專利名稱：用于微透析取樣的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)指示人和動(dòng)物的重要器官的健康或代謝狀況的代謝物進(jìn)行微透析取樣的方法及裝置。更具體地，本發(fā)明涉及按照本發(fā)明的權(quán)利要求對(duì)重要器官的表面物質(zhì)濃度(分子)進(jìn)行測(cè)定。
背景技術(shù)：
微透析是一種從體內(nèi)進(jìn)行取樣的技術(shù)，其通過位于器官實(shí)體內(nèi)的導(dǎo)管提供連續(xù)生化樣品，幫助醫(yī)生評(píng)估健康或代謝狀況。目前的商用微透析系統(tǒng)配備可進(jìn)行作為細(xì)胞損傷標(biāo)記物的包括葡萄糖、乳酸、丙酮酸和甘油的小分子的樣品采集、處理和分析。樣品的采集基于通過設(shè)置在導(dǎo)管末端的半透膜進(jìn)行被動(dòng)擴(kuò)散?？蓪?duì)活動(dòng)的器官進(jìn)行微透析取樣。例如微透析取樣可用于研究跳動(dòng)心臟的代謝方面。當(dāng)微透析探針被植入到到一顆跳動(dòng)心臟的實(shí)體內(nèi)時(shí)，總是會(huì)有導(dǎo)管位置可被心臟收縮干擾的擔(dān)憂，以及當(dāng)插入微透析探針時(shí)會(huì)有對(duì)心臟組織和導(dǎo)管造成損傷的風(fēng)險(xiǎn)。這些風(fēng)險(xiǎn)可以承受，因?yàn)橐呀?jīng)證明微透析技術(shù)與心電(ECG)監(jiān)護(hù)相比，能提供更快速的響應(yīng)、兒茶酚胺分析或心肌缺血的其它臨床癥狀。當(dāng)將微透析導(dǎo)管植入到組織或器官中時(shí)，將不可避免地有一些組織損傷。如果微透析方法用于臨床監(jiān)測(cè)，例如心肌代謝狀態(tài)，重要的是要盡量減少與探針插入相關(guān)的損傷。 探針植入所造成的組織損傷使得在獲得可靠的數(shù)據(jù)前有必要允許一個(gè)60至90分鐘的平衡期，這樣做的目的是使導(dǎo)管在插入時(shí)在導(dǎo)管周圍積聚的液體能夠進(jìn)行局部再吸收或再分配。如果這個(gè)平衡期間所需要的時(shí)間可以縮短或完全消除，這將使得微透析取樣具有更有效的臨床應(yīng)用。確切需要這樣的設(shè)備和方法，其可以對(duì)小分子的間質(zhì)液體濃度的變化進(jìn)行取樣， 且非常適合直接從間質(zhì)中微透析取樣，從而可以減少與從植入到器官實(shí)體，例如心臟壁的探針中微透析取樣相關(guān)的前述問題。
現(xiàn)有技術(shù)在1996年，Langemarm介紹了與人類心臟手術(shù)有關(guān)研究用的微透析技術(shù)。他將導(dǎo)管植入到左心室壁，并表明可以測(cè)量在心肌中的葡萄糖和乳酸的連續(xù)變化。瑞典專利文件SE434214，名稱為“插入活組織用的透析探針-具有硬外殼包圍的膜”描述了一種透析探針，主要用于插入生物組織，例如腦組織，其由透析膜和供灌注液從膜上流過用的管道組成。該探針中的透析膜可被支持膜和部分暴露膜的支架包圍，所述支架較膜更堅(jiān)硬。與本發(fā)明相比，這種設(shè)計(jì)有一個(gè)明顯的劣勢(shì)，因?yàn)樗鼪]有包含通過在待取樣的器官表面上放置導(dǎo)管和/探針進(jìn)行微透析取樣的方法。此外，該設(shè)計(jì)不能用于收縮、擴(kuò)大或以某種方式活動(dòng)的器官。MICRODIALYSIS HOLDING AB申請(qǐng)的名稱為“具有增強(qiáng)管的微透析探針-包括在具有增大的遠(yuǎn)端的中心管之上的透析管以完整無損的移出探針”描述了一種具有被薄透析管包圍的中心管的微透析探針，其位于兩個(gè)管狀配件之間。這樣設(shè)計(jì)的目是為了加強(qiáng)探針并便于探針抽出而沒有任何部分剩下。盡管透析管比較脆，其中所述中心管的遠(yuǎn)端被固定連接到遠(yuǎn)端配件上，其也具有比透析管更大的直徑。該設(shè)計(jì)基本上與本發(fā)明不同，因?yàn)樗⒉话ㄟ^將導(dǎo)管和/或探針放置到待取樣的器官表面上進(jìn)行微透析取樣的方法。瑞典專利文件SE511932，名稱為“在血管中插入導(dǎo)管以檢測(cè)與心臟代謝變化相關(guān)的冠狀竇物質(zhì)”描述了一種要插入血管且由所述血管引導(dǎo)的導(dǎo)管。導(dǎo)管由基本為圓柱形的壁結(jié)構(gòu)組成，該壁限定了具有一個(gè)近端和一個(gè)遠(yuǎn)端的細(xì)長(zhǎng)的導(dǎo)管體、在所述圓柱形壁結(jié)構(gòu)中形成的開口，所述開口延伸到在其中形成具有近端和遠(yuǎn)端的微透析室的所述導(dǎo)管體中。 微透析膜覆蓋所述開口，這樣微透析室具有至少部分所述微透析膜作為其部分室壁，具有延伸通過至少一部分所述導(dǎo)管體且具有近端和遠(yuǎn)端的第一和第二通道，具有將第一或第二通道之一與所述微透析室的更遠(yuǎn)端側(cè)面和連接于所述微透析室的更近端側(cè)面的第一或第二通道的另一個(gè)連接的交叉通道。所述第一和第二通道的近端被連接到用于循環(huán)、監(jiān)測(cè)和分析通過其中的微透析溶液的外設(shè)裝置上。該設(shè)計(jì)與本發(fā)明有極大不同，因?yàn)樗糜诒徊迦氲缴眢w部分，不包含通過將導(dǎo)管和/或探針放置在待取樣的身體部分上進(jìn)行微透析取樣的方法。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明構(gòu)思簡(jiǎn)述本發(fā)明的主要目的是在現(xiàn)有技術(shù)中所提及的上述弊端方面獲得相當(dāng)大的改善。這是通過使用根據(jù)本專利權(quán)利要求的特征部分的裝置獲得的。本發(fā)明的另一個(gè)目的是創(chuàng)造一種可靠、安全、高效的設(shè)備和微透析取樣方法。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是獲得一種用于測(cè)量術(shù)后代謝改變的穩(wěn)定方法。下面將參考所附表格和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，所述表格和附圖為例證目的示出了本發(fā)明當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施方案。


圖1示出了控制期間及隨后的缺血期間(時(shí)間220-270分鐘)的葡萄糖濃度，微透析探針放置在心肌內(nèi)(填充的三角形)和心外膜表面(空的正方形)，數(shù)據(jù)以平均值士SEM， N = 10表示。圖2示出了控制期間及隨后的缺血期間(樣本220-270分鐘)的乳酸濃度，微透析探針放置在心肌內(nèi)(填充的三角形)和心外膜表面(空的正方形)，數(shù)據(jù)以平均值士SEM， N = 10表示。圖3示出了基線期及隨后的缺血期間(樣本220-270分鐘)的丙酮酸濃度，微透析探針放置在心肌內(nèi)(填充的三角形)和心外膜表面(空的正方形)，數(shù)據(jù)以平均值士SEM， N = 10表示。圖4示出了基線期及隨后的缺血期間(樣本220-270分鐘)的甘油濃度，微透析探針放置在心肌內(nèi)(填充的三角形)和心外膜表面(空的正方形)，數(shù)據(jù)以平均值士SEM， N = 9表示。圖5示出了短暫的缺血期間及隨后的較長(zhǎng)的缺血期間(樣本220-270分鐘)的葡萄糖濃度，微透析探針放置在心肌內(nèi)(填充的三角形)和心外膜表面(空的正方形)，數(shù)據(jù)以平均值士 SEM，N = 9表示。圖6示出了短暫的缺血期間及隨后較長(zhǎng)的缺血期間(樣本220-270分鐘)的乳酸濃度，微透析探針放置在心肌內(nèi)(填充的三角形)和心外膜表面(空的正方形)，數(shù)據(jù)以平均值士SEM，N = 9表示。圖7示出了短暫的缺血期間及隨后較長(zhǎng)的缺血期間(樣本220-270分鐘)的丙酮酸濃度，微透析探針放置在心肌內(nèi)(填充的三角形)和心外膜表面(空的正方形)，數(shù)據(jù)以平均值士 SEM，N = 9表示。圖8示出了短暫的缺血期間及隨后較長(zhǎng)的缺血期間(樣本220-270分鐘)的甘油濃度，微透析探針放置在心肌內(nèi)(填充的三角形)和心外膜表面(空的正方形)，數(shù)據(jù)以平均值士SEM，N = 9表示。圖9示出了本發(fā)明的第一優(yōu)選的實(shí)施方案。圖10示出了本發(fā)明的第二優(yōu)選的實(shí)施方案。圖11示出了本發(fā)明的第三優(yōu)選的實(shí)施方案。圖12示出了本發(fā)明的第四優(yōu)選的實(shí)施方案。圖13示出了本發(fā)明的第五優(yōu)選的實(shí)施方案。發(fā)明的詳細(xì)描述通過采用本發(fā)明的方法，將探針/導(dǎo)管放置到一個(gè)重要器官的表面并對(duì)器官中能跟隨相對(duì)快速的代謝變化的物質(zhì)取樣，以前需要將導(dǎo)管植入到器官實(shí)體中以收集樣品。根據(jù)圖9所示的本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案，探針/導(dǎo)管1，為橢圓形、長(zhǎng)方形或其它合適的形狀，由具有通過管與泵連接的入口( 和出口(4)的外殼2組成。適合該目的的泵和管在本發(fā)明當(dāng)前的設(shè)計(jì)之內(nèi)，因此沒有在附圖中示出或作進(jìn)一步的詳細(xì)討論。泵和管用于提供通過探針1的合適的液體流如灌流液(灌注液)流或類似物。在探針1中有一個(gè)連接入口 3和出口 4的U形通道。通道5被設(shè)計(jì)為使灌流液(灌注液)或類似物流過探針1。通道5可由管或?yàn)橹锌赵O(shè)計(jì)目的的其它適當(dāng)形式構(gòu)成。根據(jù)圖9所示的本發(fā)明的的第一優(yōu)選實(shí)施方案，設(shè)計(jì)為通過使用至少一根縫合線經(jīng)由至少一個(gè)側(cè)孔或孔眼7便于探針1附著于器官組織表面的連接帶6被整合到探針1的外殼2上。對(duì)著入口 3 和出口 4的所述探針1的末端設(shè)置有環(huán)8，也設(shè)計(jì)用于使探針1經(jīng)由至少一根縫合線與重要器官固定。半透膜9附著在探針1的底面，所述面朝向器官。根據(jù)圖10所示的本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案，探針/導(dǎo)管1，為橢圓形、長(zhǎng)方形或其它合適的形狀，由具有通過管與泵連接的入口 3和出口 4的外殼2組成。在探針1中有一個(gè)連接入口 3和出口 4的U形通道。通道5被設(shè)計(jì)為使灌流液(灌注液)或類似物流過探針1。通道5可由管或?yàn)橹锌赵O(shè)計(jì)目的的其它適當(dāng)形式構(gòu)成。除了圖9所示的實(shí)施方案之外，在本發(fā)明所有的優(yōu)選實(shí)施方案中，連接帶6基本為在外殼2中的凹槽形式且不含有孔眼7。通過使用放置在連接帶6的凹槽中的至少一根縫合線實(shí)現(xiàn)探針1與器官組織表面的連接。這樣，縫合線可含有數(shù)毫米的松弛部分，優(yōu)選在3到8毫米的區(qū)間內(nèi)，如此使得探針 /導(dǎo)管1不會(huì)受到與跳動(dòng)器官或活動(dòng)器官例如心臟有關(guān)的大的機(jī)械力。對(duì)著入口 3和出口 4的所述探針1的末端設(shè)置有環(huán)8，也設(shè)計(jì)用于使探針1經(jīng)由至少一根縫合線與器官固定。 半透膜9附著在探針1的底面，所述面朝向器官。可以想到地是，可以采用適合該方法的探針/導(dǎo)管1的其它實(shí)施方案。本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方案如圖11所示。圖11示出了探針/導(dǎo)管1，其在入口 3 處具有一根管子以與泵連接(未顯示)。灌流液經(jīng)由優(yōu)選的同心管流入入口 3至探針1的遠(yuǎn)端，使灌流液與半透膜9接觸。然后在交叉點(diǎn)11處，灌流液通過出口 4進(jìn)入通向收集灌流液的小瓶的管道。將通向入口 3和出口 4以及從入口 3和出口 4起始的管插入到第一軸 12并通過適當(dāng)?shù)姆椒ü潭ǖ嚼缯车揭后w交叉點(diǎn)11和連接帶6上。將第二軸14固定到膜 9上以及也連接到液體交叉點(diǎn)11和連接帶6上。在第二軸14的末端放置環(huán)8以通過至少一條縫合線將探針1暫時(shí)固定到器官上。連接帶6設(shè)計(jì)為便于使用在連接帶6周圍的至少一條縫合線使探針1和器官組織表面暫時(shí)連接?？p合線或多根縫合線可如此放置以使其能夠沿著連接帶6移動(dòng)從而避免對(duì)探針和/或組織造成損傷。為減少蒸發(fā)以及與器官可能存在的接觸面，用外殼2覆蓋探針1。本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方案如圖12所示。圖12示出了探針/導(dǎo)管1，其在入口 3 處帶有一根管子以與泵連接(未顯示)。灌流液經(jīng)由優(yōu)選的同心管流入入口 3至探針1的遠(yuǎn)端，使灌流液與半透膜9接觸。在交叉點(diǎn)11處，灌流液接著通過出口 4進(jìn)入通向收集灌流液的小瓶的管道。將入口 3和出口 4中的管子插入到第一軸12并通過適當(dāng)?shù)姆椒ü潭ɡ缯车竭B接部件15和16上。將第二軸14固定到膜9上以及也固定到液體交叉點(diǎn)11和連接部件15和16中。在第二軸14的末端放置環(huán)8以通過至少一條縫合線將探針暫時(shí)固定到器官上。連接部件15和16之間的連接帶6設(shè)計(jì)為便于使用在連接帶6周圍的至少一條縫合線使探針和器官組織表面暫時(shí)連接?？p合線或多根縫合線可如此放置以使其能夠在連接部件15和16之間移動(dòng)從而避免對(duì)探針和/或組織造成損傷。本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施方案如圖13所示。圖13示出了探針/導(dǎo)管1，其在入口 3 處帶有一根管子以與泵連接(未顯示)。灌流液經(jīng)由優(yōu)選的同心管流入入口 3至探針1的遠(yuǎn)端，使灌流液與半透膜9接觸。然后在交叉點(diǎn)11處，灌流液通過出口 4進(jìn)入通向收集灌流液的小瓶的管道。將通向入口 3和出口 4以及從入口 3和出口 4起始的管插入到第一軸 12并通過適當(dāng)?shù)姆椒ü潭ǖ揭后w交叉點(diǎn)11和連接帶6上，例如粘到第二軸14上。在第二軸14的末端放置環(huán)8以通過至少一條縫合線將探針1暫時(shí)固定到器官上。連接帶6設(shè)計(jì)為便于使用在連接帶6周圍的至少一條縫合線使探針1和器官組織表面暫時(shí)連接?？p合線或多根縫合線可如此放置以使其能夠沿著連接帶6移動(dòng)從而避免對(duì)探針1和/或器官組織造成損傷。在意外收集到來自探針(其位置意外地從腸的位置移到了心外膜位置)的微透析樣品之后，在非常規(guī)位置進(jìn)行微透析取樣的想法產(chǎn)生了。而且，意想不到地是，來自心外膜導(dǎo)管的樣品分析與現(xiàn)有技術(shù)中連接于器官實(shí)體的其它導(dǎo)管的樣品分析非常相似。測(cè)試表明，可以將本發(fā)明的微透析探針1放置到心外膜表面上并回收反映器官的心肌代謝狀態(tài)的樣品。測(cè)試還表明，能夠測(cè)定濃度的快速變化，特別是乳酸濃度的快速變化，其中短短10分鐘的缺血期導(dǎo)致乳酸濃度發(fā)生可檢測(cè)地升高。在來自心肌和心外膜探針的分析樣品間，乳酸濃度有一個(gè)類似的模式。在對(duì)配對(duì)樣品中的葡萄糖和甘油濃度進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)類似的模式。本發(fā)明的微透析導(dǎo)管1配置為導(dǎo)管相對(duì)器官的表面相對(duì)持平，以在導(dǎo)管1和器官之間有更大的接觸面積。在圖9和圖10所示的優(yōu)選實(shí)施方案中，膜9大體位于導(dǎo)管1的底面(面朝器官)上，以避免微透析物蒸發(fā)導(dǎo)致的人為的濃度增加。這個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)還提供了更大的的取樣可靠性，因?yàn)閷?dǎo)管1和器官表面之間達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)更迅速。在圖11、12和 13所示的優(yōu)選實(shí)施方案中，背向正被取樣的器官的膜9的面被蓋住，以盡量不要接觸到周圍的器官。如果在剩下的手術(shù)過程中要使用這種技術(shù)，則在例如心臟手術(shù)期間建立一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)進(jìn)行取樣就是必要的。在圖10、11和12所述的優(yōu)選實(shí)施方案中，導(dǎo)管膜9粘到外殼2上，其將用缺乏彈性/柔性的材料制備，使導(dǎo)管1能抵抗放置和取樣期間的的折疊或彎曲。探針/導(dǎo)管1暫時(shí)附著于器官表面，通過至少一根縫合線以允許有數(shù)毫米的松弛部分的方式連接到連接帶 6，以使導(dǎo)管1不會(huì)受到涉及跳動(dòng)器官或活動(dòng)器官的大的機(jī)械力。在導(dǎo)管的尖端/末端，小環(huán)8被用于通過至少一個(gè)縫合線將導(dǎo)管的尖端/末端與器官表面暫時(shí)連接，使導(dǎo)管膜9在器官表面上保持靜止。導(dǎo)管1設(shè)計(jì)為沒有可使其自身與組織抓緊或扣緊的結(jié)構(gòu)，以便它可以在手術(shù)后很容易地通過手術(shù)切口移出，而不會(huì)引起任何組織損傷。導(dǎo)管1與能產(chǎn)生流過膜9區(qū)的恒定的液體流或灌流液的泵連接。流體用泵吸入通過管道進(jìn)入入口 3，流經(jīng)整個(gè)導(dǎo)管1，然后通過出口 4的管道流出。本發(fā)明的膜9優(yōu)選由聚合物組合物，例如PAES(聚芳基醚砜)組成。從入口 3和出口 4進(jìn)出的管優(yōu)選由高分子材料，例如PUR(聚氨酯)組成。外殼2優(yōu)選由高分子材料， 例如聚氨酯、聚酰胺或聚酰亞胺組成。其它適合作此用途的材料，當(dāng)然也可用于探針及其零部件。實(shí)施例本案例研究經(jīng)瑞典于默奧大學(xué)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，根據(jù)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院機(jī)構(gòu)動(dòng)物護(hù)理和使用委員會(huì)指南進(jìn)行(實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物的護(hù)理和使用指南，國(guó)家研究委員會(huì)，華盛頓，美國(guó)，1996)?？偣彩褂昧?19只雌豬。在肌肉內(nèi)注射premedicination后，使用10mg/kg氯胺酮(Ketalar ,輝瑞公司，莫里斯平原，新澤西州，美國(guó))，隆朋(甲苯噻嗪)和硫酸阿托品0.05mg/kg(阿托品，匪，制藥，斯德哥爾摩，瑞典)的混合物通過靜脈注射劑量為10mg/kg的戊巴比妥鈉 (Pentobarbitalnatrim，Apoteksbolaget，瑞典斯德哥爾摩)進(jìn)行麻醉。輸注芬太尼20 μ g/ kg/h(芬太尼，百靈，梅爾松根，德國(guó))、咪唑安定0. 3mg/kg/h(多美康，羅氏，巴塞爾，瑞士)和戊巴比妥鈉5mg/kg/h，以維持麻醉。將動(dòng)物的氣管切開(7. OOP氣管內(nèi)導(dǎo)管，魯西， kernen，德國(guó))并用含有30%氧氣(Evita4，德爾格，德國(guó))的空氣進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，并調(diào)整至正常通風(fēng)，由間歇性動(dòng)脈血?dú)夥治鰷y(cè)量(ABL的5自動(dòng)分析儀，輻射計(jì)，哥本哈根，丹麥)測(cè)定。在1小時(shí)內(nèi)將IL醋酸林格氏液(法瑪西亞公司，普強(qiáng)公司，瑞典)施予動(dòng)物，然后以 15ml/kg/h開始輸注。白天增加輸液以保持血量正常，由獲得5-10毫米汞柱間的中心靜脈壓(CVP)這一目標(biāo)確定。簡(jiǎn)言之，將動(dòng)脈導(dǎo)管植入到小的頸動(dòng)脈中并將中央靜脈導(dǎo)管插入頸外靜脈。基礎(chǔ)登記包括心率(HR)、平均動(dòng)脈壓(MAP)和中心靜脈壓(CVP)的測(cè)量。所有壓力均采用充滿液體的導(dǎo)管和壓力傳感器(歐美達(dá)公司，美國(guó))在腋中的水平測(cè)定。使用一臺(tái)基于計(jì)算機(jī)的多通道信號(hào)采集和分析系統(tǒng)(確認(rèn)，BIOPAC系統(tǒng)公司，CA, USA)連續(xù)記錄數(shù)據(jù)。實(shí)施內(nèi)側(cè)胸骨切開術(shù)，并確定左前降支(LAD)動(dòng)脈的對(duì)角支。將一個(gè)戈?duì)柼厮?(Gore-tex)的縫合圈套器放置在分支近端方向周圍。采用改良的經(jīng)股動(dòng)脈穿刺術(shù)，將一個(gè)微透析探針(CMA 20 PEAS Elite, CMA微透析，索爾納，瑞典)植入到由圈套的LAD分支提供的心肌組織中，以盡量減少對(duì)微透析探針和心肌的機(jī)械損傷。將另一個(gè)微透析探針(CMA 20PEAS Elite，CMA微透析，索爾納，瑞典)放置在第一個(gè)心肌探針之上的心外膜表面上。在縫合點(diǎn)和膜上用縫合線固定心外膜探針。用林格溶液以2. 0 μ 1/min的流速灌注微透析探針(改性的克雷布斯_林格磷酸鹽緩沖液)。在平衡期和整個(gè)研究方案中，每10分鐘采集樣品。為涉及另一項(xiàng)研究(這里的微透析被用作取樣方法)的方案將動(dòng)物隨機(jī)分成兩組。一組在150分鐘內(nèi)沒有任何干預(yù)， 然后收緊戈?duì)柼厮箍p合線誘導(dǎo)40分鐘缺血。第二組在40分鐘的缺血期之前，有4個(gè)10分鐘的圈套閉塞期，以及隨后20分鐘的再灌注。為每只動(dòng)物收集52個(gè)樣本，每個(gè)探針沈個(gè)。在CMA 600分析儀(CMA，索爾納，瑞典)中分析葡萄糖、乳酸、丙酮酸和甘油。該分析儀是臨床化學(xué)分析儀，采用酶試劑和微透析樣品的色度測(cè)量。所有樣品均被收集在玻璃小瓶，取樣后直接用卷邊帽密封。樣本被存放在4-6°C不超過一天。分析前，所有樣本離心30秒(Mini Galaxy，VWR，西切斯特，PA，美國(guó))。對(duì)來自代謝冠狀動(dòng)脈閉塞影響區(qū)域的樣本進(jìn)行微透析分析，以檢測(cè)與心肌缺血和再灌注相關(guān)產(chǎn)物的代謝。對(duì)所有結(jié)果進(jìn)行配對(duì)，其一來自心壁實(shí)體的微透析探針，另一個(gè)來自于與第一個(gè)探針相鄰的心室壁表面的探針。在平衡期內(nèi)(時(shí)間20-50分鐘)，從心外膜表面測(cè)得的葡萄糖濃度比在心肌中測(cè)定的濃度顯示更多的變化。平衡期(60分鐘)后，兩個(gè)探針中的葡萄糖水平是相似的，且顯示出類似的模式，在休息期間，葡萄糖濃度降低，然后在缺血期內(nèi)也減低(圖1)。在兩個(gè)探針中，乳酸濃度也遵循相同的模式。然而，在40分鐘的最終缺血期內(nèi)，心外膜探針中的濃度比心肌探針中的濃度高(圖2)。由兩個(gè)不同探針測(cè)量的丙酮酸濃度存在差異。因此，由心外膜探針測(cè)量的丙酮酸濃度在整個(gè)研究期間是相似的，而心肌中測(cè)量的丙酮酸濃度呈二元模式，逐步升高，直到最后在指數(shù)缺血期降低(圖3)。甘油濃度穩(wěn)定在平衡和基線期內(nèi)是穩(wěn)定的，在40分鐘的缺血期升高。心外膜和心肌探針遵循類似的模式(圖4)。在有多個(gè)缺血期的這組動(dòng)物中，在平衡和基線期內(nèi)從外膜表面測(cè)得的葡萄糖濃度與在心肌探針的濃度相比不太穩(wěn)定。在這個(gè)研究方案中，兩個(gè)探針中的葡糖糖濃度發(fā)生類似地下降(圖幻。與來自心外膜探針的樣本相比，心肌探針的樣本中葡萄糖濃度的快速變化很難檢測(cè)。按照兩個(gè)探針的測(cè)定，乳酸濃度在最初的平衡期保持穩(wěn)定。兩個(gè)探針中，乳酸濃度在缺血期間增加且在再灌注期間下降(圖6)。按照兩個(gè)探針的測(cè)定，丙酮酸的濃度在實(shí)驗(yàn)方案中不斷增加。短的缺血期與心肌探針檢測(cè)到的丙酮酸濃度增加有關(guān)，但與心外膜探針無關(guān)(圖7)。在方案中，兩個(gè)探針中的甘油濃度不變(圖8)。在最后的較長(zhǎng)缺血期間，觀察到少許增加。雖然已對(duì)優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)描述，但在本發(fā)明范圍內(nèi)的變化和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人言是顯而易見的，所有這些變化都被認(rèn)為落入所附權(quán)利要求書的范圍。另外，具有適當(dāng)特性的不同的材料可以應(yīng)用到本發(fā)明的整體或部分。另外，優(yōu)選實(shí)施方案所描述的形狀、尺寸和大小可能差異很大。例如探針1的連接件6、連接構(gòu)件15和16以及環(huán)8的大小和形狀可能有很大的差別，但仍然可以適合作此用途。若干替代實(shí)施方案中，例如導(dǎo)管/ 探針的形狀或與器官的連接點(diǎn)的數(shù)量，以及膜9的放置等都是可以想到的。在替代的實(shí)施方案中，膜9例如可設(shè)計(jì)為圓柱體的形式，并使用先前建立的方法構(gòu)建。本發(fā)明區(qū)別于以往設(shè)計(jì)的方面是導(dǎo)管中的區(qū)域，其中膜9置于導(dǎo)管1之上(見上文)。 為了盡量減少微透析物的蒸發(fā)損失，且更迅速地獲得跨導(dǎo)管膜9的生理物質(zhì)濃度的穩(wěn)定狀態(tài)，可以想到地是，位于膜9之上約0. 5mm處的一個(gè)保護(hù)(蓋)將坐住和保護(hù)膜。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明消除或大大減少了本專利申請(qǐng)中之前所述的現(xiàn)有設(shè)計(jì)中存在的問題。將微透析探針定位于心外膜表面的主要優(yōu)點(diǎn)是可盡量減少對(duì)組織或器官的損害。與將導(dǎo)管植入并從例如心肌中移除時(shí)相比，本申請(qǐng)降低了罹患并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。盡管一些臨床研究表明，微透析導(dǎo)管可植入并從心肌中移除而不發(fā)生并發(fā)癥，將微透析導(dǎo)管放置到心外膜上尤其是對(duì)心肌損傷的患者是安全的。進(jìn)一步地，本發(fā)明的心外膜方法能使導(dǎo)管放置在例如心房上。心肌內(nèi)方法不允許在薄壁心房?jī)?nèi)取樣。在實(shí)驗(yàn)設(shè)置中探針定位的另一方面的優(yōu)勢(shì)是，在心外膜表面上比在心肌內(nèi)更容易獲得適當(dāng)?shù)哪撤N定位。因此，本發(fā)明的心外膜方法可以降低不適當(dāng)?shù)奶结樦踩脒B同實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的心肌缺血的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)是，幾乎沒有平衡時(shí)間的必要。以往的研究表明，用于已知的臨床上應(yīng)用的微透析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的平衡時(shí)間，從60到90分鐘不等。平衡時(shí)間取決于分析的為何種物質(zhì)以及樣品收集自何種組織。臨床研究表明受傷患者中谷氨酸酯的平衡時(shí)間比健康患者中谷氨酸酯的平衡時(shí)間長(zhǎng)30分鐘?？紤]到這一點(diǎn)，無論是對(duì)健康患者還是受傷患者， 減少或消除平衡時(shí)間都是非常有利的。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是與使用針頭的微透析探針在實(shí)體器官內(nèi)的植入有關(guān)的器官損傷或出血幾乎得以消除。在插入部位的局部出血，增加了平衡時(shí)間。然而，通過本發(fā)明進(jìn)行的微透析測(cè)定心臟表面帶來的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是連續(xù)跟隨術(shù)后代謝狀態(tài)成為可能。已經(jīng)證明，本發(fā)明的微透析技術(shù)與心電(ECG)監(jiān)護(hù)相比能提供更快速的響應(yīng)，兒茶酚胺分析或心肌缺血其它的臨床癥狀。這將導(dǎo)致更快的診斷，并大大減少心臟手術(shù)期間和之后患者出現(xiàn)并發(fā)癥。此外，本發(fā)明允許使用一種非常有利的微透析技術(shù)在心臟外科手術(shù)期間進(jìn)行圍手術(shù)期監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求
1.使用放置在人或動(dòng)物重要器官表面的至少一根微透析導(dǎo)管或探針(1)對(duì)來自器官表面的指示器官代謝狀況的代謝物進(jìn)行取樣的微透析取樣方法，其特征在于，暫時(shí)連接于重要器官的外表面且不插入到重要器官實(shí)體中的所述導(dǎo)管或探針(1)，經(jīng)由連接于所述導(dǎo)管或探針(1)朝向器官表面的那一側(cè)的半透膜(9)對(duì)代謝物進(jìn)行取樣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透析取樣方法，其使用放置于人或動(dòng)物重要器官表面的至少一根微透析導(dǎo)管或探針(1)對(duì)來自器官表面的指示器官代謝狀況的代謝物進(jìn)行取樣，其特征在于，所述導(dǎo)管或探針(1)通過至少一條縫合線與重要器官暫時(shí)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微透析取樣方法，其使用放置于人或動(dòng)物重要器官表面的至少一根微透析導(dǎo)管或探針(1)對(duì)來自器官表面的指示器官代謝狀況的代謝物進(jìn)行取樣，其特征在于，所述導(dǎo)管或探針(1)通過至少一條縫合線暫時(shí)連接于重要器官，所述縫合線具有數(shù)毫米的松弛部分，優(yōu)選在3到8毫米的區(qū)間內(nèi)，其位于探針(1)上的連接帶6的凹槽內(nèi)， 這樣導(dǎo)管(1)不會(huì)受到與跳動(dòng)器官或活動(dòng)器官有關(guān)的大的機(jī)械力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的的微透析取樣導(dǎo)管或探針(1)，其特征在于，所述導(dǎo)管/ 探針(1)，基本為橢圓形、長(zhǎng)方形或其它適當(dāng)?shù)男螤?，由具有通過U形通道( 連接的入口 (3)和出口(4)的外殼( 組成，所述U形通道( 允許灌流液(灌注液)或類似物流過探針⑴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的的微透析取樣導(dǎo)管或探針(1)，其特征在于，設(shè)計(jì)為使用至少一根縫合線經(jīng)由至少一個(gè)孔眼(7)便于探針(1)暫時(shí)附著于重要器官的表面組織的所述連接帶(6)，被整合到探針(1)的外殼( 上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的的微透析取樣導(dǎo)管或探針(1)，其特征在于，在對(duì)著入口 (3)和出口(4)的所述探針(1)的末端或尖端上設(shè)置有環(huán)(8)，設(shè)計(jì)用于使探針經(jīng)由至少一根縫合線與重要器官暫時(shí)固定住。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的的微透析取樣導(dǎo)管或探針(1)，其特征在于，膜(9)優(yōu)選由聚合物組合物例如PAES (聚芳基醚砜)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的的微透析取樣導(dǎo)管或探針(1)，其特征在于，所述外殼 (2)優(yōu)選由聚合物材料例如聚氨酯、聚酰胺或聚亞酰胺組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透析取樣方法，其使用放置于人或動(dòng)物重要器官表面的至少一根微透析導(dǎo)管或探針(1)對(duì)來自器官表面的指示器官代謝狀況的代謝物進(jìn)行取樣，其特征在于，至少一種取樣的代謝物為葡萄糖。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透析取樣方法，其使用放置于人或動(dòng)物重要器官表面的至少一根微透析導(dǎo)管或探針(1)對(duì)來自器官表面的指示器官代謝狀況的代謝物進(jìn)行取樣， 其特征在于，至少一種取樣的代謝物為乳酸酯。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透析取樣方法，其使用放置于人或動(dòng)物重要器官表面的至少一根微透析導(dǎo)管或探針(1)對(duì)來自器官表面的指示器官代謝狀況的代謝物進(jìn)行取樣， 其特征在于，至少一種取樣的代謝物為丙酮酸酯。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透析取樣方法，其使用放置于人或動(dòng)物重要器官表面的至少一根微透析導(dǎo)管或探針(1)對(duì)來自器官表面的指示器官代謝狀況的代謝物進(jìn)行取樣， 其特征在于，至少一種取樣的代謝物為甘油。
全文摘要
本發(fā)明的微透析技術(shù)和裝置可用于研究人和動(dòng)物器官的代謝方面，當(dāng)將微透析導(dǎo)管例如放置到跳動(dòng)的心臟實(shí)體時(shí)，總是會(huì)有導(dǎo)管位置方面的擔(dān)憂。進(jìn)一步地，總是會(huì)有對(duì)心臟組織和導(dǎo)管造成損傷的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明被設(shè)計(jì)為可避免這些風(fēng)險(xiǎn)，且研究已經(jīng)證實(shí)從本發(fā)明的心外膜探針獲得的數(shù)據(jù)反映了心肌代謝的狀態(tài)。在麻醉的正常通風(fēng)的豬(n＝20)中，實(shí)施胸骨切開術(shù)，并將一個(gè)戈?duì)柼厮?Gore-tex)的縫合圈套器放置在左前降支(LAD)動(dòng)脈的分支周圍。將一個(gè)微透析探針植入到由圈套的LAD分支提供的心肌組織中。將另一個(gè)微透析探針放置在第一個(gè)心肌探針之上的心外膜表面上。方案包括四個(gè)10分鐘的缺血期(干預(yù)組)和隨后40分鐘的缺血期。對(duì)照組僅經(jīng)受40分鐘的缺血期。可將本發(fā)明的微透析探針放置在心外膜表面上，并回收反映心臟的心肌代謝狀態(tài)的樣本。還能夠測(cè)定濃度特別是乳酸濃度的快速變化，其中缺血期短至10分鐘導(dǎo)致可檢測(cè)到的增加。在分析成對(duì)樣本中的葡萄糖和甘油濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)了類似的模式。利用本發(fā)明的方法和裝置放置于心外膜上獲得的數(shù)據(jù)，與來自植入心肌的標(biāo)準(zhǔn)探針的數(shù)據(jù)相比顯示了相似的模式。因此本發(fā)明的心外膜應(yīng)用可用于在心臟手術(shù)期間進(jìn)行預(yù)防性監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)B01D61/24GK102333487SQ200980156346
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者佩妮拉·阿布哈姆森 申請(qǐng)人:佩妮拉·阿布哈姆森