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【発明の名称】 バイオセンサ用穿刺器具
【発明者】 【氏名】中村 秀明

【氏名】藤村 剛

【氏名】石川 智子

【氏名】後藤 正男

【氏名】輕部 征夫

【氏名】原田 章

【氏名】改森 信吾

【氏名】北村 貴彦

【氏名】細谷 俊史

【要約】 【課題】穿刺時の痛みを軽減して、対象者の負担を軽減することができるバイオセンサ用穿刺器具を提供する。

【構成】対象者Mが自分で針12を穿刺するのではなく、バイオセンサ用穿刺器具本体10aに設けられている回動機構13によって針12を穿刺位置に穿刺する。このため、躊躇することなく穿刺することができる。また、穿刺に要する時間を短くすることができるので、穿刺時の痛みを軽減し、対象者Mの負担を軽減することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
穿刺用部材を備えたアーム部と、前記アーム部を回動せしめる回動機構を備えた回動部とを有するバイオセンサ用穿刺器具。
【請求項2】
前記回動機構によって、前記アーム部を回動せしめて前記穿刺用部材を穿刺位置に穿刺することを特徴とする請求項1に記載のバイオセンサ用穿刺器具。
【請求項3】
前記回動機構が、モータを有することを特徴とする請求項1または2に記載のバイオセンサ用穿刺器具。
【請求項4】
前記回動機構が、バネを有することを特徴とする請求項1または2に記載のバイオセンサ用穿刺器具。
【請求項5】
前記穿刺用部材が針であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のバイオセンサ用穿刺器具。
【請求項6】
針とバイオセンサチップが別々に備えられていることを特徴とする請求項5に記載のバイオセンサ用穿刺器具。
【請求項7】
前記穿刺用部材がバイオセンサカートリッジであることを特徴とする請求項5に記載のバイオセンサ用穿刺器具。
【請求項8】
前記穿刺用部材の回動機構と連動してバイオセンサチップを穿刺位置に位置決めして、試料を採取することを特徴とする試料の採取方法。
【請求項9】
請求項1〜7のいずれか1項に記載のバイオセンサ用穿刺器具を有するバイオセンサ装置。


【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明はバイオセンサ用穿刺器具に関する。詳細には、対象者の穿刺位置に針を穿刺することによりバイオセンサチップまたはバイオセンサカートリッジを用いて化学物質の測定や分析を行う際に用いることができるバイオセンサ用穿刺器具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
試料採取のための穿刺を行う穿刺器具としての針を有する針付きバイオセンサチップを用いた測定では、穿刺器具により穿刺した箇所から測定対象の試料をバイオセンサチップの中空反応部に導入する。そして、この中空反応部において試料と試薬とで酵素反応や抗原−抗体反応等の生化学反応を起こし、この生化学反応により得られる情報をバイオセンサチップから測定装置に出力して試料の分析を行うものである。バイオセンサチップによる測定は、生体の持つ優れた分子識別機能を利用するものであり、微量な試料でもって化学物質の迅速かつ簡便な測定を可能にするものとして注目されている。一例として、バイオセンサチップによる測定方法を用いて、血液中のグルコース量(血糖値)や尿糖値を測定することができ、糖尿病を自己管理し予防する家庭内健康診断(セルフケア)等に使用することが可能である。
【0003】
従来の穿刺器具を有するバイオセンサチップの一例として下記の特許文献がある。特許文献1に記載された皮膚パッチは、図9に示すように、皮膚パッチ100には2個の層101、102が形成され、層101に穿刺器具である一定の針、ランセットまたはカニューレ等の侵入装置103、及び圧力リング104が取り付けられている。2個の層101、102の間には微小通路システム106があり、略中央に分配ポート105が形成されている。微小通路システム106に対応して、電気化学的な各検出器107、疎水性ゲート108、電気−浸透圧型ポンプ・システム109が配置されている。
【特許文献1】特開2004−520103号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の皮膚パッチ100では、例えば、試料を採取する際に、対象者が自分で指等に穿刺器具である針(侵入装置)103を押し付けて穿刺するため負担が大きく、痛みの軽減が望まれている。また、針103が検査対象者に刺さったままの状態で採血を行わなければならないため、検査対象者の負担増が考えられるという問題がある。
【0005】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、穿刺時の痛みを軽減して、対象者の負担を軽減することができるバイオセンサ用穿刺器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前述した目的を達成するために、本発明の第1の特徴は、バイオセンサ用穿刺器具において、穿刺用部材を備えたアーム部と、前記アーム部を回動せしめる回動機構を備えた回動部とを有することにある。
【0007】
このように構成されたバイオセンサ用穿刺器具においては、対象者が自分で針を穿刺するのではなく、穿刺用部材によって、躊躇することなく穿刺することができる。また、穿刺に要する時間を短くすることができるので、対象者の負担を軽減することができる。
【0008】
また、本発明の第2の特徴は、バイオセンサ用穿刺器具であり、上記本発明の第1の特徴において、前記回動機構によって、前記アーム部を回動せしめて前記穿刺用部材を穿刺位置に穿刺することを特徴とする。
【0009】
このように構成されたバイオセンサ用穿刺器具においては、バイオセンサ用装置に設けられている回動機構によってアーム部材を回動させ、アーム部材の先端に設けられている針を穿刺位置に穿刺する。従って、定められた穿刺位置で正確に穿刺することが可能である。
【0010】
また、本発明の第3の特徴は、バイオセンサ用穿刺器具であり、上記本発明の第1または第2の特徴において、前記回動機構が、モータを有することを特徴とする。
【0011】
このように構成されたバイオセンサ用穿刺器具においては、モータによってアーム部材を回動させ、アーム部材の先端に設けられている針を穿刺位置に穿刺するので、短時間で確実に穿刺することができ対象者の負担を軽減させることができる。また、穿刺後、直ちに針を抜き取ることができる。
【0012】
また、本発明の第4の特徴は、バイオセンサ用穿刺器具であり、上記本発明の第1または第2の特徴において、前記回動機構が、バネを有することを特徴とする。
【0013】
このように構成されたバイオセンサ用穿刺器具においては、バネの復元力によってアーム部材を回動させ、アーム部材の先端に設けられている針を穿刺位置に穿刺するので、短時間で確実に穿刺することができ対象者の負担を軽減させることができる。
【0014】
また、本発明の第5の特徴は、バイオセンサ用穿刺器具であり、上記本発明の第1〜第4のいずれかの特徴において、前記穿刺用部材が針であることを特徴とする。
【0015】
このように構成されたバイオセンサ用穿刺器具においては、穿刺用部材を針とすることにより、確実に穿刺を行い、試料を流出させることができる。
【0016】
また、本発明の第6の特徴は、バイオセンサ用穿刺器具において、上記本発明の第5の特徴において、針とバイオセンサチップが別々に備えられていることを特徴とする。
【0017】
このように構成されたバイオセンサ用穿刺器具においては、穿刺用器具が針とバイオセンサチップの双方を具備することにより、穿刺後、流出した試料をスムーズに採取することが可能である。
【0018】
また、本発明の第7の特徴は、バイオセンサ用穿刺器具であり、上記本発明の第5の特徴において、穿刺用部材がバイオセンサカートリッジであることを特徴とする。
【0019】
このように構成されたバイオセンサ用穿刺器具においては、穿刺用部材をバイオセンサカートリッジとすることにより、穿刺と試料採取を同じ位置で行うことが可能であり、確実に試料を採取できる。
【0020】
また、本発明の第8の特徴は、試料の採取方法において、前記穿刺用部材の回動機構と連動してバイオセンサチップを穿刺位置に位置決めして、試料を採取することを特徴とする。
【0021】
このように構成された試料の採取方法においては、穿刺用部材の回動機構によるアーム部材の動きに連動してバイオセンサチップを穿刺位置に位置決めするので、例えば、バイオセンサ用穿刺器具による穿刺後、針の上昇とともにバイオセンサチップを穿刺位置に位置決めして、穿刺によって流出した試料を採取することができる。あるいは、バイオセンサ用穿刺器具によって穿刺する際に穿刺位置にバイオセンサチップを位置決めし、穿刺によって流出した試料を直ちに採取すること等も可能である。
【0022】
また、本発明の第9の特徴は、バイオセンサ用装置において、上記本発明の第1〜第7の特徴に記載のバイオセンサ用穿刺器具を有することを特徴とする。
【0023】
このように構成されたバイオセンサ用装置においては、確実に穿刺を行い、採取された試料を迅速に測定することが可能である。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、対象者が自分で針を穿刺するのではなく、穿刺用部材によって、躊躇することなく穿刺することができる。また、穿刺に要する時間を短くすることができるので、対象者の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明のバイオセンサ用穿刺器具に係る第1実施形態を示す側面図、図2(A)〜(C)は回動機構としてモータを用いた場合の穿刺動作の各工程を示す側面図、図3(A)〜(D)は回動機構としてバネを用いた場合の穿刺動作の各工程を示す側面図、図4は本発明にかかるバイオセンサ用穿刺器具の別の例を示す側面図、図5は試料採取に用いるバイオセンサチップの一例を示す平面図である。図6はバイオセンサ用穿刺器具に係る第2実施形態を示す側面図、図7はバイオセンサカートリッジの一例を示す斜視図である。図8はバイオセンサカートリッジを用いた場合の図4のバイオセンサ用穿刺器具を示す側面図である。
【0026】
図1に示すように、本発明の第1実施形態であるバイオセンサ用穿刺器具10は、バイオセンサ用穿刺器具本体10aと、このバイオセンサ用穿刺器具本体10aに回動可能に設けられ先端11aに針12を備えたアーム部材11と、アーム部材11をバイオセンサ用穿刺器具本体10aに対して回動せしめる回動機構13と、を有しており、回動機構13によってアーム部材11を回動せしめて針12を穿刺位置に穿刺するものである。
【0027】
図1に示すように、バイオセンサ用穿刺器具本体10aの一側面に回動機構13が取り付けられており、この回動機構13にアーム部材11が回動可能に取り付けられている。回動機構13はバイオセンサ用穿刺器具本体10aに固定されている固定部位と、この固定部位に対して回動可能な回動部位を有しており、アーム部材11は回動部位に固定されている。アーム部材11は、図1に示すように、部分円弧上に屈曲していてもよいし、直線状の部材(図4参照)であってもよい。アーム部材11の先端部11aには穿刺用の針12が設けられており、対象者Mを穿刺する際(図1中2点鎖線で示す状態)に略垂直に穿刺するように取り付けられている。
【0028】
なお、回動機構13における駆動源としては、例えばモータ15やバネ16(図1において2点鎖線で表示)を採用することができる。バネ16を用いる際には、対象者Mを穿刺する状態(図1中2点鎖線で示す状態)においてアーム部材11を矢印A方向へ復元力を付勢するように設けるとともに、アーム部材11は、対象者Mを穿刺する前の基準位置(図3(A)に示す位置)で停止するようにストッパを設けるようにする。
【0029】
まず、図2(A)〜(C)には、回動機構としてモータ15を用いた場合の穿刺動作が示されている。まず、図2(A)に示すように、針12を持ち上げた状態で穿刺位置(例えば、対象者M)に位置決めし、回動機構13であるモータ15を反時計方向へ回動させてアーム部材11を下方へ回動させる。これにより、図2(B)に示すように、針12を対象者Mの指F等に穿刺する。その後、図2(C)に示すように、モータ15を反時計方向へ回動させてアーム部材11を持ち上げて針12を抜き取る。
【0030】
次に、図3(A)〜(D)には、回動機構としてバネ16を用いた場合の穿刺動作が示されている。まず、図3(A)に示すように、針12の先端12aが対象者Mの穿刺位置の僅か上方の基準位置に位置するようにアーム部材11を位置決めするストッパ(図示省略)を設けておき、この状態でバイオセンサ用穿刺器具10を穿刺位置に位置決めする。そして、図3(B)に示すように、指Fによりアーム部材11を回動させて持ち上げて、指Fをはなす。これにより、アーム部材11は、図3(C)に示すように、バネ16の復元力により下方へ回動し、ストッパに当接して回動を停止するが、アーム部材11の先端11aは惰性によってさらに下降して、針12を対象者Mに穿刺する。その後、アーム部材11の先端11aは、バネ弾性力により針12を持ち上げて対象者Mから抜いて、基準位置に停止する。
【0031】
以上説明したように、本発明にかかるバイオセンサ用穿刺器具10によれば、対象者Mが自分で針12を穿刺するのではなく、バイオセンサ用穿刺器具本体10aに設けられている回動機構13によってアーム部材11を回動させ、アーム部材11の先端11aに設けられている針12を穿刺位置に穿刺する。このため、躊躇することなく穿刺することができる。また、穿刺に要する時間を短くすることができるので、対象者Mの負担を軽減することができる。さらに、針12を穿刺した際に、針が取り付けられているアーム部材11が、対象者Mの穿刺位置にパチンと当接するので、穿刺による痛みを紛らわせて、負担を軽減することができる。
【0032】
なお、本発明のバイオセンサ用穿刺器具は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形,改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態においては、アーム部材11を部分円弧状とし、その先端面に針12を設けた場合を例示したが、その他、図4に示すように、アーム部材11を直線状とし、その先端部下面に針12を突出して設けるようにしてもよい。この場合にも、同様の作用・効果を得ることができる。
【0033】
次に、本発明にかかる試料の採取方法について説明する。この採取方法は、前述したバイオセンサ用穿刺器具10の回動機構13と連動してバイオセンサチップ14を穿刺位置に位置決めして、試料を採取するものである。
例えば、回動機構13としてモータ15を用いる場合には、図2で示したモータ15の回動に連動して、バイオセンサチップ14を穿刺位置に位置決めする。すなわち、図2(B)に示すようにモータ15を正転して穿刺位置に穿刺した後、図2(C)に示すようにモータ15を反転して針12を抜くと同時にバイオセンサチップ14を穿刺位置に位置決めして、穿刺箇所から流出している試料を採取する。バイオセンサチップ14はバイオセンサ用穿刺器具10に備えることも可能である。
【0034】
あるいは、回動機構13としてバネ16を用いる場合には、例えば、図3(B)に示すように、アーム部材11を指Fによって持ち上げたときに、バイオセンサチップ14を穿刺位置に位置決めする。その後、図3(C)に示すように、指Fをはなしてアーム部材11を下方へ回動させ、針12により対象者Mを穿刺する。このとき、図5に示すように、所定位置に貫通穴14aを有し、この穴14aを試料導入口21(図7)とするバイオセンサチップ14を用いる。そして、貫通穴14aを穿刺位置に位置決めし、針12によって貫通穴14aを貫通して対象者Mを穿刺するようにする。その後、図3(D)に示すように、アーム部材11が持ち上げられて針12が対象者Mから離れると、試料が流出し、試料導入口から採取される。
なお、バネ16を用いる場合においても、モータ15を用いた場合と同様に、針12を抜いた後にバイオセンサチップ14を穿刺位置に移動させて、試料を採取するようにすることもできる。この場合も、バイオセンサチップ14はバイオセンサ用穿刺器具10に備えることも可能である。
【0035】
以上説明したように、本発明にかかる試料の採取方法では、バイオセンサ用穿刺器具10の回動機構13によるアーム部材11の動きに連動してバイオセンサチップ14を穿刺位置に位置決めするので、穿刺によって流出した試料を確実且つ迅速に採取することができる。
【0036】
次に、本発明の第2実施形態にかかるバイオセンサ用穿刺器具について説明する。
図6は本発明の第2実施形態にかかるバイオセンサ用穿刺器具の要部拡大図、図7はバイオセンサカートリッジの一例を示す斜視図である。なお、図1〜図5において前述した第1実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【0037】
このバイオセンサ用穿刺器具10Bにおいては、針12として、バイオセンサカートリッジ14Bを用いている。すなわち、図6に示すように、アーム部材11の先端面にバイオセンサカートリッジ14Bを交換可能に取り付け、バイオセンサカートリッジ14Bの針12で穿刺を行って、試料を採取する。なお、この場合には、バイオセンサ用穿刺器具本体10a内に測定器を設けておき、アーム部材11を介してバイオセンサチップ14Bが電気的に測定器に接続されるようにしておくのが望ましい。
【0038】
本発明において、バイオセンサカートリッジとは、針付きのバイオセンサチップを意味し、バイオセンサカートリッジ例えば、図7に示すように先端に針12を有するものを用いることができる。このバイオセンサカートリッジ14Bは、主に、矩形状の上下一対の基板17a、17bと、両基板17a、17b間のスペーサ層18を有しており、先端面に針12が突出して取り付けられている。両基板間17a、17bには、スペーサ層18が切りかかれて中空反応部(図示省略)が形成されており、中空反応部の前端は針12の近傍に開口して試料導入口21が設けられている。また、一方の基板17aの内面には一対の検知用電極22a、22bが設けられている。この検知用電極22a、22bは、中空反応部において所定間隔で配置され、検知用電極22a、22の真上あるいは近傍には、試料との間で触媒、酵素等の生化学反応をさせるための試薬(図示省略)が設けられている。なお、検知用電極22a、22bは後端から突出して露出しており、アーム部材11側の接続端子と電気的に接続可能となっている。
【0039】
このようなバイオセンサカートリッジ14Bを用いると、図2(B)において針12を対象者Mの指Fから離した直後に、バイオセンサチップ14の先端に設けられている試料導入口21から直ちに試料を採取することができる。採取された試料は、中空反応部19に導入されて、試薬と反応し、この反応から得られる情報を検知用電極22a、22bを介してバイオセンサ用穿刺器具本体10a内の測定器に伝達して、所定の測定を行う。
【0040】
なお、針12を、例えば、ポリ乳酸やマルトース等の生分解性の材料で形成することもできる。この場合には、図2(B)に示す穿刺状態のままで試料を採取することができる。また、穿刺した際に、万が一針12が折れて一部が体内に残った場合でも、体内で針が分解して溶けるので、折れた針を無理に回収する必要がなく、対象者Mの負担を軽減することができる。
【0041】
また、図8に示すように、図4において前述した直線的なアーム部材11を用いる場合には、アーム部材11の先端部下面に、下向きに針12が設けられているバイオセンサチップ14Cを用いるようにする。
【産業上の利用可能性】
【0042】
以上のように、本発明に係るバイオセンサ用穿刺器具は、穿刺用部材によって、躊躇することなく穿刺することができる。また、穿刺に要する時間を短くすることができるので、対象者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明のバイオセンサ用穿刺器具に係る第1実施形態を示す側面図である。
【図2】(A)〜(C)は回動機構としてモータを用いた場合の穿刺動作の各工程を示す側面図である。
【図3】(A)〜(D)は回動機構としてバネを用いた場合の穿刺動作の各工程を示す側面図である。
【図4】本発明にかかるバイオセンサ用穿刺器具の別の例を示す側面図である。
【図5】試料の採取に用いるバイオセンサチップの一例を示す平面図である。
【図6】針としてバイオセンサカートリッジの針を用いた場合のバイオセンサ用穿刺器具を示す側面図である。
【図7】バイオセンサカートリッジの一例を示す斜視図である。
【図8】針としてバイオセンサカートリッジの針を用いた場合の図4のバイオセンサ用穿刺器具を示す側面図である。
【図9】従来のバイオセンサ用穿刺器具を示す断面図である。
【符号の説明】
【0044】
10 バイオセンサ用穿刺器具
10a バイオセンサ用穿刺器具本体
11 アーム部材
11a 先端
12 針
13 回動機構
14 バイオセンサチップ
14B バイオセンサカートリッジ
15 モータ
16 バネ
【出願人】 【識別番号】301021533
【氏名又は名称】独立行政法人産業技術総合研究所
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
【出願日】 平成18年7月24日(2006.7.24)
【代理人】 【識別番号】100116182
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 照雄

【識別番号】100135194
【弁理士】
【氏名又は名称】林 智雄


【公開番号】 特開2008−23196(P2008−23196A)
【公開日】 平成20年2月7日(2008.2.7)
【出願番号】 特願2006−201137(P2006−201137)