルコース、アルコール、水分、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのイオン、ホルモン成分など、透析により回収可能な生体成分であれば、いかなるものであってもよい。例えば、測定対象の生体成分が乳酸から成る場合には、乳酸濃度との相関が強い運動強度を測定することができる。
【００３６】
生体成分測定システム１０は、針体２１に鍼灸用の針を利用しているため、穿刺の際の痛みを小さくすることができる。また、径が小さい針を利用しているため、刺したまま日常の諸活動や行動を行っても、生体成分回収用デバイス１２が破損したり、出血したりせず、装着感、違和感も極めて小さい。導通孔２３が表層膜２２に設けられており、針体２１を直接加工する必要がないため、製造が容易で、導通孔２３を所望の構造に加工しやすい。
【００３７】
なお、透析液は、皮下組織液との間で透析を行うことができ、回収した生体成分を分析可能であれば、いかなる成分から成っていてもよい。分子量の大きいタンパク質等が導通孔２３に入り込むと、導通孔２３が詰まったり、乳酸等の生体成分の代謝が起こったり、測定手段１７の酵素電極にタンパク質等が付着して連続測定が行えなくなったりするため、透析穴２４は、測定対象の低分子量の生体成分が通過し、タンパク質等が通過しない、数十ナノメートル程度の径を有していることが好ましい。
【００３８】
また、図４に示すように、生体成分回収用デバイス１２は、針体２１が、直径０．２ｍｍの細長い鍼灸針（例えば、セイリン株式会社製の鍼）から成っていてもよい。この場合にも、穿刺の際の痛みが小さく、出血しにくい。生体成分測定システム１０は、例えば、測定手段１７で測定した結果に応じて色が変化したり、測定値を表示したりする表示手段を有していてもよい。
【００３９】
また、生体成分測定システム１０は、貼付シート１１を使用して一体化されていなくてもよく、透析液タンク１３や送液ポンプ１５、排液タンク（廃液タンク）１８がシリンジなどを利用して構成されていてもよい。このような場合であっても、生体成分回収用デバイス１２を用いることにより、生体成分を回収して測定を行うことができる。生体成分測定システム１０は、針体２１または表層膜２２に、電位を測定するための電極パターンが形成されていてもよい。この場合、神経電位や筋電位と生体成分測定とを組み合わせることができる。
【００４０】
また、生体成分測定システム１０は、針状デバイスが生体成分回収用デバイス１２ではなく、光測定用のデバイスから成っており、導通孔２３が１対から成り、それぞれ光を通過可能に構成され、針体２１の先端側に開口を有しており、針体２１の末端側から一方の導通孔２３に光を通す発光手段と、針体２１の末端側で他方の導通孔２３を通る光を測定する光測定手段とを、有していてもよい。これらの場合、発光手段から発して真皮２や皮下組織を通った光を、光測定手段で測定することができる。この測定結果を利用して、スペクトル解析等を行うことにより、真皮２や皮下組織中の生体成分の分析を行うことができる。各導通孔２３は、光を効率良く通すよう、例えば、内部にＳｉＯ２を充填したＳｉＯ２光導波路から成っていてもよい。
【実施例１】
【００４１】
図５に示すように、生体成分回収用デバイス１２の回収機能を確認するために、リン酸緩衝液に乳酸を混ぜた標準液（乳酸標準液）を作製し、それを用いて乳酸が回収できるかどうかの確認実験を行った。図４に示す生体成分回収用デバイス１２を用い、測定対象の生体成分を乳酸とし、測定手段１７として乳酸を測定可能な酵素センサを用いた。また、透析液として、生理食塩水を用いた。
【００４２】
実験では、まず、透析穴２４が標準液の内部に配置されるよう、生体成分回収用デバイス１２の先端部を標準液に浸した。次に、透析液をシリンジポンプから流入口２３ａを通して導通孔２３に供給し、導通孔２３に透析液を循環させ、導通孔２３を循環した透析液を、排出口２３ｂから回収シリンジに回収した。このとき、導通孔２３の排出口２３ｂの側を回収シリンジで陰圧にすることにより、透析液をより集めやすくした。
【００４３】
透析液を１０分間流した後、回収された透析液の乳酸濃度を、市販の血中乳酸濃度センサ（製品名「ラクテート・プロ」、アークレイ株式会社製）を用いて測定した。標準液の乳酸濃度は、リン酸緩衝液のみの０ｍｍｏｌ／リットル、安静時の血中乳酸濃度の目安である１ｍｍｏｌ／リットル、運動時の血中乳酸濃度の目安の６ｍｍｏｌ／リットルの３種類を用いた。
【００４４】
回収された各透析液の乳酸濃度の測定値と、各標準液を市販の血中乳酸濃度センサで測定したときの乳酸濃度との関係を、図６に示す。図６に示すように、回収された各透析液の乳酸濃度と各標準液の乳酸濃度とはほぼ同じ値を示しており、生体成分回収用デバイス１２により乳酸が回収できていることが確認された。
【実施例２】
【００４５】
生体成分回収用デバイス１２を皮下に刺入した状態で運動が可能かどうかを確認するために、マウスを用いて実験を行った。生体成分回収用デバイス１２として、図４に示すものを用いた。マウスの背部の毛を一部剃毛し、そこに生体成分回収用デバイス１２を刺入した。その後、テープで生体成分回収用デバイス１２をマウスに固定し、マウスにトレッドミル（１５ｍ／ｍｉｎ）で１５分間の運動を行わせた。運動終了後、生体成分回収用デバイス１２の表層膜２２などが破損していないか、および、マウスの皮膚に影響がないかを確認した。
【００４６】
その結果、マウスの運動後であっても、表層膜２２の破損等は認められず、マウスの刺入部分の皮膚にも出血等は認められなかった。このことから、生体成分回収用デバイス１２を刺したまま運動等を行っても、針体２１や表層膜２２などが破損したり、出血したりしにくいことが確認された。
【符号の説明】
【００４７】
１ 表皮
２ 真皮
１０ 生体成分測定システム
１１ 貼付シート
１１ａ 粘着剤層
１２ 生体成分回収用デバイス
２１ 針体
２２ 表層膜
２３ 導通孔
２３ａ 流入口
２３ｂ 排出口
２４ 透析穴
１３ 透析液タンク
１４ 送水チューブ
１５ 送液ポンプ
１６ 排水チューブ
１７ 測定手段
１８ 排液タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針体と、
前記針体の長さ方向に沿って、前記針体の側面に設けられた表層膜と、
前記針体の先端側から末端側に伸びるよう前記表層膜に設けられた導通孔とを、
有することを特徴とする針状デバイス。
【請求項２】
透析を利用して生体成分を回収するための生体成分回収用デバイスであって、
請求項１記載の針状デバイスを有し、
前記導通孔は、前記針体の末端側に流入口と排出口とを有し、前記流入口から前記針体の先端側まで伸びて前記排出口に循環して戻るよう設けられ、
前記表層膜は、前記針体の先端側に、前記生体成分を通過可能に前記導通孔に連通するよう設けられた１または複数の透析穴を有することを
特徴とする生体成分回収用デバイス。
【請求項３】
請求項２記載の生体成分回収用デバイスと、
透析液を貯蔵し、前記流入口に接続された透析液タンクと、
前記透析液タンクの前記透析液を前記流入口から前記導通孔に流すための送液ポンプと、
前記導通孔を通って前記排出口から排出された前記透析液に含まれる前記生体成分を測定可能に設けられた測定手段と、
前記測定手段で測定された後の前記透析液を貯蔵する排液タンクとを、
有することを特徴とする生体成分測定システム。
【請求項４】
前記導通孔は１対から成り、それぞれ光を通過可能に構成され、前記針体の先端側に開口を有していることを特徴とする請求項１記載の針状デバイス。
【請求項５】
請求項４記載の針状デバイスと、
前記針体の末端側から一方の導通孔に光を通す発光手段と、
前記針体の末端側で他方の導通孔を通る光を測定する光測定手段とを、
有することを特徴とする生体成分測定システム。
【請求項６】
一方の面に粘着剤層を有する貼付シートを有し、
前記針状デバイスは、先端部が前記粘着剤層から突出するよう前記貼付シートに取り付けられ、
前記針状デバイス以外の部品は、前記貼付シートの他方の面側に取り付けられていることを
特徴とする請求項３または５記載の生体成分測定システム。
【請求項１】
針体と、
前記針体の長さ方向に沿って、前記針体の側面に設けられた表層膜と、
前記針体の先端側から末端側に伸びるよう前記表層膜に設けられた導通孔とを、
有することを特徴とする針状デバイス。
【請求項２】
透析を利用して生体成分を回収するための生体成分回収用デバイスであって、
請求項１記載の針状デバイスを有し、
前記導通孔は、前記針体の末端側に流入口と排出口とを有し、前記流入口から前記針体の先端側まで伸びて前記排出口に循環して戻るよう設けられ、
前記表層膜は、前記針体の先端側に、前記生体成分を通過可能に前記導通孔に連通するよう設けられた１または複数の透析穴を有することを
特徴とする生体成分回収用デバイス。
【請求項３】
請求項２記載の生体成分回収用デバイスと、
透析液を貯蔵し、前記流入口に接続された透析液タンクと、
前記透析液タンクの前記透析液を前記流入口から前記導通孔に流すための送液ポンプと、
前記導通孔を通って前記排出口から排出された前記透析液に含まれる前記生体成分を測定可能に設けられた測定手段と、
前記測定手段で測定された後の前記透析液を貯蔵する排液タンクとを、
有することを特徴とする生体成分測定システム。
【請求項４】
前記導通孔は１対から成り、それぞれ光を通過可能に構成され、前記針体の先端側に開口を有していることを特徴とする請求項１記載の針状デバイス。
【請求項５】
請求項４記載の針状デバイスと、
前記針体の末端側から一方の導通孔に光を通す発光手段と、
前記針体の末端側で他方の導通孔を通る光を測定する光測定手段とを、
有することを特徴とする生体成分測定システム。
【請求項６】
一方の面に粘着剤層を有する貼付シートを有し、
前記針状デバイスは、先端部が前記粘着剤層から突出するよう前記貼付シートに取り付けられ、
前記針状デバイス以外の部品は、前記貼付シートの他方の面側に取り付けられていることを
特徴とする請求項３または５記載の生体成分測定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６６５３１（Ｐ２０１３−６６５３１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５８１３（Ｐ２０１１−２０５８１３）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、株式会社インテリジェント・コスモス研究機構 委託研究「先進予防型健康社会創生クラスター構想（時空を超えたユビキタスな健康管理環境技術の確立」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、株式会社インテリジェント・コスモス研究機構 委託研究「先進予防型健康社会創生クラスター構想（時空を超えたユビキタスな健康管理環境技術の確立」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]