具有在传感器和汗腺之间的减小的汗液体积的装置制造方法及图纸

用于在皮肤(12)上感测汗液的汗液传感器装置(400c)，包括：一个或多个汗液传感器(420)及体积减小部件，当所述装置(400c)位于所述皮肤(12)上时，所述体积减小部件为在一个或多个传感器(420)和所述皮肤(12)上的汗腺之间的汗液提供体积减小的路径(480)。所述体积减小部件可以包括体积减小材料(470)和压力渗透部件(460)、汗液可溶性材料(490)、用于顺应所述皮肤(12)的机械顺应材料(570)、具有垂直各向异性的汗液路径的粘合剂、包括阻隔材料的微胶囊(1385)。体积减小部件的存在减小了所述汗液体积和降低了所述采样间隔。

Device with reduced sweat volume between sensor and sweat gland

Used in the skin (12) sweat sweat sensing sensor device (400C), including one or more of a sweat sensor (420) and reduce the volume of components, when the device (400C) in the skin (12) when the volume is reduced for the components in one or more. The sensor (420) and the skin (12) between the sweat sweat provides reduced volume path (480). The reduced volume of components may include a reduced volume of material (470) and (460) osmotic pressure components and sweat soluble material (490), to conform to the skin (12) mechanical adaptation material (570), adhesive, sweat path with perpendicular anisotropy including barrier material microcapsules (1385). The presence of a reduced volume reduces the volume of the sweat and reduces the sampling interval.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请涉及2014年5月28日提交的第62/003,675、62/003,715、62/003,692号美国临时申请，2014年11月3日提交的第62/074,295号美国临时申请，2015年2月11日提交第62/114,835号美国临时申请，和2015年4月1日提交的专利号62/141,327号美国临时申请，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术介绍
汗液感测技术具有举几例来说从体育运动到新生儿、到药理监测、到个人数字健康的应用范围的巨大的潜力。汗液含有许多与在血液中携带的相同的生物标志物、化学物质或溶质，并且可以提供重要的信息，使得甚至能够先于任何体征地诊断疾病、健康状态、毒素、性能和其他生理属性。此外，可以测量汗液本身，出汗的行为和皮肤上、皮肤附近或皮肤下的其它参数、属性、溶质或特征，以进一步揭示生理信息。如果汗液作为感测的范例有这样显著的潜力，那么为什么在针对囊肿性纤维化的婴儿氯化物测定或非法药物监测贴片的数十年之久的使用后它还没有出现？在数十年的汗液感测文献中，大多数医学文献利用粗暴、缓慢和不方便的汗液刺激、样品收集、将样品输送到实验室、然后通过台式机器和专业的专家分析样品的过程。这个过程非常地劳动密集、复杂、且昂贵，因此在大多数情况下，人们不如实施抽血，因为它是大多数形式的高性能生物标志物感测的黄金标准。因此，汗液感测还没有充分发挥其生物感测的最大潜力和能力，尤其是对于连续或重复的生物感测或监测而言。此外，使用汗液来感测诸如葡萄糖的“圣杯(holygrails)”的尝试尚未成功地产生可行的商业产品，降低了的汗液感测的公众感知力和机会空间。在用于生物监测的所有其它生理流体(例如血液、尿液、唾液、眼泪)中，汗液可以说是具有最大可变性的采样速率，因为其收集方法和可变的产生速率都导致有效采样速率的很大差异。汗液还暴露于众多污染源，其可能使有效的采样速率或浓度失真。可变的采样速率产生了提供时序保证(chronologicalassurance)方面的挑战，在连续监测应用中尤其如此。例如，考虑在具有大的汗液体积的汗液感测贴片中采样汗液的困难，其中该汗液感测贴片可能将先前产生的汗液和新产生的汗液混合，而意图测量的是该新产生的汗液，以代表实时或接近实时的汗液溶质的测量值。存在减小汗液体积的技术，例如简单地使标准传感器更接近皮肤，但即使如此，也没有完全消除汗液体积。此外，汗腺之间的空间包括皮肤表面，其不是汗液的来源，因此对汗液感测没有贡献和价值。此外，皮肤表面可以通过皮肤上的微生物、通过死皮细胞生物标志物、通过皮肤上或皮肤中的污染物、或通过从身体到皮肤表面的污染物扩散而引起汗液信号的污染。解决上述问题的传统方法包括在临床文献中经常报道的那些，例如用汗液可穿过的凡士林膏或油涂覆皮肤。然而，这些技术仅仅是已经证明用于汗液收集，并不是与可穿戴传感器本质上相容。例如，凡士林膏会润湿传感器并且有效地将其密封而与任何汗液隔离。此外，不是由凝胶或液体制成的其它可能的汗液压力激活技术必须以某种方式粘附到皮肤上，粘附的策略是横向地限制汗液(使得其不会散布到整个皮肤表面，否则不可能进行汗液压力激活)。常规方法不能用于可穿戴传感器，需要创造性的步骤来实现。显然，现有技术的专利技术中缺乏适当减小传感器和皮肤之间的体积的专利技术。减小汗液体积对于快速采样时间或具有非常低的出汗率的采样时间是关键的，而且对于延长的刺激(即，其中需要较少刺激)和用于改善生物标志物测量值也可能是关键的，因为对于许多生物标志物来说，需要低出汗率，以将汗液中的生物标志物浓度与血液中所发现的生物标志物浓度进行匹配。上述许多缺点和限制可以通过以下方式解决，即通过专利技术化学物质、材料、传感器、电子器件、微流体、算法、计算、软件、系统和其他特征或设计的新颖且先进的相互作用，该相互作用经济、有效、方便、智能或可靠地使汗液感测技术在汗液产生时就与其紧密接近。利用这种新专利技术，汗液感测可以成为作为生物感测平台的引人注目的新范例。
技术实现思路
本专利技术提供能够有在传感器和汗腺之间的减小的体积的传感器装置，该减小的体积降低了采样间隔。在一个实施方式中，用于在皮肤上感测汗液的汗液传感器装置包括一个或多个汗液传感器及体积减小部件，当所述装置位于所述皮肤上时，所述体积减小部件为在一个或多个传感器和所述皮肤上的汗腺之间的汗液提供体积减小的路径。所述体积减小部件可以包括体积减小材料和压力渗透部件、汗液可溶性材料、用于顺应所述皮肤表面的机械顺应材料、具有垂直各向异性的汗液路径的粘合剂、包括阻隔材料的微胶囊、及其组合。在一个实施方式中，汗液传感器装置包括一个或多个汗液传感器及体积减小部件，当所述装置位于所述皮肤上时，所述体积减小部件为在一个或多个传感器和所述皮肤上的汗腺之间的汗液提供体积减小的路径。所述体积减小的路径包括用于汗液的穿过所述传感器的预定的路径。一个或多个传感器在感测汗液时具有采样间隔，并且所述体积减小的路径降低所述一个或多个传感器的采样间隔。在一个实施方式中，汗液传感器装置包括一个或多个汗液传感器和体积减小部件，当所述装置位于所述皮肤上时，所述体积减小部件为在一个或多个传感器和所述皮肤上的汗腺之间的汗液提供体积减小的路径。汗液润湿材料涂层在一个或多个汗液传感器上。在一个实施方式中，汗液传感器装置包括一个或多个汗液传感器及体积减小部件，当所述装置位于所述皮肤上时，所述体积减小部件为在一个或多个传感器和汗腺之间的汗液提供体积减小的路径。所述体积减小部件包括多个封闭体积。附图说明根据下面的详细描述和附图，将进一步理解本专利技术的目的和优点，其中：图1是用于汗液生物感测的可穿戴装置或贴片的至少一部分的剖视图；图2是用于汗液生物感测的可穿戴装置或贴片的至少一部分的剖视图；图3是用于汗液生物感测的可穿戴装置或贴片的至少一部分的剖视图；图4A是用于汗液生物感测的传统的可穿戴装置或贴片的至少一部分的剖视图；图4B-4D是根据本专利技术的各种实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图4E和4F是根据本专利技术的多种实施方式的装置的至少一部分的剖视图，其示出了可替代的构造；图5是根据本专利技术的包括珠粒的一个实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图6A是根据本专利技术的包括一层珠粒的一个实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图6B是根据本专利技术的包括两层珠粒的一个实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图6C是图6B的装置的圈出的部分6C的放大图；图7是传统的可穿戴汗液感测装置或贴片的至少一部分的剖视图，其示出了各种溶质路径；图8是根据本专利技术的一个实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图9是根据本专利技术的一个实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图9A是图9的装置的一部分的放大图；图10和11是根据本专利技术的能够刺激汗液的不同实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图12是根据本专利技术的一个实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图13A是根据本专利技术的一个实施方式的装置的剖视图；图13B是图13A的装置在它被放置到皮肤上后的剖视图；图14和15是根据本专利技术的不同实施方式的装置的至少一部分的剖视图；图16是根据本专利技术的一个实施方式的装置的至少一部分的俯视图；图16A是图16的装置的圈出的部分16A的放大图；图17是根据本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在皮肤上感测汗液的汗液传感器装置，包括：一个或多个汗液传感器；及体积减小部件，当所述装置位于所述皮肤上时，所述体积减小部件为在一个或多个传感器和汗腺之间的汗液提供体积减小的路径；其中所述体积减小部件选自由体积减小材料和压力渗透部件、汗液可溶性材料、用于顺应所述皮肤的表面的机械顺应材料、具有垂直各向异性的汗液路径的粘合剂、包括阻隔材料的微胶囊、及其组合组成的组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.28 US 62/003,675;2014.05.28 US 62/003,692;1.用于在皮肤上感测汗液的汗液传感器装置，包括：一个或多个汗液传感器；及体积减小部件，当所述装置位于所述皮肤上时，所述体积减小部件为在一个或多个传感器和汗腺之间的汗液提供体积减小的路径；其中所述体积减小部件选自由体积减小材料和压力渗透部件、汗液可溶性材料、用于顺应所述皮肤的表面的机械顺应材料、具有垂直各向异性的汗液路径的粘合剂、包括阻隔材料的微胶囊、及其组合组成的组。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述体积减小部件包括体积减小材料、压力渗透部件和汗液可溶性材料。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述体积减小部件包括多个封闭体积。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述多个封闭体积为闭合腔体的汗液体积的微流体连接网络。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述体积减小部件包括可固化的粘合剂。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述体积减小部件包括汗液可溶性材料。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述汗液可溶性材料多微孔的。8.根据权利要求6所述的装置，其中所述汗液可溶性材料包括促进汗液润湿的特征。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述体积减小部件包括用于顺应所述皮肤的表面的机械顺应材料，所述机械顺应材料包括多个珠粒。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述珠粒的至少一部分为亲水的。11.根据权利要求9所述的装置，其中所述珠粒的至少一部分为疏水的。12.根据权利要求9所述的装置，其中所述珠粒的至少一部分为油性的。13.根据权利要求9所述的装置，其中所述珠粒的至少一部分包括可转移的汗液不可渗透涂层。14.根据权利要求9所述的装置，其中所述珠粒的至少一部分包括粘合剂涂层。15.根据权利要求9所述的装置，其中所述珠粒的至少一部分具有至少一种磁性特性。16.根据权利要求1所述的装置，其中所述体积减小部件包括具有垂直各向异性的汗液路径的粘合剂。17.根据权利要求1所述的装置，其中所述粘合剂包括主要垂直的多孔网络。18.根据权利要求1所述的装置，其中所述体积减小部件包括包括阻隔材料的微胶囊，当所述装置被施加到皮肤上时，所述微胶囊释放所...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹森·C·海肯费尔德，
申请(专利权)人：辛辛那提大学，
类型：发明
国别省市：美国;US