用于检测体液中的多种生物标志物/靶标的薄的柔性可穿戴免疫传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种层状敷料，其包括：渗透性伤口接触层，其用于与伤口接触放置；透气性屏障层；生物传感器传感阵列，其配置为检测伤口流体中的一种或更多种标志物；以及流体收集层，其设置在伤口接触层和透气性屏障层之间，并且配置为通过毛细管作用将伤口流体从与伤口接触层接触的伤口递送到生物传感器阵列。在优选的实施方案中，层状敷料包括基于适体的电极，用于检测TNF

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测体液中的多种生物标志物/靶标的薄的柔性可穿戴免疫传感器


[0001]本专利技术涉及一种层状敷料，其包括配置为检测伤口流体中的一种或更多种标志物的生物传感器传感阵列。

技术介绍

[0002]慢性伤口是使人衰弱的病症，其可对受折磨的患者造成严重的痛苦。在全球范围内，由于日益老龄化的人口，他们对医疗保健系统造成越来越大的社会和财政负担。例如，静脉溃疡需要长期治疗来愈合，在70岁以上的人中患病率高达15％，复发率在54％至78％之间变化。慢性伤口是由于多种环境和生理因素而不能经历自然愈合过程引起的。这些因素反映在伤口渗出物流体的组成中，伤口渗出物流体在伤口愈合的进展期间表现出细胞因子、生长因子和微生物的动态混合物。
[0003]伤口的临床评估目前依赖于面积测定法(planimetry)来定性地评分特征，如腐肉减少、肉芽组织(granulation tissue)形成和再上皮化。目前，生化参数的定量分析通常限于下游实验室测试，如酶联免疫吸附测定(ELISA)。能够原位监测伤口生物标志物的非侵入性即时的(point
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care)伤口护理设备将能够为更有效的诊断和治疗提供及时分析。当前设计用于伤口护理的柔性传感器能够监测有限的一组参数，如pH、温度、氧气、湿度、尿酸、阻抗和压力。然而，其他标志物也具有重要的临床价值，如炎性介质和生物负载(bioburden)的指标。例如，细胞因子和生长因子是溃疡形成期间炎症的公认指标。伤口的微生物组成也是慢性伤口的关键特征，并且涉及通过持续炎症、蛋白水解和内皮功能障碍抑制愈合。基于这些指标，需要一种伤口传感器，其能够检测这些另外的生物标志物，以允许改进伤口愈合状态的分类。

技术实现思路

[0004]与仅通过目视检查或单标志物测量相比，能够克服与上述现有传感器相关联的问题的伤口传感器将能够更好地指导临床伤口管理。此外，结合到敷料中的伤口传感器将提供伤口和伤口愈合过程的持续原位监测(例如监测伤口微环境、炎症和感染状态)。
[0005]专利技术人惊奇地发现，可以如本文所述提供能够检测多种相关生物标志物的伤口传感器。因此，本专利技术提供了优于传统单标志物传感器的许多优点，包括能够同时检测各种相关生物标志物并且可以使用基于适体的传感器调整到新的生物标志物的生物传感器传感阵列，通过使用毛细管作用将伤口流体向生物传感器传感阵列有效且高效地递送，以及无线连接到控制器的能力。
[0006]因此，本专利技术提供以下内容。
[0007]1.一种层状敷料，其包括：
[0008]渗透性伤口接触层，其用于与伤口接触放置；
[0009]透气性屏障层；
[0010]流体收集层，所述流体收集层设置在所述伤口接触层和所述透气性屏障层之间，所述流体收集层包括生物传感器壳体部分和流体收集部分，所述流体收集部分包括多个通道，所述通道各自在所述生物传感器壳体部分处具有末端(terminus)；以及
[0011]生物传感器传感阵列，其包括一个或更多个电极，所述生物传感器传感阵列设置在所述流体收集层的所述生物传感器壳体部分和所述透气性屏障层之间，
[0012]其中：
[0013]所述流体收集层的所述流体收集部分中的所述通道配置为使得在使用时，所述通道通过毛细管作用将伤口流体从与所述伤口接触层接触的伤口递送到所述生物传感器传感阵列，其中所述生物传感器传感阵列配置为检测所述伤口流体中的一种或更多种标志物。
[0014]2.根据项目1所述的层状敷料，其中所述伤口接触层包括多个穿孔。
[0015]3.根据项目1或2所述的层状敷料，其中所述流体收集层的所述流体收集部分具有环形形状，所述环形形状具有外表面，其中环形形状限定中心部分，其中所述流体收集层的所述生物传感器壳体部分位于所述中心部分处。
[0016]4.根据项目3所述的层状敷料，其中所述流体收集部分具有外表面，其中所述多个通道各自从所述流体收集部分的所述外表面延伸到所述生物传感器壳体部分。
[0017]5.根据项目1至4中任一项所述的层状敷料，其中所述多个通道配置为使得来自伤口的流体沿着所述通道仅在单方向上流动。
[0018]6.根据项目5所述的层状敷料，其中所述多个通道各自包括多个互连的半开口锯齿形毛细管通道。
[0019]7.根据项目1至6中任一项所述的层状敷料，其中所述多个通道在其整个长度上不具有均匀的宽度。
[0020]8.根据项目7所述的层状敷料，其中所述通道包括第一部分和第二部分，所述第一部分配置为从与所述伤口接触层接触的伤口抽吸流体，所述第二部分与所述第一部分相比靠近所述生物传感器传感阵列，其中所述通道在所述第一部分处的宽度大于所述通道在所述第二部分处的宽度。
[0021]9.根据项目8所述的层状敷料，其中所述通道包括第一端(end)和第二端，其中所述通道在所述第一端处的宽度为约180μm至约220μm，所述通道在所述第二端处的宽度为约140μm至约180μm。
[0022]10.根据前述项目中任一项所述的层状敷料，其中所述生物传感器传感阵列包括一个或更多个电极，每个电极配置为检测选自由愈合生物标志物和生物负载生物标志物组成的组的标志物。
[0023]11.根据项目10所述的层状敷料，其中所述愈合生物标志物选自由TNF
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α、IL
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6、IL
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8、TGF
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β1和pH组成的组。
[0024]12.根据项目10所述的层状敷料，其中所述生物负载生物标志物包括金黄色葡萄球菌(S.aureus)的生物标志物。
[0025]13.根据项目10至12中任一项所述的层状敷料，其中所述生物传感器传感阵列包括两个或更多个电极，每个电极配置为检测选自由TNF
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α、IL
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6、IL
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8、TGF
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β1、pH和金黄色葡萄球菌的生物标志物组成的组的标志物。
[0026]14.根据项目13所述的层状敷料，其中所述生物传感器传感阵列包括六个电极，每个电极配置为检测选自由TNF
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α、IL
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6、IL
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8、TGF
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β1、pH和金黄色葡萄球菌的生物标志物组成的组的标志物，使得所述生物传感器传感阵列能够同时检测TNF
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α、IL
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6、IL
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8、TGF
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β1、pH和金黄色葡萄球菌的生物标志物。
[0027]15.根据项目12至14中任一项所述的层状敷料，其中所述金黄色葡萄球菌的生物标志物是表位。
[0028]16.根据前述项目中任一项所述的层状敷料，其中所述生物传感器传感阵列包括一个或更多个基于适体的工作电极，每个所述基于适体的工作电极包括与电极键合的适体，其中所述适体适于检测所述伤口流体中的标志物。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种层状敷料，其包括：渗透性伤口接触层，其用于与伤口接触放置；透气性屏障层；流体收集层，所述流体收集层设置在所述伤口接触层和所述透气性屏障层之间，所述流体收集层包括生物传感器壳体部分和流体收集部分，所述流体收集部分包括多个通道，所述通道各自在所述生物传感器壳体部分处具有末端；以及生物传感器传感阵列，其包括一个或更多个电极，所述生物传感器传感阵列设置在所述流体收集层的所述生物传感器壳体部分和所述透气性屏障层之间，其中：所述流体收集层的所述流体收集部分中的所述通道配置为使得在使用时，所述通道通过毛细管作用将伤口流体从与所述伤口接触层接触的伤口递送到所述生物传感器传感阵列，其中所述生物传感器传感阵列配置为检测所述伤口流体中的一种或更多种标志物。2.根据权利要求1所述的层状敷料，其中所述伤口接触层包括多个穿孔。3.根据权利要求1或2所述的层状敷料，其中所述流体收集层的所述流体收集部分具有环形形状，所述环形形状具有外表面，其中环形形状限定中心部分，其中所述流体收集层的所述生物传感器壳体部分位于所述中心部分处。4.根据权利要求3所述的层状敷料，其中所述流体收集部分具有外表面，其中所述多个通道各自从所述流体收集部分的所述外表面延伸到所述生物传感器壳体部分。5.根据权利要求1至4中任一项所述的层状敷料，其中所述多个通道配置为使得来自伤口的流体沿着所述通道仅在单方向上流动。6.根据权利要求5所述的层状敷料，其中所述多个通道各自包括多个互连的半开口锯齿形毛细管通道。7.根据权利要求1至6中任一项所述的层状敷料，其中所述多个通道在其整个长度上不具有均匀的宽度。8.根据权利要求7所述的层状敷料，其中所述通道包括第一部分和第二部分，所述第一部分配置为从与所述伤口接触层接触的伤口抽吸流体，所述第二部分与所述第一部分相比靠近所述生物传感器传感阵列，其中所述通道在所述第一部分处的宽度大于所述通道在所述第二部分处的宽度。9.根据权利要求8所述的层状敷料，其中所述通道包括第一端和第二端，其中所述通道在所述第一端处的宽度为约180μm至约220μm，所述通道在所述第二端处的宽度为约140μm至约180μm。10.根据前述权利要求中任一项所述的层状敷料，其中所述生物传感器传感阵列包括一个或更多个电极，每个电极配置为检测选自由愈合生物标志物和生物负载生物标志物组成的组的标志物。11.根据权利要求10所述的层状敷料，其中所述愈合生物标志物选自由TNF
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α、IL
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6、IL
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8、TGF
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β1和pH组成的组。12.根据权利要求10所述的层状敷料，其中所述生物负载生物标志物包括金黄色葡萄球菌(S.aureus)的生物标志物。13.根据权利要求10至12中任一项所述的层状敷料，其中所述生物传感器传感阵列包
括两个或更多个电极，每个电极配置为检测选自由TNF
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α、IL
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6、IL
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8、TGF
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β1、pH和金黄色葡萄球菌的生物标志物组成的组的标志物。14.根据权利要求13所述的层状敷料，其中所述生物传感器传感阵列包括六个电极，每个电极配置为检测选自由TNF
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α、IL
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6、IL
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8、TGF
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β1、pH和金黄色葡萄球菌的生物标志物组成的组的标志物，使得所述生物传感器传感阵列能够同时检测TNF
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α、IL
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6、IL
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8、TGF
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β1、pH和金黄色葡萄球菌的生物标志物。15.根据权利要求12至14中任一项所述的层状敷料，其中所述金黄色葡萄球菌的生物标志物是表位。16.根据前述权利要求中任一项所述的层状敷料，其中所述生物传感器传感阵列包括一个或更多个基于适体的工作电极，每个所述基于适体的工作电极包括与电极键合的适体，其中所述适体适于检测所述伤口流体中的标志物。17.根据权利要求16的层状敷料，其中所述一个或更多个基于适体的工作电极包括IL
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8、IL...

【专利技术属性】
技术研发人员：高毓璣，阮成达，龙籍永，何思远，林水德，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：