Handgerät zum Entnehmen von Blut oder anderen Körperflüssigkeiten
Die Erfindung betrifft ein tragbares Handgerät zum Erzeu- gen einer Einstichwunde, insbesondere zum Entnehmen von Blut oder anderen Körperflüssigkeiten, umfassend eine Lanzette, die mit einem Lanzettenantrieb aus einer Ruhe¬ position in eine Einstichposition bewegbar ist.
Zur qualitativen und quantitativen Analyse von Körper¬ flüssigkeiten, insbesondere Blut, werden in großem Umfang Testverfahren eingesetzt, die mit Testelementen arbeiten. Die Testelemente enthalten Reagenzien. Zur Durchführung einer Reaktion wird das Testelement mit der Probe in Kon- takt gebracht. Die Reaktion von Probe und Reagenz führt zu einer für die Analyse charakteristischen Veränderung des Testelements, die mit Hilfe einer geeigneten Meßein¬ richtung erfaßt und ausgewertet wird.
Es sind zahlreiche unterschiedliche Testelementtypen be¬ kannt, die sich durch das Meßprinzip und die verwendeten Reagenzien sowie durch ihren Aufbau unterscheiden.
Hinsichtlich des Meßprinzips sind kolorimetrische Analy- sesysteme weitverbreitet. Bei ihnen führt die Reaktion
der Probe mit in dem Testelement enthaltenen Reagenzien zu einer Farbänderung, die visuell oder mittels einer photometrischen Meßeinrichtung gemessen werden kann. Da¬ neben haben elektrochemische Analysesysteme eine große Bedeutung erlangt, bei denen die Reaktion der Proben mit den Reagenzien des Testelements zu einer elektrisch me߬ baren Änderung (einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms) führt, die mit einer entsprechenden Meßelektronik gemessen wird.
Um für derartige analytische oder diagnostische Zwecke eine geringe Menge Blut aus einem Körperteil (üblicher¬ weise dem Finger oder dem Ohrläppchen) zu entnehmen, wer¬ den Lanzetten verwendet, die in das entsprechende Körper- teil gestochen werden. Um diesen Einstich möglichst ein¬ fach und schmerzfrei zu gestalten, werden Handgeräte ver¬ wendet, die eine Lanzette mit einem Lanzettenantrieb aus einer Ruheposition in eine Einstichposition bewegen.
Für eine Reihe von Krankheiten ist eine regelmäßige Über¬ wachung bestimmter analytischer Werte des Bluts oder an¬ derer Körperflüssigkeiten erforderlich. Dies gilt insbe¬ sondere für Diabetiker, die .ihren Blutzuckerspiegel häu¬ fig kontrollieren müssen, um ihn durch Insulininjektionen vor einem gefährlichen Anstieg zu bewahren.
Tragbare Analysesysteme ermöglichen es, auch medizini¬ schen Laien selbständig einfache Analysen des Bluts oder anderer Körperflüssigkeiten durchzuführen. Beispielsweise gibt es Analysesysteme, die Diabetiker ständig mit sich führen können und damit mehrmals täglich den Blutzucker¬ spiegel bestimmen können. Diese tragbaren AnalyseSysteme umfassen ein Handgerät mit einer Lanzette und einem Lan¬ zettenantrieb zum Entnehmen von Blut und ein Analysehand- gerät mit einer Analysemeßeinrichtung zum Untersuchen, des
durch, einen Einstich der Lanzette gewonnenen Bluts. Bei einem solchen tragbaren Analysesystem können das Handge¬ rät zum Entnehmen von Blut und das Analysehandgerät als zwei, verschiedene Geräte ausgeführt sein oder in einziges Gerät integriert sein.
In euer Praxis wird von einem Analysesystem erwartet, daß es möglichst einfach zu bedienen ist, da beispielsweise Geräte zur Bestimmung des Blutglucosegehalts häufig von Personen verwendet werden, deren manuelle Geschicklich¬ keit wegen Krankheit oder Alter eingeschränkt ist. Von großer Bedeutung ist ferner eine möglichst kompakte und schlanke Geräteform, damit Patienten das ständige Mitfüh¬ ren des Geräts oder der Geräte möglichst wenig zur Last fällt. Schließlich soll der Einstichvorgang möglichst schmerzfrei erfolgen und eine Infektionsgefahr durch die verwendete Lanzette ausgeschlossen sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie diese Anforderungen in der Praxis noch besser erfüllt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein tragbares Handgerät der ein¬ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß es eine Lanzet- ten.sterilisationseinrich.tung umfaßt, mit der eine Lan¬ zette kontaktfrei sterilisierbar ist.
Bei. einem erfindungsgemäßen Handgerät kann die Lanzette unmittelbar vor einem Einstich sterilisiert werden, so daß eine Infektionsgefahr weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Selbst bei Handgeräten, die mit Einweglan¬ zetten arbeiten, also eine Lanzette jeweils nur ein ein¬ ziges Mal benutzen, besteht im Stand der Technik die Ge¬ fahr einer Infektion, da Lanzetten durch unsachgemäße La- gezcung oder beim Einlegen in das Handgerät mit Keimen,
Sporen oder sonstigen Krankheitserregern in Kontakt kom¬ men können.
Da bei einem erfinchαngsgemäßen Handgerät eine Lanzette unmittelbar vor einem Einstichvorgang sterilisiert werden kann, ist sogar eine mehrmalige Verwendung einer Lanzette möglich. Eine mehrfache Verwendung der Lanzetten bedeutet einen wesentlichen Vorteil gegenüber dem Stand der Tech¬ nik. - Bei Handgeräten nach dem Stand der Technik wird ein erheblicher Teil des Gerätevolumens für ein Lanzetten¬ magazin zur Lagexung von Einweglanzetten benötigt. Auf ein solches Lanzettenmagazin kann bei einer mehrfachen Verwendung einer Lanzette verzichtet werden, so daß sich ein wesentlich kleineres und schlankeres Handge¬ rät schaffen läß»t. Für Patienten, die ein Handgerät, beispielsweise für ein Analysesystem zur Messung des BlutZuckergehalts, ständig mit sich führen und mehr¬ mals täglich verrwenden müssen, bedeutet eine kleinere und kompaktere Bauweise eine erhebliche Erleichterung.
Durch eine mehrffache Verwendung einer Lanzette können Kosten eingespart werden. Dies ist insbesondere des¬ halb bedeutsam, weil in manchen Kostenerstattungssy¬ stemen nur Kosten für die zur Durchführung einer Ana- lyse benötigten Verbrauchsmaterialien, beispielsweise verwendete Testelemente oder Testträger, erstattet werden, nicht jedoch Kosten für Zubehörteile wie Lan¬ zetten.
- Verwendete Lanzetten stellen eine Gefahrenquelle dar, da sie spitz sind und leicht Verletzungen verursachen können. Verwendete Lanzetten können bei einer Verlet¬ zung HIV, Hepatitis und andere Krankheiten übertragen und müssen deslxalb als Gefahrstoffe aufwendig entsorgt werden. Bei einer mehrfachen Verwendung von Lanzetten
kann dieser Aufwand beträchtlich reduziert werden, da weniger Lanzetten entsorgt werden müssen.
Für eine kontaktfreie Sterilisation einer Lanzette gibt es verschiedene Möglichkeiten. Deshalb kann die Lanzet¬ tensterilisationseinrichtung eines erfindungsgemäßen Handgeräts auch unterschiedlich ausgestaltet sein. Es ge¬ nügt im allgemeinen, wenn nur der Bereich der Spitze der Lanzette, der in das Gewebe eindringt und ein unmittelbar angrenzendes Stück sterilisiert wird.
Ein großer Vorteil der Erfindung ist, daß die Lanzetten¬ sterilisationseinrichtung kontaktfrei arbeitet, also keine Teile hat, die bei einem Sterilisationsvorgang mit der Lanzette in Berührung kommen. Kommen nämlich Teile der Lanzettensterilisationseinrichtung mit der Lanzette in Kontakt, so besteht die Gefahr einer Verschmutzung der Lanzettensterilisationseinrichtung, beispielsweise durch Blut. Es hat sich deshalb als nachteilig erwiesen, eine Lanzette beispielsweise dadurch zu sterilisieren, daß sie durch einen mit einem Desinfektionsmittel getränkten Schwamm gestochen wird. Bei einer solchen Vorgehensweise erfolgt die Lanzettensterilisation nicht kontaktfrei, da die Lanzette mit dem Schwamm in Kontakt tritt.
Eine erste Möglichkeit zur kontaktfreien Sterilisation einer Lanzette besteht darin, ein elektrisches Plasma zu erzeugen, mit dem auf die Lanzette eingewirkt wird. Be¬ sonders vorteilhaft sind Gasentladungsplasmen, insbeson- dere unter atmosphärischen Druckbedingungen, also bei Normaldruck in Umgebungsluft, da sie sich mit verhält¬ nismäßig geringem Aufwand erzeugen lassen. Einzelheiten zur Erzeugung solcher Gasentladungsplasmen sind bei¬ spielsweise in der US 6,147,452 und in dem Artikel "Mikrostrukturierte Elektrodensysteme - Universelle
Plasmen im Atmosphärendruckbereich", Info Phys . Tech. Nr. 31, März 2001, beschrieben.
Für eine gute Leistungsfähigkeit eines Gasentlacäungs- plasmas ist der Elektrodenabstand bevorzugt kleiner als 1 mm, besonders bevorzugt kleiner als 0,5 mm. Um mit der¬ art kleinen Elektrodenabständen Plasmen ausreichend gro¬ ßer Abmessungen erzeugen zu können, werden Mehrfach¬ anordnungen von Elektroden bevorzugt. Beispielsweise kön- nen mehrere Mikroelektroden in geeignetem Abstand, bei¬ spielsweise 0,5 bis 1 mm, auf einem Substrat, beispiels¬ weise aus Aluminiumoxid, aufgebracht werden. Be-vorzugt werden die Elektroden mit einer plasmachemisch stabilen Schutzschicht von bevorzugt weniger als 10 μm Dicke ver- sehen.
Bei einer Plasmasterilisation können zugleich auch Ober¬ flächeneigenschaften der Lanzette verändert uncl gezielt an die Erfordernisse eines Einstichs und anschILießenden Transports von Blut oder einer anderen KörperfILüssigkeit angepaßt werden. Beispielsweise kann durch Plasmaeinwir- kung eine Oberfläche gezielt in einen hydrophilen Zustand versetzt werden, so daß Blut schneller von der Spitze der Lanzette zu einem Testelement oder einer Analysemeßein- richtung transportiert werden kann. Dies ist insbesondere deshalb ein wichtiger Vorteil, da hydrophile Oberflächen in der Regel keine Langzeitstabilität aufweisen und über einen mehr oder weniger kurzen Zeitraum ihre trydrophilen Eigenschaften verlieren. Wird die Oberfläche einer Lan- zette erst kurz vor dem Einstichvorgang durch Plasmaein¬ wirkung hydrophilisiert, so können selbst bei längerer Lagerung die Vorteile hydrophiler Oberflächeneigenschaf¬ ten genutzt werden. Durch Einwirkung eines Plasmas können auf der Oberfläche der Lanzette Radikalstellen, erzeugt werden, die in Luft schnell Hydroxi-, Hydroper-oxid- oder
sonstige Polare und damit flüssigkeitsbenetzende funk¬ tionelle Gruppen bilden, insbesondere wenn die Lanzette mit einem Kunststoff beschichtet ist.
Ein erfindungsgemäßes Handgerät mit einer Lanzettensteri¬ lisationseinrichtung zum Erzeugen eines Plasmas eignet sich insbesondere auch für Lanzetten, die nicht nur dem Erzeugen einer Einstichwunde, sondern zugleich auch der Entnahme einer Blutprobe dienen. Bevorzugt weisen solche Lanzetten ein Testfeld zur Analyse einer entnommenen
Probe auf. Beispielsweise kann ein solches Testfeld mit Chemikalien versehen sein, die zur quantitativen Unter¬ suchung des Blutglucosegehalts dienen. Derartige Lanzet¬ ten sind beispielsweise aus der WO 03/009759 Al bekannt, deren Inhalt hinsichtlich der Ausgestaltung derartiger Lanzetten durch Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegen¬ den Anmeldung gemacht wird.
Im Stand der Technik stellt die Sterilisation von Lanzet- ten, die in ein Testelement integriert sind, ein großes Problem dar, da die Testfeider auf Temperatur- und Strah¬ lungseinwirkung empfindlich reagieren. Die im Stand der Technik gebräuchlichen Verfahren zum Sterilisieren von Lanzetten nach der Fertigung sind deshalb für derartige integrierte Lanzetten nur sehr eingeschränkt anwendbar.
Durch ein erfindungsgemäßes Handgerät mit einer Lanzet¬ tensterilisationseinrichtung zum Erzeugen eines Plasmas werden diese Probleme gelöst. Eine Sterilisation erfolgt erst unmittelbar vor der Benutzung und kann ohne Schwie¬ rigkeit so durchgeführt werden, daß das Testfeld dabei nicht beeinträchtigt wird. Die Lanzette wird dabei bevor¬ zugt so in das Gerät eingesetzt, daß die Lanzettenspitze in einer Parkposition in der Lanzettensterilisationsein- richtung positioniert ist. Erfolgt die Sterilisation
durch ein Plasma, so kann dabei gleichzeitig der Kapil¬ larkanal hydrophilisiert werden, so daß eine Probe besser von der Lanzettenspitze zu dem Testfeld transportiert werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sterilisation einer Lanzette auch durch von der Lanzettensterilisationsein¬ richtung erzeugte Strahlung, insbesondere im sichtbaren oder ultravioletten Frequenzbereich, erfolgen. Zu diesem Zweck umfaßt die Lanzettensterilisationseinrichtung be¬ vorzugt eine oder mehrere Leucht- oder Laserdioden. Im allgemeinen ist die Sterilisationswirkung von Strahlung um so größer, desto kleiner die Wellenlänge der Strahlung ist. Aus diesem Grund sind Leuchtdioden, die blaues, ins- besondere ultraviolettes, Licht aussenden, gegenüber
Leuchtdioden, die rotes Licht aussenden, in der Regel zu bevorzugen. Durch Strahlungseinwirkung können ebenso wie durch Plasmaeinwirkung auf einer Materialoberfläche thermisch oder photσchemisch Radikalstellen erzeugt werden, die an Luft polare und damit flüssigkeitsbenet- zende Gruppen bilden. Eine Sterilisation durch Strah¬ lungseinwirkung bietet folglich ebenfalls den Vorteil einer gezielten Hydrophilisierung der Lanzetten.
Eine weitere Möglichkeit für eine kontaktfreie Lanzetten¬ sterilisation besteht darin, die Lanzette soweit aufzu¬ heizen, daß Sporen, Keime und sonstige Krankheitserreger abgetötet werden. Für eine thermische Sterilisation der Lanzette wird die Lanzettenoberfläche bevorzugt auf min- destens 25O0C, besonders bevorzugt mindestens 3000C auf¬ geheizt. Dies ist ebenfalls durch Einwirkung von Strah¬ lung, die beispielsweise von einer Laserdiode, insbeson¬ dere als Rotlicht oder Infrarotstrahlung, erzeugt wird, möglich.
Bevorzugt umfaßt die Lanzettensterilisationseinrichtung zur therinischen Sterilisation eine Glühwendel, mit der die Lanzette angestrahlt werden kann. Als Material für diese Gliähwendel sind insbesondere Edelmetalle und Edel- metalllecjierungen geeignet, die mit Umgebungsluft nicht reagieren, so daß die Glühwendel an Luft betrieben werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, die Glühwendel so an¬ zuordnen, daß sie die Lanzette bei der Sterilisation axial umgibt. Um die benötigte Heizenergie zu minimieren, kann ein Reflektor verwendet werden, mit dem von der
Glühwendel erzeugte Strahlung auf die zu sterilisierende Oberfläctie der Lanzette reflektiert wird.
Eine besonders effiziente Ausnutzung der Heizenergie, was insbesondere bei batteriebetriebenen Handgeräten ein gro¬ ßer Vorteil ist, läßt sich dadurch erreichen, daß die Lanzettensterilisationseinrichtung eine mit Wechselspan¬ nung betriebene Spule umfaßt, mit der in der Lanzette ein Heizstroτn induzierbar ist. Bevorzugt wird die Frequenz der. Wecb-selspannung so hoch gewählt, daß aufgrund des
Skin-Effekts der in der Lanzettenspitze induktiv erzeugte Heizstroτn auf einen Bereich mit geringer Eindringtiefe an der Ober-flache der Lanzettenspitze konzentriert bleibt. Durch die Geometrie der Spule wird dafür gesorgt, daß nur der Spitzenbereich der Lanzette erhitzt wird. Die ideale Frequenz: der WechselSpannung hängt dabei von dem verwendeten Material der Lanzette ab, beträgt jedoch für die meisten Materialien und insbesondere für Edelstahl zwischen 500 kHz und 3 GHz, insbesondere zwischen 1 GHz und 3 GHz.
Eine weitere Möglichkeit zur kontaktfreien Sterilisation einer Lanzette besteht darin, mit einem Desinfektionsmit¬ tel, das beispielsweise als Dampf oder Nebel aus einem Vorratsbehälter der Lanzettensterilisationseinrichtung
freigesetzt wird, auf die Lanzette einzuwirken. Wichtig dabei ist, daß ein Desinfektionsmittel verwendet wird, das für den Menschen allenfalls eine geringe Toxizität aufweist, da mit der desinfizierten Lanzette Spuren des Desinfektionsmittels in den menschlichen Körper gelangen können. Besonders gut geeignet ist Wasserstoffperoxid, da es sich in Sauerstoff und Wasser zersetzt und somit keine schädlichen Zersetzun.<gsprodukte zurückbleiben. Um das Desinfektionsmittel gezielt freisetzen zu können, umfaßt die Lanzettensterilisationseinrichtung bevorzugt eine
Düse, die insbesondere auf die Lanzettenspitze ausgerich¬ tet sein kann.
Ein Dampf oder Nebel eines Desinfektionsmittels kann prinzipiell auch mit rein mechanischen Mitteln, bei¬ spielsweise einem Zerstäuber, oder durch eine mechanisch ausgelöste chemische Reaktion freigesetzt werden. Bevor¬ zugt umfaßt die Lanzettensterilisationseinrichtung jedoch einen Stromverbraucher, der bei einem Sterilisationsvor- gang von einem .elektrischen Strom durchflössen wird. Ein solcher Stromverbraucher kann beispielsweise als Heizein¬ richtung ausgebildet sein, um ein Desinfektionsmittel zu verdampfen oder eine Pumpe, ;um es zu versprühen. Erfolgt die Sterilisation du-trch ein elektrisches Plasma, so um- faßt der Stromverbraiαcher Mittel zum Erzeugen eines elek¬ trischen Plasmas. Be± Sterilisation durch Strahlungsein¬ wirkung oder Hitze kann der Stromverbraucher beispiels¬ weise als Leucht- oder Laserdiode, Glühwendel oder Spule ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Figuren dar¬ gestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die darin beschriebenen Besonderheiten können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Gleiche und
einander entsprechende Teile sind da!bei mit übereinstim¬ menden Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Handgerät zum Entnehmen von Blut umfassend ein Lanzettenmodul und ein
Basismodul;
Fig. 2 das in Figur 1 gezeigte Handgerät nach Entnahme des Lanzettenmoduls aus dem Basismodul;
Fig. 3 das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Handgerät im Querschnitt;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin¬ dungsgemäßen Handgeräts zum Entnehmen von Blut;
Fig. 5 eine weitere Ansicht des ±n Figur 4 gezeigten Handgeräts; Fig. 6 das in den Figuren 4 und B gezeigte Handgerät im Querschnitt;
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin¬ dungsgemäßen Handgeräts;
Fig. 8 das in Figur 7 gezeigte Auisführungsbeispiel bei einem Einstich;
Fig. 9 eine erste Detailansicht <der Lanzette und der Lanzettensterilisationseiiαrichtung;
Fig. 10 eine zweite Detailansicht der Lanzette und der Lanzettensterilisationseinrichtung; Fig. 11 eine Detailansicht der Lanzette und einem wei¬ teren Ausführungsbeispiel der Lanzettensteri¬ lisationseinrichtung;
Fig. 12 eine weitere Detailansich-t des in Fig. 11 ge¬ zeigten Ausführungsbeisplels; Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mehrfach verwendbaren Lanzette;
Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines earfin- dungsgemäßen Handgeräts;
Fig. 15-17 das in Fig. 14 gezeigte Ausführungsbedspiel in weiteren Ansichten; Fig. 18 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels einer Lanzettensterdlisa- tionseinrichtung;
Fig. 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lanzet¬ tensterilisationseinrichtung und Fig. 20 eine Detailansicht des in Figur 19 dargestell¬ ten Ausführungsbeispiels in einem Querschnitt .
Tragbare Analysesysteme, mit denen Patienten selbständig ihren Blutglucosegehalt messen können, umfassen in. der Regel ein Handgerät zum Entnehmen von Blut und zusätzlich ein Analysehandgerät mit einer Analyseτneßeinrichtu.ng, der durch Einstich einer Lanzette gewonnenes Blut zuführbar ist. Anhand der Figuren 1 bis 3 wird im nachfolgenden ein Handgerät zum Entnehmen von Blut für ein solches tragba- res Analysesystem beschrieben. Die Figuren 4 bis 8 zeigen ein Analysesystem, bei dem das Handgerät zum Entnehmen von Blut in das Analysehandgerät integriert ist.
Das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Handgerät umfaßt ein Lanzettenmodul 1 und ein Basismodul 2, in dem die Lanzet¬ tensterilisationseinrichtung 3 angeordnet ist. Die we¬ sentlichen Teile des Lanzettenmoduls 1 sind die Lanzette 4, ein Auslöseknopf 5 und ein Lanzettenantrieb (nicht ge¬ zeigt) , der die Lanzette 4 aus einer Ruheposition in eine Einstichposition bewegt. Der Lanzettenantrieb besteht im wesentlichen aus einem Federmechanismus, dessen Feder durch ein Niederdrücken des Auslöseknopfes gespannt wird und anschließend die Lanzette 4 mit großer Geschwindig¬ keit aus der Ruheposition in die Einstichposition bewegt.
Der Lanzettenantrieb zieht nach einem Einstich der Lan¬ zette 4 diese sofort wieder in die Ruheposition zurück. Auf diese Weise kann der mit einem Einstich verbundene Schmerz auf ein Mindestmaß reduziert werden. Ein geeigne- ter Lanzettenantrieb ist in der DE 10223558 Al beschrie¬ ben.
Bei einem Handgerät nach dem Stand der Technik müßte die Lanzette vor einer erneuten Verwendung ausgetauscht wer- den, um eine Infektionsgefahr auszuschließen. Bei einem erfindungsgemäßen Handgerät ist dies aber nicht notwen¬ dig. Das Lanzettenmodul 1 wird nach einer Blutentnahme in das Basismodul 2 mit der Lanzettensterilisationseinrich¬ tung 3 gesteckt. Das Basismodul 2 hat einen Aktivierungs- knöpf 6, mit dem die Lanzettensterilisationseinrichtung 3 ausgelöst werden kann.
Es empfiehlt sich, die Lanzettensterilisationseinrichtung 3 unmittelbar nach einem Einstecken des Lanzettenmoduls 1 in das Basismodul 2 auszulösen, damit Keime und andere
Krankheitserreger abgetötet werden können, bevor sie sich vermehren. Um das Risiko einer Infektion zu minimieren, sollte die Lanzettensterilisationseinrichtung 3 auch un¬ mittelbar vor einer Entnahme des Lanzettenmoduls 1 aus dem Basismodul 2 ausgelöst werden. Bevorzugt wird die
Lanzettensterilisationseinrichtung 3 bei einem Einstecken des Lanzettenmoduls 1 in das Basismodul 2 automatisch ausgelöst, so daß der Aktivierungsknopf 6 nur für eine Lanzettensterilisation unmittelbar vor der Entnahme des Lanzettenmoduls 1 benötigt wird.
Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung das Ba¬ sismodul 2 und das Lanzettenmodul 1 im Querschnitt. Das Basismodul 2 enthält eine Batterie 7 als Stromquelle für die Lanzettensterilisationseinrichtung 3. Die Lanzetten-
Sterilisationseinrichtung 3 umfaßt eine mit Wechselspan¬ nung betriebene Spule (siehe Fig. 7 bis 10) , mit der in der Lanzette 4 ein Heizstrom induzierbar ist. Wird das Lanzettenmodul 1 in die dafür vorgesehene Kammer 8 des Basismσduls 2 gesteckt, so wird die Spitze der Lanzette 4 axial in die Spule der Lanzettensterilisationseinrichtung 3 eingeführt. Umgibt die Spule die Lanzette, so läßt sich durch Anlegen einer WechselSpannung mit einer Frequenz zwischen 10 kHz und 50 MHz, insbesondere zwischen 100 kHz und 5 MHz, in der Lanzette 4 ein Heizstrom induzieren, dessen Heizwirkung Keime und andere Krankheitserreger ab¬ tötet.
Wegen des Skin-Effekts fließt bei höheren Frequenzen der in der Lanzette 4 induzierte Heizstrom nur an der Ober¬ fläche der Lanzette 4, so daß die Lanzette 4 im wesent¬ lichen nur an der Oberfläche aufgeheizt wird. Dies führt zu einer hervorragenden Ausnutzung der elektrischen Heiz¬ energie. Weitere Einzelheiten der verwendeten Lanzette 4 und der Lanzettensterilisationseinrichtung 3 werden spä¬ ter anhand der Figuren 7 bis 10 erläutert.
Zunächst wird anhand der Figuren 4 bis 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, bei dem das Handgerät zum Entnehmen von Blut in ein Analysehandgerät mit einer Analysemeßeinrichtung zur Untersuchung entnom¬ menen Bluts integriert ist. Zu diesem tragbaren Analyse¬ system gehört ein Lanzettenmodul 1, das mit dem Lanzet¬ tenmodul 1 des im vorhergehenden beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiels identisch ist. Figur 4 zeigt, wie das Lan¬ zettenmodul 1 in dem Analysehandgerät 10 steckt, das ebenso wie das Basismodul 2 des im vorhergehenden be¬ schriebenen Ausführungsbeispiels eine Lanzettensterilisa¬ tionseinrichtung 3 enthält. Zusätzlich enthält das Analy- sehandgerät eine Analysemeßeinrichtung 11, eine Anzeige-
einrichtung 12 zum Anzeigen eines Untersuchungsergebnis¬ ses und Bedienungselemente 13 in Form von Tasten.
Bei dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine photometrisch arbeitende Analysemeßeinrichtung 11 vorgesehen, jedoch läßt sich die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch bei einem elektrochemischen Ana¬ lysesystem anwenden.
Die Analysemeßeinrichtung 11 des gezeigten Ausführungs¬ beispiels erfaßt eine Farbänderung eines als Band ausge¬ führten Teststreifens 14. Der Teststreifen 14 ist so lang, daß er für eine Vielzahl von Messungen, bevorzugt 30 bis 100, ausreicht, bevor er ausgetauscht werden muß.
Für eine Analyse bringt ein Patient einen durch einen Einstich mit dem Lanzettenmodul 1 gewonnenen Blutstropfen auf den Teststreifen 14 auf. Dort bewirkt eine chemische Reaktion mit in dem Teststreifen 14 enthaltenen Chemika- lien eine Farbänderung des Teststreifens 14, die von der Analysemeßeinrichtung 11 erfaßt und ausgewertet wird. Damit diese Auswertung nicht durch Streulicht gestört wird, gehört zu dem Analysehandgerät eine Schutzkappe 15, die über die Gehäuseöffnung 16, aus welcher der Test- streifen 14 austritt, gestülpt werden kann. Die Schutz¬ kappe 15 dient zudem zum Schutz des Teststreifens 14 vor Beschädigung und wird nur zum Aufbringen eines Blutstrop¬ fens abgenommen.
Der Teststreifen 14 wird mit einer Antriebsrolle 17 nach einer abgeschlossenen Untersuchung weiter bewegt, so daß für die nächste Untersuchung ein frischer Abschnitt des Teststreifens 14 zur Verfügung steht. Um die Antriebs¬ rolle 17 und den Geräteinnenraum 18 vor Verschmutzung zu schützen, wird der Teststreifen 14 an einer Reinigungs-
einrichtung 19 vorbeigeführt, die überschüssiges Blut und Schmutz aufnimmt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Reinigungseinrichtung 19 um eine Reinigungsrolle, an deren Oberfläche der Teststreifen 14 vorbeigeführt wird und die dabei Schmutz von dem Test¬ streifen 14 entfernt .
Das anhand der Figuren 4 bis 6 beschriebene Analysehand¬ gerät 10 ist netzunabhängig und verfügt über Batterien 7 zur Stromversorgung.
Die Figuren 7 und 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Lanzettenmodul in das Analysehandgerät 10 inte¬ griert ist. Bei der in Figur 7 gezeigten Querschnittsan- sieht befindet sich die Lanzette 4 in einer Ruheposition, in der die Spitze der Lanzette 4 in die von dem Reflektor 26 umgebene Glühwendel 25 der Lanzettensterilisations¬ einrichtung 3 hineinragt. Figur 8 zeigt die Lanzette 4 in einer Einstichposition. Bei Betätigung des Aktivierungs- knöpfes 6 wird über die Verbindungsleitung 20 der Prozes¬ sor der Steuer- und Auswerteeinheit 21 getriggert, wor¬ aufhin diese Energie aus der Batterie 7 entnimmt und der Lanzettensterilisationseinrichtung 3 zuführt, so daß die Lanzette 4• sterilisiert wird. Ferner wird der Lanzetten- antrieb 22 gespannt. Nach Ablauf des Sterilisationspro¬ zesses wird das Auslöseelement 5 freigeschaltet. Wird daraufhin der Auslöseknopf 5 betätigt, so wird die Lan¬ zette 4 durch den Lanzettenantrieb 22 für einen Einstich aus der in Figur 7 gezeigten Ruheposition in die in Figur 8 gezeigte Einstichposition bewegt.
Die Lanzette 4 weist wie aus der WO 03/009759 Al bekannte Lanzetten einen Probeaufnahmekanal (nicht gezeigt) auf, durch den Blut einem Testfeld 23 zugeführt werden kann. Dort bewirkt eine chemische Reaktion mit in dem Testfeld
23 enthaltenen Chemikalien eine Farbänderung des Testfel¬ des 23, die von einer Meßeinrichtung 24 erfaßt und von der Steuer- und Auswerteeinheit 21 ausgewertet wird.
Die Figuren 9 und 10 zeigen im Detail, wie bei dem Aus¬ führungsbeispiel gemäß Figur 7, die mit Wechselspannung betriebene Spule 25 der Lanzettensterilisationseinrich¬ tung 3 axial die Spitze 27 der Lanzette 4 umgibt. Damit ein Heizstrom mit möglichst geringen Energieverlusten in der Oberfläche der Lanzette 4 induziert wird, sollte der Durchmesser der Spule 25 möglichst klein gewählt werden.
Die Spule 25 ist Teil eines zur Lanzettensterilisations¬ einrichtung 3 gehörenden Schwingkreises (nicht gezeigt) . Die optimale Anzahl der Wicklungen der Spule 25 hängt von der Frequenz der WechselSpannung, der Kapazität des Schwingkreises und der Auswirkung der Lanzette 4 auf die Induktivität der Spule 25 ab. Beträgt die Frequenz der WechselSpannung zwischen 500 kHz und 3 GHz, bevorzugt 1 GHz und 3 GHz, so bleibt der in der Lanzette 4 indu¬ zierte Strom auf die Oberfläche beschränkt, was zu einer effizienten Ausnutzung der Heizenergie führt. Durch Aus¬ nutzung des Skin-Effekts läßt sich bereits mit einer Heizleistung von nur 1 Watt eine für eine Sterilisation der Lanzette 4 ausreichende Aufheizung erreichen. Eine solche Heizleistung läßt sich mit handelsüblichen 1,5 Volt Batterien erreichen, jedoch sind 3 Volt Lithium Batterien bevorzugt.
Die Figuren 11 und 12 zeigen im Detail die Lanzettenste¬ rilisationseinrichtung 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel von Figur 7. Zentraler Bestandteil dieser Lanzettensteri¬ lisationseinrichtung ist eine Glühwendel 25, welche die Lanzette 4 bei der Sterilisation axial umgibt.
Um die Heizenergie noch besser auszunutzen, ist um die Glühwendel 25 herum ein Reflektor 26 angeordnet. Im ein¬ fachsten Fall besteht der Reflektor 26 aus einer Metall- folie. Der Reflektor 26 führt zu einer noch besseren Aus- nutzurαg der Heizenergie, indem er Infrarotstrahlung, wel¬ che die Glühwendel 25 beim Aufheizen aussendet, auf die Lanzette 4 reflektiert, so daß diese auf mindestens 2500C erhitzt wird. Bei Temperaturen von über 2500C, insbeson¬ dere über 300°C werden nicht nur Krankheitserreger abge- tötet, sondern auch Proteine in ihre Bestandteile zer¬ legt, wodurch die Sicherheit der Sterilisation weiter er¬ höht wird.
Wie man an den Figuren 9 bis 12 sieht, umgeben die Spule bzw. «die Glühwendel 25 die Lanzette 4 nicht auf voller Länge, sondern lediglich im Bereich der Spitze 27. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, den Energieverbrauch der Lanzettensterilisationseinrichtung 3 zu senken. Es genügt nämlich, wenn die Lanzette 4 in dem Bereich, der bei einer- Einstichbewegung in den Körper des Patienten eindringt, desinfiziert wird. Ein Abschnitt der Lanzette 4, der beim Einstich nicht in den Körper eindringt, kann weder- eine Infektion übertragen, noch bei einem Einstich verunreinigt werden.
Die Lanzette 4 hat bevorzugt einen Körper aus Metall, be¬ sonders bevorzugt aus Edelstahl, insbesondere gehärteten Edelstahl, kann aber auch aus einem anderen Material, beispielsweise aus Keramik, sein. Ist der Körper der Lan- zette 4 nicht aus Metall, so ist er bevorzugt mit einer MetaXlschicht überzogen, damit ein effizientes, indukti¬ ves Erhitzen möglich ist. Bei Lanzette ohne eine metaXlische Oberfläche ist ein Erhitzen durch Wärmestrah¬ lung möglich.
Damit die Lanzette 4 auch bei einem häufigen Verwenden nicht abstumpft, ist sie bevorzugt mit einer Schutz¬ schicht versehen. Diese Schutzschicht kann aus einem Po¬ lymer oder einer amorphen Kohlenstoff- oder Silizium- Schicht bestehen. Die Schutzschicht ist bevorzugt weniger als 10 um, bevorzugt weniger als 1 μm dick, damit sie bei einem induktiven Aufheizen einer darunter liegenden Me¬ tallschicht rasch und mit geringem Energieaufwand auf die zur Sterilisation erforderlichen Temperaturen aufgeheizt werden kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mehrfach verwend¬ baren, durch Hitze sterilisierbaren Lanzette 4 ist in Fi¬ gur 13 gezeigt. Die Lanzette 4 hat einen Mantel 30 aus gehärtetem Edelstahl, der einen Kern 31 aus Kupfer um¬ gibt. Der Mantel 30 sorgt für eine harte Spitze 27, die einen relativ schtnerzfreien Einstich in ein Körperteil eines Patienten ermöglicht. Zwischen dem Mantel 30 und dem Kern 31 befindet sich eine Widerstandsschicht 32, die eine Dicke von etwa 10 bis 50 μm hat.
Zum Sterilisieren, der Lanzette 4 wird eine Spannung zwi¬ schen dem Kern 31 und dem Mantel 30 angelegt. Dies be¬ wirkt einen radial verlaufenden Stromfluß von dem Kern 31 zu dem Mantel 30. Da der elektrische Widerstand der Wi¬ derstandsschicht 32 wesentlich größer als der Widerstand des Kerns 31 und des Mantels 30 ist, fällt die angelegte Spannung hauptsächlich an der Widerstandsschicht 32 ab. Folglich wird durrch Widerstandsheizung in erster Linie die Widerstandsschicht 32 aufgeheizt, die wiederum den darüber befindlichen dünnen Mantel 30 aufheizt.
Bei der Wahl des Materials für den Kern 31 ist auf eine möglichst gute Leitfähigkeit zu achten, damit möglichst
wenig Heizenergie durch Aufhei_zen des Kerns 31 verloren¬ geht. Gut geeignet sind Kupfer: und Kupferlegierungen.
Der Mantel 30 besteht aus Edelstahl. Der Mantel 30 sollte möglichst dünn sein, damit er rasch und mit möglichst ge¬ ringem Energieaufwand aufgeheizt werden kann. Seine Dicke beträgt bevorzugt 50 bis 200 p.m.
Die Widerstandsschicht 32 erstreckt sich nur in dem Be- reich der Spitze 27 der Lanzette 4, der bei einem Ein¬ stich in den Körper eines Patienten eindringt. Außerhalb dieses Bereichs befindet sich zwischen dem Mantel 30 und dem Kern 31 eine leitfähige Schicht 33, so daß bei einem Sterilisationsvorgang nur der vordere Bereich der Lan- zette 4 aufgeheizt wird, der auch wirklich desinfiziert werden muß.
Bei allen genannten Ausführungsformen kommt als Material für die Lanzettenspitze korrosionsbeständiger Stahl in Frage, wie er auch für herkömmliche Lanzetten verwendet wird. Für die höhere Standzeit der Schneidkanten der Lan¬ zetten ist bevorzugt eine gehärtete Legierung einzuset¬ zen, wie sie beispielsweise .f-ür chirurgische Instrumente, Skalpelle etc. gebräuchlich ist.
In den Figuren 14 bis 17 ist ein weiteres Ausführungsbei- spiel gezeigt, bei dem das La.nzettenmodul 1 in das Analy¬ sehandgerät 10 integriert ist . Ähnlich wie bei dem anhand der Figuren 4 bis 6 erläuterten Ausführungsbeispiel wird mit einer Analysemeßeinrichtu.ng 11 eine Farbänderung eines als Band ausgeführten Teststreifens 14 erfaßt. Der Teststreifen 14 befindet sieb, in einer Kassette 40, in der er von einer Vorratsrolle 41 abziehbar und auf eine von einer Welle 42 angetriebene Antriebsrolle 17 aufspul- bar ist. Der bandförmige Teststreifen 14 weist eine Viel-
zahl von Bandabschnitten 49 auf, die mit Troclcenchemika- lien beschichtet sind, welche mit aufgebrachtem Blut rea¬ gieren und dabei eine der Blutzuckerkonzentration ent¬ sprechende, optisch detektierbare Farbänderung- bewirken.
Wie Figuren 15 bis 17 zeigen, ist die Kassette 40 in einem Analysemodul 39 angeordnet, das über Sctαwenkarme 43 zur Aufnahme eines aus einer von der Lanzette 4 erzeugten Einstichwunde austretenden Bluttropfens in den Bereich der Gehäuseöffnung 44 schwenkbar ist. Mittels Um- lenkrollen 45 wird eine Bandschlaufe mit einem freilie¬ genden Bandabschnitt 49 zur Aufnahme eines Bluttropfens gebildet. Die Analysemeßeinrichtung 11 ist entlang des Doppelpfeils 46 zwischen einer Ruheposition und einer Meßposition, in der eine reflexionsphotometrische Nach¬ weismessung durchgeführt wird, verschieblich.
In das gezeigte Analysehandgerät ist das Lanzettenmodul 1 integriert, das ebenso wie das Analysemodul 39 mittels Schwenkarmen 43 zu der .Gehäuseöffnung 44 hin τ_ιnd von ihr weg schwenkbar ist. Das Lanzettenmodul 1 enthält die Lan¬ zette 4, die für eine Einstich- und Rückführbewegung in Richtung des Doppelpfeils 50 mittels des Lanzettenan¬ triebs 22 zwischen einer Ruheposition und einer Einstich- position bewegt wird. In ihrer Ruheposition befindet sich die Spitze der Lanzette 4 in einer Lanzettensterilisa¬ tionseinrichtung 3. Wie bei den im vorhergehenden be¬ schriebenen Ausführungsbeispielen wird eine Einstich- und Rückführbewegung der Lanzette 4 durch Betätigen des Aus- löseknopfes 5 bewirkt. Zur Einstellung der Ei.nstich.tiefe ist das Lanzettenmodul 1 in dem Gehäuse 51 des Analy¬ sehandgeräts 10 in der durch den Doppelpfeil 52 angege¬ benen Einstichrichtung durch Drehen des Einstichtiefen- verstellknopfes 53 beweglich.
Nähere Einzelheiten hinsichtlich des Aufbaus von Kasset¬ ten mit bandförmigen Teststreifen 14 sowie deren Einsatz in Analysehandgeräten sind in den Anmeldungen WO 2004/056269, WO 2004/047642 und PCT/EP 2004/007785 beschrieben, auf die ergänzend verwiesen wird und dererx Inhalt diesbezüglich zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
In Figur 18 ist ein Ausführungsbeispiel einer Lanzetten.- Sterilisationseinrichtung 3 dargestellt, die Mittel zutn Erzeugen eines elektrischen Plasmas umfaßt, das zur Ste¬ rilisation auf die Lanzette 4 einwirkt. Die dargestellte Lanzettensterilisationseinrichtung 3 kann beispielsweise in dem in Figur 3 dargestellten Basismodul 2, in dem in. den Figuren 7 und 8 dargestellten Handgerät 10 oder in dem in Figur 14 dargestellten Handgerät eingesetzt wer¬ den. Die dargestellte Lanzettensterilisationseinrichtuixg 3 umfaßt eine Hülse 60 aus einem hochspannungsfesten Dielektrikum. Als Dielektrikum sind insbesondere Kunst- stoffe, . beispielsweise PTFE, PE oder PEEK, und keramische Werkstoffe, beispielsweise Al2O3, geeignet. Um die isolzue- rende Hülse 60 ist eine Elektrode 61, bevorzugt eine Metallelektrode, angeordnet*
Zum Erzeugen eines Plasmas wird zwischen der dargestelL - ten Lanzette 4 und der Elektrode 61 eine hochfrequente Wechselspannung angelegt. Die Frequenz dieser Wech¬ selspannung beträgt vorzugsweise mindestens 100 MHz, besonders bevorzugt mindestens 1 GHz. Generell gilt, da_ß die zum Zünden des Plasmas; erforderliche Spannung um so niedriger ist, je höher die Frequenz der Wechselspannun_g ist.
Geeignete Schaltungen und Bauelemente zum Erzeugen hocb_- frequenter WechselSpannungen sind beispielsweise für
Mobilfunktelefone bekannt und bedürfen deshalb keiner eingehenden Erläuterung. Zum Zünden des Plasmas kann es erforderlich sein, aus einer Spannung von einigen wenigen Volt einer internen Stromquelle des Handgerätes, bei- spielsweise einer handelsüblichen Batterie, eine Hoch¬ spannung von mehreren hundert oder sogar tausend Volt zu erzeugen. Geeignete Schaltungen und Bauelemente für eine entsprechende Spannungstransformation sind beispielsweise bei Photoapparaten zum Erzeugen eines Lichtblitzes gebräuchlich.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lanzettensterili¬ sationseinrichtung 3 mit Mitteln zum Erzeugen eines elek¬ trischen Plasmas ist in Figur 19 dargestellt. Diese Lan- zettensterilisationseinrichtung 3 umfaßt perforierte
Zündelemente 62,63 in Form von zwei Platten, die jeweils eine Vielzahl kleiner Löcher 64, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 5 μm bis 100 μm, besonders bevorzugt 10 μm bis 30 μm, aufweisen.
In Figur 20 ist eine Detailansicht der Zündelemente 62,63 in einem Querschnitt dargestellt. Die Zündelemente 62,63 haben eine Isolationsschicht 65 aus einem Dielektrikum, auf die beidseitig jeweils eine leitfähige Elektroden- schicht 66, beispielsweise aus Kupfer, aufgebracht ist. Die Dicke der Isolationsschicht 65 beträgt vorzugsweise etwa 10 μm bis 100 μm. Zum Zünden eines Plasmas wird an die Elektrodenschichten 66 eines jeden Zündelementes 62,63 eine Hochspannung von vorzugsweise 500 Volt bis 1000 Volt angelegt, so daß sich über die Dicke der Isola¬ tionsschicht 65 und damit in den Löchern 64 ein starkes elektrisches Feld bildet. Dieses elektrische Feld bewirkt zunächst, daß sich in den Löchern 64 der Zündelemente 62,63 ein Plasma entzündet. Durch Anlegen einer Gleich- Spannung von wenigen Volt, vorzugsweise der Batteriespan-
nung eines Handgerätes, an eine zwischen den beiden Zündelementen 62,63 angeordnete Lanzette 4 gegenüber den beiden Zündelementen 62,63 wird bewirkt, daß sich das Plasma aus den Löchern 64 hinaus zu der Lanzette 4 ausdehnt.
Plattenförmige Zündelemente 62,63 lassen sich besonders kostengünstig fertigen und sind für eine Lanzettensteri¬ lisationseinrichtung 3 zum Sterilisieren flacher Lanzet- ten 4 bevorzugt. Für Lanzetten mit einem runden Quer¬ schnitt kann es jedoch günstig sein, perforierte Zündele¬ mente zu verwenden, die passend gewölbt oder gebogen sind. Prinzipiell ist zum Erzeugen eines Plasmas ein einziges Zündelement ausreichend, da das in den Löchern 64 gebildete Plasma durch geeignete elektrische Felder aus den Löchern 64 herausgezogen und zu einer Lanzetten¬ spitze geführt werden kann. Bevorzugt werden jedoch meh¬ rere Zündelemente 62,63 verwendet, um möglichst zuverläs¬ sig eine allseitige Plasmaeinwirkung der Lanzette 4 zu gewährleisten.
Zum Zünden des Plasmas in den Löchern 64 der Zündelemente 62,63 ist sowohl eine Gleichspannung als auch eine Wech¬ selspannung geeignet. Hochfrequente WechselSpannungen haben gegenüber Gleichspannungen jedoch den Vorteil, sich leichter erzeugen zu lassen und sind deshalb bevorzugt.
RDG 127/OA/WO
Bezugszeichenliste
1 Lanzettenmodul
2 Basismodul
3 Lanzettensterilisationseinrichtung
4 Lanzette 5 Auslöseknopf
6 Aktivierungsknopf
7 Batterie
8 Kammer
10 Analysehandgerät 11 Analysemeßeinrichtung
12 Anzeigeeinrichtung
13 Bedienungselemente
14 Teststreifen
15 Schutzkappe 16 Gehäuseöffnung
17 Antriebsrolle
18 Geräteinnenraum
19 Reinigungseinrichtung ;
20 Verbindungsleitung 21 Steuer- und Auswerteeinheit
22 Lanzettenantrieb
23 Testfeld
24 Meßeinrichtung
25 Spule/Glühwendel 26 Reflektor
27 Spitze der Lanzette
30 Mantel
31 Kern
32 Widerstandsschicht 33 leitfähige Schicht
39 Analysemodul
40 Kassette
41 Vorratsrolle
42 Welle' 43 Schwenkarme
44 Gehäuseδffnung
45 Umlenkrollen
46 Verschieberichtung 49 Bandabschnitt 50 Einstichrichtung
51 Gehäuse
52 Verstellrichtung
53 Einstichtiefen-Verstellknopf 60 Hülse 61 Elektrode
62,63 Zünde1emente
64 Löcher
65 Isolationsschicht
66 Elektrodenschicht