WO2011085845A1 - Glucose sensor device having a porous micro-needle arrangement, corresponding manufacturing method and glucose measuring method - Google Patents

Glucose sensor device having a porous micro-needle arrangement, corresponding manufacturing method and glucose measuring method Download PDF

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WO2011085845A1 PCT/EP2010/067683 EP2010067683W WO2011085845A1 WO 2011085845 A1 WO2011085845 A1 WO 2011085845A1 EP 2010067683 W EP2010067683 W EP 2010067683W WO 2011085845 A1 WO2011085845 A1 WO 2011085845A1
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porous microneedle
microneedle
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PCT/EP2010/067683
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Franz Laermer
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Robert Bosch Gmbh
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Abstract

The invention relates to a glucose sensor device having a porous micro-needle arrangement, to a corresponding manufacturing method and to a glucose measuring method. The glucose sensor device (1; 1a) comprises a porous micro-needle arrangement (10) having at least one porous micro-needle (15a-d) and a glucose testing device (20, 25, 30, 35; 40, 45), which has a fluid receiving area (FA; FA') for receiving glucose-containing fluid and an electrical connection area (EA; EA') for connection to a glucose measuring apparatus (100). The porous micro-needle arrangement (10) is fitted to the fluid receiving area (FA; FA') in such a way that the glucose-containing fluid can be conducted from a surface of the porous micro-needle (15a-d) to the receiving area (FA; FA').

Description

Beschreibung  description
Titel title
Glukose-Sensorvorrichtunq mit poröser Mikronadelanordnung, entsprechendes Herstellungsverfahren und Glukose-Messverfahren  Porous micro-needle assembly glucose sensor device, corresponding manufacturing method and glucose measurement method
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glukose-Sensorvorrichtung mit einer porösen Mikronadelanordnung, ein entsprechendes Herstellungsverfahren und ein Glukose- Messverfahren. The present invention relates to a glucose sensor device with a porous microneedle array, a corresponding manufacturing method and a glucose measuring method.
Obwohl auf beliebige mikromechanische Bauelemente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und der ihr zugrundeliegende Hintergrund im Hinblick auf mikromechanische Bauelemente in Siliziumtechnologie erläutert. Although applicable to any micromechanical devices, the present invention and its underlying background with respect to micromechanical devices in silicon technology will be explained.
Poröse Mikronadelanordnungen, welche beispielsweise aus porösem Silizium bestehen, werden einerseits im Bereich der "Transdermal Drug delivery" als Erweiterung von Medikamentenpflastern, als Träger eines Impfstoffes oder darüber hinaus andererseits auch zur Entnahme von Körperflüssigkeit (sog. Zwischengewebsflüssigkeit - "Transdermal fluid") für die Diagnose und Analyse von Körperparametern genutzt. Porous microneedle arrays, which consist for example of porous silicon, are on the one hand in the field of "Transdermal drug delivery" as an extension of drug patches, as a carrier of a vaccine or on the other hand also for the removal of body fluid (so-called intermediate tissue fluid - "Transdermal fluid") for Diagnosis and analysis of body parameters used.
Die DE 10 2006 028 781 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von porösen, auf einem Siliziumsubstrat in einem Array angeordneten Mikronadeln zur transdermalen Verabreichung von Medikamenten. Das Verfahren umfasst das Bilden einer Mikronadelanordnung mit einer Mehrzahl von Mikronadeln auf der Vorderseite eines Halbleitersubstrats, welche sich von einem Trägerbereich des Halbleitersubstrats erheben, sowie ein teilweises Porosifizieren des Halbleitersubstrats zum Bilden poröser Mikronadeln, wobei die Porosifizierung von der Vorderseite des Halbleitersubstrats ausgeht und ein poröses Reservoir durch die Hohlräume im Inneren der Strukturen gebildet wird. DE 10 2006 028 781 A1 discloses a method for the production of porous micro-needles arranged on a silicon substrate in an array for the transdermal administration of medicaments. The method includes forming a microneedle array having a plurality of microneedles on the front side of a semiconductor substrate rising from a support region of the semiconductor substrate, and partially porosifying the semiconductor substrate to form porous microneedles, the porosification starting from the front side of the semiconductor substrate and a porous one Reservoir is formed by the cavities inside the structures.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer porösen Mikronadelanordnung ist aus der CN 100998901 A bekannt. Die EP 1 820 441 A1 offenbart eine Mikronadelanordnung mit Sensor basierend auf abgeschwächter Totalreflexion. Der Sensor beinhaltet eine Nadelanordnung mit Hohlnadeln, wobei das proximale Ende der Nadeln in eine Kammer mündet, in der Körperflüssigkeit gesammelt werden kann, die durch das distale Nadelende eintritt. Ein Fens- ter, das für Infrarotstrahlung zumindest teilweise durchlässig ist, tritt in direkten Kontakt mit der Kammer. Another method for producing a porous microneedle assembly is known from CN 100998901 A. EP 1 820 441 A1 discloses a micro needle assembly with sensor based on attenuated total reflection. The sensor includes a needle assembly with hollow needles, the proximal end of the needles terminating in a chamber in which body fluid entering through the distal end of the needle can be collected. A window, which is at least partially permeable to infrared radiation, comes into direct contact with the chamber.
Die EP 1 894 525 A1 offenbart eine Kunststoffverpackung für hydrophil beschichtete medizinische Instrumente, welche die Hydrophilie des umschlossenen Instrumentes über einen langen Zeitraum hinweg sicher stellen soll. EP 1 894 525 A1 discloses a plastic packaging for hydrophilically coated medical instruments intended to ensure the hydrophilicity of the enclosed instrument over a long period of time.
Die DE 10 2006 025 864 A1 offenbart ein mobiles Gerät mit einer Einrichtung zur Messung von elektrischen Potentialen bei einem Patienten mit wenigstens einem nadelartigen Fortsatz, um in eine oberste Hautschicht des Patienten einzudringen. DE 10 2006 025 864 A1 discloses a mobile device with a device for measuring electrical potentials in a patient with at least one needle-like extension in order to penetrate into an uppermost skin layer of the patient.
Diabetiker müssen regelmäßig ihren Blutglukosespiegel bestimmen. Dazu existieren zahlreiche Produkte von diversen Herstellern, welchen gemeinsam ist, dass zunächst mit einer Stechhilfe ein Stich durch die Haut üblicherweise an der Fingerbeere durchgeführt wird und der austretende Blutstropfen anschließend durch einen in ein Messge- rät eingesteckten Glukosemessstreifen aufgesogen und ausgewertet wird. Der Glukosemessstreifen erzeugt üblicherweise einen elektrischen Strom, dessen Wert von der Glukosekonzentration im aufgesogenen Blutstropfen abhängt und der vom Messgerät bestimmt, angezeigt und gespeichert wird. Diese bekannte Methode der Blutglukosewertbestimmung sieht also zwei getrennte Vorgänge vor: Stechen und Messen. Insbesondere das ständige Stechen ist für den Diabetiker schmerzhaft und verursacht auf Dauer Gewebevernarbungen und Neuropathien, so das Diabetiker nach einiger Zeit oft keine geeigneten Stellen an den Fingerbeeren mehr finden und auf andere Körperstellen "ausweichen" müssen. Auch ist das Handling von Blut unangenehm und mit Infektionsrisiken sowohl für den betroffenen Patienten als auch für seine Umgebung verbunden. Benutzte und mit Blut in Kontakt gekommene Komponenten sind als "bio-hazard" zu entsorgen. Dies gilt insbesondere hinsichtlich Ansteckungsgefahren für HIV und Hepatitis. Vorteile der Erfindung Diabetics need to regularly determine their blood glucose levels. There are numerous products from various manufacturers, which have in common that initially with a lancing device a stab through the skin is usually carried out on the fingertip and the exiting blood drop is then absorbed and evaluated by a plugged into a meter glucose test strip. The glucose measuring strip usually generates an electric current whose value depends on the glucose concentration in the absorbed drop of blood and which is determined, displayed and stored by the measuring device. This known method of determining the blood glucose value thus provides for two separate processes: stinging and measuring. In particular, the constant stinging is painful for the diabetic and causes permanent tissue scarring and neuropathy, so the diabetic after some time often no longer find suitable places on the finger berries and "dodging" on other parts of the body. Also, the handling of blood is uncomfortable and associated with infection risks for both the patient and his environment. Used and blood-contacting components should be disposed of as "bio-hazard". This is especially true in terms of infection risks for HIV and hepatitis. Advantages of the invention
Die in Anspruch 1 definierte Glukose-Sensorvorrichtung mit einer porösen Mikronadelanordnung sowie das entsprechende Herstellungsverfahren nach Anspruch 10 und das Glukose- Messverfahren und -System nach Anspruch 15 weisen den Vorteil auf, dass die Glukosemessung mit einem einzigen Vorgang durchführbar ist, der keine Schmerzen verursacht, keine Vernarbungen zurücklässt und nicht mit einem Austritt von Blut einhergeht. Dazu wird die aus dem Stand der Technik bekannte Messtechnik mit einer porösen Mikronadelanordnung gekoppelt. Zur Glukosewertbestimmung wird dabei nicht Blut, sondern die transderma- le Flüssigkeit unter der Hautoberfläche, d. h. unter dem Stratum corneum, herangezogen. Da die Einstichtiefe der Mikronadelanordnung durch deren Höhe wohl definiert ist und so gering ist, dass weder Nerven noch Blutgefäße verletzt werden, lassen sich die günstigen Eigenschaften "schmerzfrei" und "unblutig" erreichen und damit auch das Infektionsrisiko in signifikanter Weise vermindern. Die Einstichtiefe der Mikronadeln endet designgesteuert oberhalb der sogenannten Basalmembran, unterhalb derer dann Blutgefässe und Nerven liegen. The glucose sensor device with a porous microneedle assembly defined in claim 1 and the corresponding manufacturing method according to claim 10 and the glucose measuring method and system according to claim 15 have the advantage that the glucose measurement can be carried out with a single procedure which causes no pain. leaves no scarring and is not accompanied by leakage of blood. For this purpose, the measuring technique known from the prior art is coupled with a porous microneedle arrangement. To determine the glucose value, it is not blood but the transdermal fluid under the surface of the skin, i. H. under the stratum corneum. Since the penetration depth of the microneedle assembly is well defined by its height and is so low that neither nerves nor blood vessels are injured, the favorable properties of "painless" and "bloodless" can be achieved and thus also reduce the risk of infection in a significant way. The penetration depth of the microneedles ends design-controlled above the so-called basement membrane, below which then blood vessels and nerves.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, die bei Glukose- Messstreifen etablierte Messtechnik mit einer porösen Mikronadelanordnung zu kombinieren. Die aus dem Stand der Technik bekannte Messtechnik weist eine Folge von Schichten und Kontakten dar, die üblicherweise durch Drucktechniken auf keramische Träger und/oder Kunststoffträger aufgebracht sind, welche auch als Glukose-Messstreifen bezeichnet werden. Diese Messstreifen werden zur Auswertung an ein Glukose-Messgerät angeschlossen, was durch einfaches Einschieben in das Messgeräte-Interface geschieht. Die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des betreffenden Gegenstandes der Erfindung. The idea on which the present invention is based is to combine the measurement technology established with glucose measurement strips with a porous micro-needle arrangement. The measuring technique known from the prior art comprises a sequence of layers and contacts, which are usually applied by printing techniques on ceramic supports and / or plastic supports, which are also referred to as glucose measuring strips. These gauges are connected to a glucose meter for evaluation, which is done by simply inserting it into the gage interface. The features listed in the dependent claims relate to advantageous developments and improvements of the subject matter of the invention.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Glukose-Testeinrichtung ein Glukose- Messstreifen, auf den die poröse Mikronadelanordnung aufgebracht, z.B. aufgeklebt, ist. Der Vorteil bei diesem letzteren Konzept ist die vollständige Entkopplung der Herstellungsprozesse für die Mikronadelanordnung und den Glukose-Messstreifen, wobei beide unabhängig voneinander prozessiert und erst am Ende des Herstellungsprozesses zusammengefügt werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Herstellung der Glukose-Messstreifen im Wesentlichen unverändert und insbesondere auf den selben Anlagen bei den selben Herstellern wie nach dem heutigen Stand der Technik erfolgen kann, lediglich erweitert um den Montageschritt der Mikronadelanordnungen 10 auf die Glukosemessstreifen kurz vor Ende des Herstellungsprozesses der Glukosemessstreifen. According to a preferred development, the glucose test device is a glucose measuring strip onto which the porous microneedle arrangement is applied, for example adhesively bonded. The advantage of this latter concept is the complete decoupling of the manufacturing processes for the microneedle assembly and the glucose metering strips, both of which are processed independently of each other and assembled at the end of the manufacturing process. Another advantage is that the production of the glucose gauges can be substantially unchanged and in particular on the same systems at the same manufacturers as in the current state of the art, only extended by the assembly step of the microneedle assemblies 10 on the Glucose test strips just before the end of the production process of the glucose test strips.
Dies ermöglicht einen Prozessablauf, bei dem der Hersteller der Glukose-Messstreifen seinen Prozess mit seinem Know-how in bisher üblicher Weise führt und zuletzt die This allows a process flow in which the manufacturer of the glucose test strips leads his process with his know-how in the usual way and last the
Mikronadelanordnungen seines Zulieferers, der die Siliziumtechnologien der Porosifi- zierung und der Mikronadelherstellung durch Plasma-Ätzschritte beherrscht und über das entsprechende Know-how verfügt, erweitert. Die Ausdehnung des sensitiven Bereichs heutiger Glukosemessstreifen liegt in einer Größenordnung von 1 mm2 bis zu wenigen mm2, was auch eine ideale Größe für Mikronadelanordnungen 10 darstellt, einen hohen Wafernutzen ergibt und damit auch in sehr niedrigen Kosten resultiert. The micro-needle arrays of its supplier, who controls the silicon technologies of porosity and microneedle production through plasma etching and has the necessary know-how, has expanded. The extent of the sensitive range of today's glucose measuring strips is in the order of 1 mm 2 to a few mm 2 , which is also an ideal size for microneedle arrays 10, results in a high Wafernutzen and thus results in very low cost.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst die Glukose-Testeinrichtung eine Signalerzeugungseinrichtung, die auf der Rückseite der porösen Mikronadelanordnung auf- gebracht ist, eine Kontaktplatte und eine Kontaktanordnung, wobei die Signalerzeugungseinrichtung über die Kontaktanordnung mit der Kontaktplatte verbunden ist. Dies ermöglicht eine vollständige Herstellung der Messsysteme auf Waferlevel, an deren Ende das Vereinzeln der Glukose-Sensorvorrichtungen erfolgt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die poröse Mikronadelanordnung eine entfernbare Schutzkappe auf, wobei die Schutzkappe z.B. eine Abziehlasche zum Entfernen der Schutzkappe umfasst oder wobei z.B. zwischen der Schutzkappe und der porösen Mikronadelanordnung ein Spalt zum Ansetzen eines Werkzeuges zum Entfernen der Schutzkappe vorgesehen ist. Dies ermöglicht einen effektiven Schutz der empfindlichen Mik- ronadeln von Ihrer Herstellung bis zur Applikation auf der Haut. According to a further preferred development, the glucose test device comprises a signal generating device, which is placed on the back of the porous microneedle array, a contact plate and a contact arrangement, wherein the signal generating device is connected via the contact arrangement with the contact plate. This enables complete fabrication of the wafer level measurement systems, at the end of which the glucose sensor devices are singulated. According to a further preferred development, the porous microneedle assembly has a removable protective cap, wherein the protective cap e.g. a pull-tab for removing the protective cap or wherein e.g. a gap for attaching a tool for removing the protective cap is provided between the protective cap and the porous microneedle assembly. This enables effective protection of the sensitive microneedles from their manufacture to application on the skin.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist auf der Rückseite der porösen Mikronadelanordnung eine Grabenstruktur vorgesehen bzw. sind auf der Oberseite des Glukose-Messstreifens in dem Fluid-Aufnahmebereich eine Grabenstruktur und/oder Durchgangs- Öffnungen vorgesehen. Dies ermöglich ein effizientes Abführen von Luft in den Mikroporen während des Vordringens der transdermalen Flüssigkeit zur Signalerzeugungsebene. According to a further preferred refinement, a trench structure is provided on the rear side of the porous microneedle array or a trench structure and / or passage openings are provided on the upper side of the glucose measuring strip in the fluid accommodating area. This allows for efficient removal of air in the micropores during the advance of the transdermal fluid to the signal generation plane.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine autonome drahtlose Sendeeinrichtung zum Übertragen von Glukose-Messdaten an ein Glukose-Messgerät an der Glukose- Testeinrichtung vorgesehen bzw. mit dieser verbunden. Dies ermöglicht einen kontinuierlichen Glukosetest, ohne die Notwendigkeit, stets ein Glukose-Messgerät mitzuführen. Dieses Messgerät kann als stationäres Gerät vorgesehen werden oder als dediziertes mobiles Gerät oder sogar in ein bestehendes mobiles Gerät, wie z.B. ein Mobiltelefon oder PDA oder als Applikation im iPhone ®, integriert werden. According to a further preferred refinement, an autonomous wireless transmitting device is provided for transmitting glucose measurement data to a glucose meter at the glucose test device or connected thereto. This allows a continuous glucose test without the need to always carry a glucose meter. This meter can be provided as a stationary device or as a dedicated mobile device or even integrated into an existing mobile device, such as a mobile phone or PDA or as an application in the iPhone ®.
Zeichnungen drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 shows a glucose sensor device according to a first embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; FIG. 2 shows a glucose sensor device according to a second embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 3 ein Glukose-Messsystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches die Glukose-Sensorvorrichtung gemäß Fig. 1 oder 2 verwendet; 3 shows a glucose measuring system according to a third embodiment of the present invention, which uses the glucose sensor device according to FIG. 1 or 2;
Fig. 4 ein Glukose-Messsystem gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches die Glukose-Sensorvorrichtung gemäß Fig. 1 oder 2 verwendet; 4 shows a glucose measuring system according to a fourth embodiment of the present invention, which uses the glucose sensor device according to FIG. 1 or 2;
Fig. 5 eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5 shows a glucose sensor device according to a fifth embodiment of the present invention;
Fig. 6 eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 6 shows a glucose sensor device according to a sixth embodiment of the present invention;
Fig. 7a, b eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar Fig. 7a in unterer Draufsicht auf die Mikronadelanordnung und Fig. 7b in teilweisem Querschnitt durch die Mikronadelanordnung entlang der Linie AA; und 7a, b show a glucose sensor device according to a seventh embodiment of the present invention, FIG. 7a in a bottom plan view of the microneedle assembly, and FIG. 7b in a partial cross-section through the microneedle assembly along the line AA; and
Fig. 8 eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Beschreibung von Ausführungsbeispielen 8 shows a glucose sensor device according to an eighth embodiment of the present invention. Description of exemplary embodiments
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben bzw. funktionsgleiche Elemente. In the figures, like reference numerals designate the same or functionally identical elements.
Fig. 1 zeigt eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 shows a glucose sensor device according to a first embodiment of the present invention.
In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche eine poröse Mikronadelanordnung 10 umfasst, die wiederum eine Mehrzahl von porösen Mikronadeln 15a - 15d aufweist, welche sich von der Vorderseite VS eines porösen Trägerbereichs 12 erheben. Bezugszeichen 1 1 bezeichnet Poren, die den Trägerbereich 12 von der Rückseite RS bis zur Vorderseite VS und davon ausgehend die Mikronadeln 15a - 15d durchsetzen und somit eine Vielzahl von Fluidkanälen bilden. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a glucose sensor device according to the first embodiment of the present invention which comprises a porous microneedle array 10 which in turn comprises a plurality of porous microneedles 15a-15d rising from the front side VS of a porous support portion 12. Reference numeral 11 designates pores which pass through the carrier region 12 from the rear side RS to the front side VS and, based thereon, the microneedles 15a-15d and thus form a multiplicity of fluid channels.
Bei dieser ersten Ausführungsform der Erfindung wird das komplette Schichtsystem der Signalerzeugungseinrichtung 20 mit seiner an sich bekannten Schicht- und Kontaktstruktur zur Glukosewertbestimmung auf die Rückseite eines porösen Siliziumwafers aufgedruckt, so dass die poröse Mikronadelanordnung 10 auf einem Fluid-Aufnahmebereich FA der Signalerzeugungseinrichtung 20 angebracht ist. Die bekannte Schicht- und Kontaktstruktur zur Glukosewertbestimmung (hier als Signalerzeugungsebene 20 bezeichnet) enthält neben Leiterbahnen auch elektrochemisch aktive Schichten oder sonstige Messelemente, um den Glukoseanteil zu "verströmen" oder sonst wie in ein Signal zu wandeln. In this first embodiment of the invention, the complete layer system of the signal generating device 20 is printed with its known per se and glucose-determining layer structure on the back of a porous silicon wafer, so that the porous microneedle assembly 10 is mounted on a fluid receiving area FA of the signal generating means 20. The known layer and contact structure for glucose value determination (referred to here as signal generation level 20) contains, in addition to printed conductors, also electrochemically active layers or other measuring elements in order to "flow" the glucose component or otherwise convert it into a signal.
Der (nicht dargestellte) Wafer trägt entweder beim Aufdrucken bereits auf seiner Vorderseite die Vielzahl von Mikronadelanordnungen 10 oder diese wird nach dem Bedrucken vorderseitig durch Plasmaätzen zu den Mikronadelanordnungen 10 strukturiert. Nach der Vereinzelung können die einzelnen Messelemente ME mit ihrer jeweiligen The wafer (not shown) either carries the plurality of microneedle arrays 10 on its front side during printing or, after being printed, is patterned on the front side by plasma etching to the microneedle arrays 10. After separation, the individual measuring elements ME with their respective
Mikronadelanordnung 15a - 15d und der auf der Rückseite RS befindlichen Signalerzeugungseinrichtung 20 auf eine jeweilige Kontaktplatte 30 mit einer entsprechenden Kontaktanordnung 25 aufgeklebt werden, die wiederum in ein Glukose-Messgerät eines handelsüblichen Typs eingeführt und elektrisch kontaktiert werden kann. Über die Kontaktplatte 30 und die Kontaktanordnung 25 sowie über in der Kontaktplatte 30 vorgesehene Leiterbahnen 35 in einem elektrischen Anschlussbereich EA erfolgt somit der elektrische Anschluss der Messelemente ME und die elektrische Verbindung zum Glukose-Messgerät (vgl. Fig. 3 und 4). Micro-needle assembly 15a - 15d and located on the back RS signal generating device 20 are glued to a respective contact plate 30 with a corresponding contact assembly 25, which in turn can be inserted and electrically contacted in a glucose meter of a commercially available type. About the contact plate 30 and the contact assembly 25 and provided in the contact plate 30 traces 35 in an electrical connection area EA thus takes place the electrical connection of the measuring elements ME and the electrical connection to the glucose meter (see Fig. 3 and 4).
Der Wafer muss vor dem Bedrucken mit den Schichten und Kontakten der Signaler- zeugungseinrichtung 20 komplett von der Vorder- zur Rückseite durchporosifiziert werden, da die Porosifizierung in aggressiver Flusssäurelösung stattfindet, die nicht in Kontakt mit den Schichten der Signalerzeugungseinrichtung 20 kommen darf. The wafer must be completely through-porosified from front to back before printing with the layers and contacts of the signal generator 20, since the porosification takes place in aggressive hydrofluoric acid solution which must not come into contact with the layers of the signal generator 20.
Durch die poröse Struktur wird erreicht, dass für die transdermale Flüssigkeit ein Due to the porous structure is achieved that for the transdermal fluid
Durchtritt ausgehend von den Mikronadeln 15a - 15d durch den Trägerbereich 12 bis hin zu der die Signalerzeugungseinrichtung 20 tragenden Rückseite RS möglich ist. Passing from the microneedles 15a - 15d through the carrier region 12 to the back of the signal generating device 20 supporting RS is possible.
Darüber hinaus ist die Porosifizierung notwendig, um eine biokompatible Oberfläche und Struktur des Siliziums herzustellen, die in der Haut keine Abstoßungsreaktionen, Einkapselung oder Entzündungen zur Folge hat und auch dafür sorgt, dass eventuell abgebrochene Nadelteile sich relativ schnell in der Haut zu harmloser Kieselsäure auflösen, ohne zu Irritationen zu führen. In addition, porosification is necessary to produce a biocompatible surface and structure of silicon that does not result in rejection reactions, encapsulation, or inflammation in the skin and also ensures that any broken needle parts dissolve relatively quickly in the skin to harmless silica, without causing irritation.
Prozesstechnisch bieten sich verschiedene Herstellungsvarianten für die in Fig. 1 gezeigte Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin- dung an. In terms of process technology, different production variants are available for the glucose sensor device shown in FIG. 1 according to a first embodiment of the present invention.
So können die Mikronadeln zuerst auf der Wafervorderseite durch Plasmaätzen hergestellt werden und anschließend der Wafer porosifiziert werden. Dies kann stromlos oder besonders vorteilhaft unter Bestromung des Wafers stattfinden, da die Bestro- mung zu stärker gerichteten Porenstrukturen von der Wafervorderseite zur Waferrückseite hin führt. Im letzteren Fall reicht die Mehrzahl der Poren 1 1 jedoch grundsätzlich nicht bis zur Waferrückseite, so dass nachfolgend eine erhebliche Schichtdicke von der Waferrückseite abgetragen werden muss, bis diese genügend poröses Silizium im Bulk des Wafers erreicht. Letzteres kann bei entsprechendem Schutz der empfindlichen Wafervorderseite die die Mikronadeln trägt, zum Beispiel durch Schleifen oder Nassätzen oder Trockenätzen der Waferrückseite geschehen. Erst wenn die Waferrückseite massiv porös ist, kann das Schichtsystem der Signalerzeugungseinrichtung 20 zur Glukosewertbestimmung aufgebracht werden. Der Schutz der Wafervorderseite mit ihren empfindlichen Strukturen ist dabei kritisch, vor allem weil das Spektrum einsetz- barer Chemikalien zur Entfernung von Schutzschichten der Vorderseite durch das Schichtsystem der Waferrückseite limitiert sind. Alternativ wird mit dem Porosifizieren des Wafers gestartet, was wiederum stromlos oder besonders vorteilhaft unter Bestromung des Wafers stattfinden kann. Auch in dieser Prozessvariante erreicht bei dem elektrochemischen Porosifizieren die Mehrzahl der Poren die Waferrückseite grundsätzlich nicht, so das die Waferrückseite rückge- schliffen, rückgeäzt oder trocken rückgeätzt werden muss, bis die Rückseite zum Silizium hoher Porosität im Bulk des Wafers vorangetrieben worden ist. Danach wird das Schichtsystem der Signalerzeugungseinrichtung 20 zur Glukosemessung auf die Waferrückseite aufgebracht. Der Vorteil dieser Prozessvariante ist, dass bis zu diesem Zeitpunkt ein robuster Wafer ohne empfindliche Vorderseitenstrukturen durch alle Prozessschritte hindurch gehandelt werden kann. Erst nach Abschluss aller Rückseitenprozesse werden vorderseitig die Mikronadelanordnungen 10 durch Plasmaätzen erzeugt. Zu Berücksichtigen ist dabei die Tatsache, dass poröses Silizium die giftige Plasmachemie des Ätzplasmas in Form von Ablagerungen aus dem Ätzplasma aufnimmt, die nachfolgend sehr sorgfältig wieder entfernt werden müssen. Dies geschieht durch eine Abfolge von trockenchemischen Schritten, zum Beispiel 02-Plasma und/oder Ozoneinwirkung, nasschemischen Reinigungsschritten, z. B. in H202 und anschließender Temperung in Sauerstoff oder Ozon bei erhöhter Temperatur. Durch diese Maßnahmen wird weiter vorteilhaft erreicht, dass die innere Struktur des porösen Siliziums oxi- diert und hydrophilisiert wird, was für den späteren Einsatz vorteilhaft ist, wie später erläutert wird. Einen besonderen Vorteil bietet die Eigenschaft von porösem Silizium, elektrisch isolierend zu sein. Damit tritt keine Verfälschung von durch das aufgebrachte Schichtsystem generierten Strömen beim späteren Einsatz zur Messung von Glukosekonzentrationen auf, ohne dass es hierzu zusätzlicher Isolationsmaßnahmen in Form von aufgebrachten isolierenden Schichten bedarf. Thus, the microneedles can first be prepared on the wafer front side by plasma etching and then porosified the wafer. This can take place without current or particularly advantageously under the energization of the wafer, since the current leads to more strongly directed pore structures from the wafer front side to the wafer back side. In the latter case, however, the majority of the pores 11 do not generally extend to the wafer back side, so that subsequently a considerable layer thickness has to be removed from the wafer back side until it reaches sufficiently porous silicon in the bulk of the wafer. The latter can be done with appropriate protection of the sensitive wafer front that carries the microneedles, for example, by grinding or wet etching or dry etching of the wafer back. Only when the wafer back side is massively porous, the layer system of the signal generating device 20 can be applied for determination of the glucose value. The protection of the wafer front side with its sensitive structures is critical here, above all because the spectrum of usable chemicals for the removal of protective layers of the front side is limited by the layer system of the wafer backside. Alternatively, the porosification of the wafer is started, which in turn can take place without current or particularly advantageously under the current supply of the wafer. In this process variant as well, the majority of the pores in the electrochemical porosification generally do not reach the backside of the wafer, so that the back of the wafer has to be back ground, backdrawn or dry etched back until the reverse side has been propelled into the silicon of high porosity in the bulk of the wafer. Thereafter, the layer system of the signal generating device 20 is applied to the wafer backside for glucose measurement. The advantage of this process variant is that by this time a robust wafer without sensitive front side structures can be traded through all process steps. Only after completion of all backside processes the microneedle arrays 10 are generated by plasma etching on the front side. Considering this is the fact that porous silicon absorbs the toxic plasma chemistry of the etching plasma in the form of deposits from the etching plasma, which must subsequently be removed very carefully. This is done by a sequence of dry chemical steps, for example 0 2 plasma and / or ozone, wet chemical cleaning steps, z. B. in H 2 0 2 and then annealing in oxygen or ozone at elevated temperature. By means of these measures, it is further advantageously achieved that the internal structure of the porous silicon is oxidized and hydrophilized, which is advantageous for later use, as will be explained later. A particular advantage is the property of porous silicon to be electrically insulating. Thus, no adulteration of currents generated by the applied layer system occurs during later use for the measurement of glucose concentrations, without the need for additional insulation measures in the form of applied insulating layers.
Fig. 2 zeigt eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 shows a glucose sensor device according to a second embodiment of the present invention.
Im Unterschied zur obigen ersten Ausführungsform ist bei der Glukose-Sensorvorrichtung 1 a gemäß der zweiten Ausführungsform die poröse Mikronadelanordnung 10 auf einen Fluid- aufnahmebereich FA' der Oberfläche O eines an sich bekannten Glukose-Messstreifens 40 aufgeklebt. Bezugszeichen EA' bezeichnet einen entsprechenden elektrischen Anschlussbereich des Messstreifens 40 mit dort vorgesehenen Leiterbahnen 45. In contrast to the above first embodiment, in the glucose sensor apparatus 1 a according to the second embodiment, the porous microneedle array 10 is located on a fluid receiving area FA 'of the surface O of a glucose measuring strip 40 which is known per se glued. Reference symbol EA 'designates a corresponding electrical connection region of the measuring strip 40 with conductor tracks 45 provided there.
Dieses alternative Konzept sieht also vor, einen Glukose-Messstreifen von im wesent- liehen heutiger Bauart mit einer Mikronadelanordnung 10 zu kombinieren, indem nach dem Aufbringen des Schichtsystems zur Glukosewertbestimmung auf einen üblichen keramischen Träger oder Kunststoffträger die Mikronadelanordnung 10 direkt auf das Schichtsystem aufgeklebt oder in anderer Weise geeignet fixiert wird. Dies kann zum Beispiel mittels sogenannter Pick-and-Place-Techniken durch Industrieroboter oder Automaten, gegebenenfalls unterstützt durch elektronische Bildverarbeitung, geschehen, so dass jeweils eine poröse Mikronadelanordnung 10 direkt auf dem Fluidaufnahmebereich F jedes Glukosemessstreifens 40 platziert und geeignet fixiert wird, bevor der Träger zu Glukose-Sensorvorrichtungen 1 a vereinzelt wird. Auch hier- bei ist es wiederum von Vorteil, dass poröses Silizium elektrisch isolierend wirkt und ohne weitere elektrische Isolationsmaßnahmen in Form von zusätzlich aufgebrachten Isolationsschichten direkt auf die Schichten des Messstreifens 40 aufgebracht werden kann. Nach dem Vereinzeln durch Sägen des Trägermaterials werden diese gegebenenfalls getrocknet, kalibriert und dann trocken verpackt in den Handel gebracht. This alternative concept therefore envisages combining a glucose measuring strip of essentially contemporary design with a microneedle arrangement 10, in that after application of the layer system for determination of glucose to a conventional ceramic carrier or plastic carrier, the microneedle arrangement 10 is glued directly onto the layer system or fixed in another way suitable. This can be done for example by means of so-called pick-and-place techniques by industrial robots or machines, optionally supported by electronic image processing, so that each a porous microneedle array 10 is placed directly on the fluid receiving area F of each glucose measuring strip 40 and properly fixed before the carrier is separated into glucose sensor devices 1 a. Here, too, it is again advantageous that porous silicon has an electrically insulating effect and can be applied directly to the layers of the measuring strip 40 without additional electrical insulation measures in the form of additionally applied insulation layers. After separation by sawing the support material, these are optionally dried, calibrated and then sold in dry packaged form.
Durch die Trennung der Herstellung der Glukosemessstreifen 40 und der darauf aufzubringenden Mikronadelanordnungen 10 erweitern sich auch die Optionen bei der By separating the production of the glucose test strips 40 and the microneedle arrays 10 to be applied thereon, the options for the
Herstellung der Mikronadelanordnungen 10, da nicht auf eine ein Schichtsystem einer Signalerzeugungseinrichtung 20 tragende Waferrückseite Rücksicht genommen wer- den muss. Insbesondere kann vorteilhaft zunächst die Wafervorderseite zu Mikronadelanordnungen strukturiert werden und anschließend porosifiziert werden und zuletzt die Waferrückseite soweit abgetragen werden, bis sie zu hinreichend porösem Silizium im Bulk des Wafers vorangetrieben worden ist. Der dabei erforderliche Schutz der empfindlichen Wafervorderseite, die die Mik- ronadeln 15a - 15d trägt, ist keinen einschränkenden Randbedingungen eines Schichtsystems auf der Waferrückseite unterworfen, so dass eine wesentlich größere Auswahl von Schutzmaßnahmen und deren nachträgliche Entfernung, etwa Ablösen von Polymermaterialien durch aggressive Chemikalien usw. ergriffen werden können. Weiterhin ist es möglich, die Waferrückseite vor der Herstellung des porösen Siliziums bzw. dem Porosifizieren zu metallisieren und über dieses Metall, z. B. Aluminium gegebenenfalls kombiniert mit einer zusätzlichen Metallschicht oder auflaminierten Metallfolie, elekt- risch zu kontaktieren. Damit ist es möglich, bis zur Rückseite des Siliziumwafers hindurch zu porosifizieren. Die Metallisierung muss anschließend nasschemisch entfernt, das heißt abgeätzt und / oder gegebenenfalls durch Einsatz entsprechender Lösungsmittel wieder abgelöst oder einfach abgezogen werden. Production of the microneedle arrangements 10, since it is not necessary to take into account a wafer backside carrying a layer system of a signal-generating device 20. In particular, the wafer front side can advantageously first be patterned into microneedle arrangements and subsequently be porosified, and finally the wafer backside can be removed until it has been advanced to sufficiently porous silicon in the bulk of the wafer. The required protection of the sensitive wafer front side, which carries the microneedles 15a-15d, is not subject to any limiting boundary conditions of a layer system on the wafer back, so that a much greater selection of protective measures and their subsequent removal, such as detachment of polymer materials by aggressive chemicals, etc .. can be taken. Furthermore, it is possible to metallize the wafer back side before the production of the porous silicon or the porosification and via this metal, for. Aluminum optionally combined with an additional metal layer or laminated metal foil, to contact. This makes it possible to porosify through to the back of the silicon wafer. The metallization must then be removed wet-chemically, that is, etched off and / or optionally removed again by using appropriate solvents or simply stripped off.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn von einem komplett durchporosifizierten Wafer ausgegangen wird, der elektrochemisch oder stromlos porosifiziert und dessen Rückseite soweit durch Schleifen Nass- oder Trockenätzen rückgedünnt wurde, dass hinreichend poröse Schichten im Bulk des Siliziumwafers erreicht worden sind. Erst dann wird die Wafervorderseite durch Plasmaätzen zu Mikronadelanordnungen 10 strukturiert, was eine Beschichtung der inneren Struktur des porösen Siliziums mit giftigen Abscheidun- gen aus der Plasmachemie des Ätzplasmas zur Folge hat. Wie gesagt, müssen diese giftigen Abscheidungen sorgfältig entfernt werden, was durch Plasmabehandlung in Sauerstoff oder Ozon kombiniert mit einer anschließenden Nasschemie von beispiels- weise H202 oder H202 kombiniert mit NH3 oder H202 kombiniert mit HCl und einem Ent- spanner (Surfactant) oder HN03 und einem Entspanner (Surfactant) erfolgen kann. Bei dieser Reinigung kann eine Vielzahl von Chemikalien eingesetzt werden, da keine Rücksicht auf ein Schichtsystem auf der Waferrückseite genommen werden muss. Insbesondere können damit neben der Reinigungswirkung auch besonders gute hydrophile Eigenschaften der inneren Struktur des porösen Siliziums erzielt werden, was vorteilhaft für die Applikation ist. Der Vorteil dieser Prozessvariante ist wiederum, dass empfindliche Strukturen erst kurz vor dem Prozessende auf der Wafervorderseite angelegt werden und aufwendige Schutzmaßnahmen für die Vorderseite entfallen kön- nen. It is particularly advantageous if it is assumed that the wafer is completely through-porosified, which has been porosified electrochemically or electrolessly, and the reverse side of which has been thinned back by grinding wet or dry etching, so that sufficiently porous layers in the bulk of the silicon wafer have been achieved. Only then is the wafer front side patterned by plasma etching into microneedle arrays 10, which results in a coating of the internal structure of the porous silicon with toxic deposits from the plasma chemistry of the etching plasma. As said, these toxic deposits must be carefully removed by plasma treatment in oxygen or ozone combined with subsequent wet chemistry of, for example, H 2 O 2 or H 2 O 2 combined with NH 3 or H 2 O 2 combined with HCl and a Entendpanner (surfactant) or HN0 3 and a relaxant (surfactant) can be done. In this cleaning, a variety of chemicals can be used, since no consideration has to be taken of a layer system on the back of the wafer. In particular, in addition to the cleaning effect, particularly good hydrophilic properties of the internal structure of the porous silicon can be achieved, which is advantageous for the application. The advantage of this process variant is again that sensitive structures are created on the wafer front just shortly before the end of the process and expensive protective measures for the front can be dispensed with.
Eine weitere Möglichkeit, eine Hydrophilisierung zu erreichen, besteht in einer Präoxi- dation bei hohen Temperaturen von 400 °C bis 900 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 500 °C bis 800 °C in Sauerstoff, sauerstoffhaltiger Atmosphäre, in Ozon oder ozonhaltiger Atmosphäre, in Wasserdampf, in Wasserdampf/Sauerstoff- oder Wasserdampf-Ozon-Gemischen oder in einer Atmosphäre von Stickoxyden, Salpetersäure, Wasserstoffperoxyd oder anderen oxidierenden feuchten Gasen. Bei Temperaturen im Bereich 500 °C bis 800 °C kollabiert die innere Struktur des porösen Siliziums noch nicht, andererseits tritt jedoch bereits eine sehr intensive Oxidation der inneren Ober- fläche der Siliziumporen ein, und zwar je höher die Temperatur ist umso besser imA further possibility for achieving a hydrophilization consists in a Präoxidi- dation at high temperatures of 400 ° C to 900 ° C, more preferably in the range of 500 ° C to 800 ° C in oxygen, oxygen-containing atmosphere, in ozone or ozone-containing atmosphere , in water vapor, in water vapor / oxygen or water vapor-ozone mixtures or in an atmosphere of nitrogen oxides, nitric acid, hydrogen peroxide or other oxidizing moist gases. At temperatures in the range of 500 ° C to 800 ° C, the internal structure of the porous silicon does not yet collapse, but on the other hand, a very intensive oxidation of the inner surface of the silicon pores occurs, and the higher the temperature, the better
Rahmen der tolerierbaren Grenzen, was für die gewünschte Hydrophilisierung von Vorteil ist. In weiterer bevorzugten Ausgestaltung wird die Temperatur während dieser Präoxidati- on beginnend von einem Anfangswert von z. B. 400 °C, besonders bevorzugt von z. B. 500 °C, langsam hochgerampt bis auf einen Endwert von z. B. 900 °C, besonders be- vorzugt von z. B. 800 °C, um die durch die fortschreitende Oxidation erfolgende Stabilisierung der inneren Struktur des porösen Siliziums zur weiteren Temperaturerhöhung auszunützen, damit höheren Oxidationsgrad und damit Stabilisierung zu erreichen, so dass eine für die weitere Oxidation vorteilhaft zunehmend höhere Temperatur ohne Tolerable limits, which is advantageous for the desired hydrophilization. In a further preferred embodiment, the temperature during this Präoxidati- on starting from an initial value of z. B. 400 ° C, more preferably of z. B. 500 ° C, slowly raced up to a final value of z. B. 900 ° C, particularly preferably z. B. 800 ° C to take advantage of the progressing oxidation stabilization of the internal structure of the porous silicon for further increase in temperature to achieve higher degree of oxidation and thus stabilization, so that an advantageous for the further oxidation increasingly higher temperature without
Schaden von der inneren porösen Siliziumstruktur toleriert wird. Hierzu kann entweder der für die Oxidation benutzte Ofen in seiner Temperatur über die eingebrachte Heizleistung langsam hochgeregelt werden, z. B. von 500 °C auf 800 °C über einen Zeitraum von z. B. 10 bis 60 min., vorzugsweise 30 min., oder man verwendet eine Zonenheizung mit einer niedrigen Temperatur zu Anfang der Heizzone und einer hohen Damage is tolerated by the internal porous silicon structure. For this purpose, either the oven used for the oxidation can be slowly up-regulated in its temperature on the introduced heating power, z. B. from 500 ° C to 800 ° C over a period of z. B. 10 to 60 min., Preferably 30 min., Or one uses a zone heating with a low temperature at the beginning of the heating zone and a high
Temperatur am Ende der Heizzone, wobei die Wafer langsam vom Anfang bis zum Temperature at the end of the heating zone, with the wafers slowly from the beginning to the
Ende der Heizzone, die als Rohrreaktor bzw. Tunnelreaktor bzw. Tunnelofen ausgebildet sein kann, transportiert werden und dadurch die Temperaturrampe räumlich durchfahren. Auch dieser Transportvorgang kann für einen Wafer z. B. jeweils eine halbe End of the heating zone, which may be designed as a tubular reactor or tunnel reactor or tunnel furnace, transported and thereby pass through the temperature ramp spatially. This transport process can be for a wafer z. B. each half
Stunde dauern und in einem Durchlaufofen kontinuierlich, d. h. Waferboot hinter Wa- ferboot stattfinden. Take hour and in a continuous furnace continuously, d. H. Waferboot take place behind WABERBOOT.
In jedem Fall wird durch eine sorgfältige Präoxidation der porösen Siliziumstruktur die innere Hydrophilität und damit das spätere Aufsaugen der transdermalen Flüssigkeit aus der Haut und der Transport zum eigentlichen Messsystem gefördert. Fig. 3 zeigt ein Glukose-Messsystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches die Glukose-Sensorvorrichtung gemäß Fig. 1 oder 2 verwendet. In any case, a careful pre-oxidation of the porous silicon structure promotes the inner hydrophilicity and thus the subsequent absorption of the transdermal fluid from the skin and the transport to the actual measuring system. FIG. 3 shows a glucose measuring system according to a third embodiment of the present invention using the glucose sensor device of FIG. 1 or 2. FIG.
Das Glukose-Messsystem weist eine Glukose-Sensorvorrichtung 1 bzw. 1 a gemäß Fig. 1 oder 2 auf, die in einen Aufnahmeschlitz SL eines handelsüblichen Glukose-Messgeräts 100 einsteckbar ist. Das Glukose-Messgerät 100 weist u. a. eine Anzeigeeinrichtung 1 10 zum Anzeigen des ermittelten Glukosewerts an. The glucose measuring system has a glucose sensor device 1 or 1 a according to FIG. 1 or 2, which can be inserted into a receiving slot SL of a commercially available glucose meter 100. The glucose meter 100 has u. a. a display device 1 10 for displaying the determined glucose value.
Unabhängig davon, ob die Signalerzeugungseinrichtung 20 auf der Rückseite einer porösen Mikronadelanordnung 10 integriert wird oder ob eine poröse Mikronadelan- Ordnung 10 auf einem handelsüblichen Glukose-Messstreifen 40 fixiert wird, wird die Glukose-Sensorvorrichtung 1 bzw. 1 a gemäß Fig. 1 oder 2 zur Glukosewertbestim- mung in einen Aufnahmeschlitz SL eines handelsüblichen Glukose-Messgeräts 100 eingesteckt. Regardless of whether the signal generating device 20 is integrated on the back of a porous microneedle array 10 or whether a porous microneedle array 10 is fixed on a commercially available glucose measuring strip 40, the glucose sensor device 1 or 1 a according to FIG. 1 or 2 to determine the glucose value mung in a receiving slot SL of a commercially available glucose meter 100 inserted.
Im Anschluss daran drückt man sich die Mikronadelanordnung 10 der Glukose- Sensorvorrichtung 1 bzw. 1 a in die Haut, was aufgrund der geringen Höhe der Mik- ronadeln 15a - 15d von 50 bis 200 ßm , bevorzugt 100 bis 150 ßm , schmerzfrei und unblutig ist, da bei diesen Tiefen in der Haut noch keine Nerven und keine Blutgefäße vorkommen. Dies ist auch insbesondere deshalb wichtig, da die Messung in der transdermalen Flüssigkeit geschehen soll und nicht durch einen Zutritt von Blut aus eventu- eil doch verletzten Blutgefäßen verfälscht werden darf. An dieser Stelle macht sich die hohe Präzision und Reproduzierbarkeit der Mikrotechnologie in Silizium bezahlt, die für exakt definierte Mikronadelhöhen und damit exakt definierte Einstichtiefen sorgt. Sofort bei Kontakt der porösen Nadel mit der transdermalen Flüssigkeit wird letztere von der porösen Struktur aufgesogen, wofür die ausgeprägten hydrophilen Eigenschaften des porösen Siliziums verantwortlich sind. Following this, the microneedle arrangement 10 of the glucose sensor device 1 or 1a is pressed into the skin, which, due to the small height of the microneedles 15a-15d, is 50 to 200 .mu.m, preferably 100 to 150 .mu.m, painless and bloodless because at these depths in the skin still no nerves and no blood vessels occur. This is particularly important because the measurement in the transdermal fluid should be done and not be falsified by an ingress of blood from possibly injured blood vessels. At this point, the high precision and reproducibility of microtechnology in silicon pays off, which ensures precisely defined microneedle heights and thus precisely defined penetration depths. Immediately upon contact of the porous needle with the transdermal fluid, the latter is absorbed by the porous structure, for which the pronounced hydrophilic properties of the porous silicon are responsible.
Deshalb ist eine Hydrophilisierung des porösen Siliziums, wie vorstehend beschrieben, von Bedeutung für das Funktionieren der Glukose-Sensorvorrichtung 1 bzw. 1 a. Man belässt die Mikronadeln 15a - 15d so lange in der Haut, bis genügend transdermale Flüssigkeit aufgesaugt und durch den Trägerbereich 12 hindurch bis zum eigentlichen Messsystem, also entweder Signalerzeugungseinrichtung 20 oder Messstreifen 40, transportiert worden ist, so dass dort nach einigen Sekunden die Messung durchgeführt werden kann. Anders als bei Einsatz einer Stechhilfe ist das Stechen bei Einsatz einer Mikronadelanordnung jetzt kein sehr schnelles Ereignis mehr, sondern ein Vorgang, der sich über viele Sekunden über den gesamten Messvorgang hinweg hinzieht. Da der Vorgang jetzt aber völlig schmerzfrei und unblutig verläuft, entfällt auch jede Notwendigkeit einer hohen Geschwindigkeit. Der betroffene Patient drückt den Messstreifen mit der Mik- ronadelanordnung so lange gegen die Haut, bis er ein Messergebnis angezeigt bekommt. Dies wird einige Sekunden dauern, während derer der betroffene Patient keinen Schmerz verspürt und auch sonst keine unangenehmen Begleiterscheinungen auftreten. Auch eine Vernarbung oder Neuopathien sind aufgrund der geringen Einstechtiefen nicht zu erwarten. Im Ergebnis werden so schmerzfreies Stechen und Messen in einem Schritt vereint, was eine bedeutende Verbesserung der Glukosewertbestimmung gegenüber dem heutigen Stand der Technik darstellt. Da der Glukosewert der trans- dermalen Flüssigkeit von dem des Blutes abweicht und insbesondere eine Zeitverzögerung von bis zu 30 Minuten gegenüber dem Blutspiegel beinhaltet, müssen die Glukose-Messgeräte 100 entsprechend korrigiert bzw. auf transdermale Flüssigkeit kalibriert werden. Der verbesserte Komfort und die verbesserte Lebensqualität wiegen die Zeitverzögerung gegenüber dem Blutwert mehr als auf, da die Zeitdifferenz für die meisten Diabetiker unerheblich ist für die Kontrolle bzw. aus der Messung abgeleiteten Therapiemaßnahmen. Therefore, hydrophilization of the porous silicon as described above is important to the functioning of the glucose sensor devices 1 and 1a, respectively. The microneedles 15a-15d are left in the skin until sufficient transdermal fluid has been absorbed and transported through the carrier region 12 to the actual measuring system, ie either signal-generating device 20 or measuring strip 40, so that the measurement is carried out there after a few seconds can be. Unlike using a lancing device, piercing when using a microneedle assembly is now no longer a very fast event, but a process that continues for many seconds over the entire measuring process. Since the process is now completely painless and bloodless, eliminating any need for a high speed. The affected patient presses the measuring strip with the microneedle assembly against the skin until it receives a measurement result. This will take a few seconds, during which the affected patient feels no pain and no unpleasant side effects occur. Scarring or neuropathies are also not expected due to the low penetration depths. As a result, painless puncture and measurement are combined in one step, which represents a significant improvement in the glucose value determination compared to the current state of the art. Since the glucose value of the transdermal fluid deviates from that of the blood and in particular involves a time delay of up to 30 minutes compared with the blood level, the glucose meters 100 must be correspondingly corrected or calibrated for transdermal fluid. The improved comfort and quality of life more than outweighs the time delay over the blood value, since the time difference for most diabetics is insignificant for control or measurement-derived therapy.
Es ist sogar möglich, den Glukosewert in der transdermalen Flüssigkeit über längere Zeit zu verfolgen, indem eine Mikronadelanordnung und ein daran angeschlossenes Messsystem einfach entsprechend lange in der Haut belassen werden. In der Praxis verbraucht sich die Chemie eines Glukosemessstreifens je nach Auslegung des Systems erst nach Stunden bis Tagen, so dass damit prinzipiell sogar eine kontinuierliche Überwachung des Glukosespiegels über lange Zeit möglich wird. Dem kommt weiter entgegen, dass poröses Silizium biokompatibel ist und keine Abstoßungsreaktionen, Abkapselungen oder Entzündungsprozesse auch über längere Zeit in der Haut zur It is even possible to track the glucose level in the transdermal fluid for a long time by simply leaving a microneedle array and attached measuring system in the skin for a correspondingly long time. In practice, the chemistry of a glucose measuring strip consumes only hours to days, depending on the design of the system, so that in principle even a continuous monitoring of the glucose level over a long time is possible. This is further countered by the fact that porous silicon is biocompatible and no rejection reactions, encapsulation or inflammatory processes in the skin over a longer period of time
Folge hat. Hierzu wird das Messsystem mit der Mikronadelanordnung in die Haut gedrückt und z. B. mittels eines Pflasters dort fixiert. Das Messsystem steht damit über lange Zeit über die porösen Mikronadeln in Kontakt mit der transdermalen Flüssigkeit unter dem Stratum corneum. Episode has. For this purpose, the measuring system with the microneedle assembly is pressed into the skin and z. B. fixed by means of a plaster there. The measuring system is therefore in contact with the transdermal fluid under the stratum corneum via the porous microneedles for a long time.
Fig. 4 zeigt ein Glukose-Messsystem gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches die Glukose-Sensorvorrichtung gemäß Fig. 1 oder 2 verwendet. FIG. 4 shows a glucose measuring system according to a fourth embodiment of the present invention using the glucose sensor device of FIG. 1 or 2. FIG.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Messsystem werden die Messergebnisse kontinuierlich drahtlos dem Glukosemessgerät 100a zugeführt. Dazu weist die Glukose- Sensorvorrichtung 1 bzw. 1 a gemäß Fig. 1 oder 2 eine entsprechende batteriebetriebene Sendeeinrichtung 80 auf bzw. ist mit einer solchen Sendeeinrichtung verbunden, die einer im Messgerät 100a vorgesehenen Empfangseinrichtung 85 kontinuierlich Dateninformationen, die Bezugszeichen SS tragen, kommuniziert. Die Technik der draht- losen Übertragung von Messdaten aus einem Messsystem zu Peripheriegeräten ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und soll hier nicht weiter detailliert werden. So lassen sich z.B. Bluetooth- oder Zigbee-Schnittstellen verwenden. Über das poröse Silizium und den Stoffaustausch durch die poröse Struktur bleibt das Messsystem angekoppelt an die transdermale Flüssigkeit und erfährt so deren In the measuring system shown in FIG. 4, the measurement results are continuously fed wirelessly to the glucose meter 100a. For this purpose, the glucose sensor device 1 or 1a according to FIG. 1 or 2 has a corresponding battery-operated transmitting device 80 or is connected to such a transmitting device which continuously communicates data information bearing the reference symbol SS to a receiving device 85 provided in the measuring device 100a. The technique of wireless transmission of measurement data from a measurement system to peripheral devices is well known in the prior art and will not be further detailed here. For example, you can use Bluetooth or Zigbee interfaces. Via the porous silicon and the mass transfer through the porous structure, the measuring system remains coupled to the transdermal fluid and thus undergoes the same
Schwankungen des Glukosespiegels über einen langen Zeitraum hinweg. Anders als bei der heutigen Technik des getrennten Stechens und Messens ist somit eine kontinuierliche Verbindung des Messsystems zur Haut und zum Glukosemessgerät und damit ein Monitoring über längere Zeit möglich, was z.B. auch in einer telemedizinischen Applikation genutzt werden kann. Fig. 5 zeigt eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 6 zeigt eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Glucose level fluctuations over a long period of time. Unlike the present technology of separate puncturing and measuring, a continuous connection of the measuring system to the skin and the glucose meter and thus monitoring over a longer period of time is possible. can also be used in a telemedical application. Fig. 5 shows a glucose sensor device according to a fifth embodiment of the present invention, and Fig. 6 shows a glucose sensor device according to a sixth embodiment of the present invention.
Die fünfte und sechste Ausführungsform betreffen den Handling-Schutz für die emp- findlichen Mikronadeln, sobald diese durch Plasmaätzen einmal hergestellt wurden. The fifth and sixth embodiments relate to the handling protection for the sensitive microneedles once they have been made by plasma etching.
Mikronadeln 15a - 15d sind spitze, filigrane Gebilde aus einem spröden Material, beispielsweise poröses Silizium, die infolge dessen nachfolgend leicht beschädigt werden können. Beispielsweise können die Mikronadeln 15a - 15d ganz oder in Teilen durch mechanische Einwirkung einfach abbrechen, insbesondere können die empfindlichen Spitzen Schaden nehmen. Microneedles 15a-15d are pointed, filigree structures made of a brittle material, for example porous silicon, which can subsequently be easily damaged as a result. For example, the microneedles 15a-15d can break off completely or in part simply by mechanical action, in particular the sensitive tips can be damaged.
Um die Mikronadeln 15a - 15d weitgehend zu schützen, wird vorgeschlagen, sobald wie möglich nach ihrer Herstellung, also sobald es der Fabrikationsprozess gestattet, sie mittels Kappen 50, vorzugsweise mittels Kunststoffkappen zu verdeckein. Diese In order to largely protect the microneedles 15a-15d, it is proposed, as soon as possible after their manufacture, ie as soon as the fabrication process permits, to cap them by means of caps 50, preferably by means of plastic caps. These
Kappen 50 aus Kunststoff können beispielsweise mittels Spritzguss- oder Heißprägeverfahren separat hergestellt und vorzugsweise als separater Waferverbund als eine Einheit auf den Wafer mit den Mikronadelanordnungen 10 über eine Klebefuge K geklebt werden. Durch Justage der beiden Wafer zueinander wird dabei jeweils eine Mikronadelanordnung 10 mit jeweils einer Kappe 50 kombiniert. Ein geeigneter Zeitpunkt für das Verkappen ist im Fabrikationsprozess beispielsweise der Zustand, indem die Mikronadeln 15a - 15d plasmageätzt und porosifiziert und hydrophilisiert sind. Sobald die Kappen 50 bzw. der Wafer mit den Kappen 50 aufgeklebt ist, kann der Wafer mit den Mik- ronadelanordnungen 10 relativ gefahrlos weiter verarbeitet werden. Beispielsweise ist es dann leicht möglich, den Wafer mit den Mikronadelanordnungen von der Rückseite her rückzuschleifen und hierzu vorderseitig auf einer Schleifträgervorrichtung zu befes- tigen, die ihn rückseitig gegen die eigentliche Schleifscheibe oder das Schleifmedium drückt. Des Weiteren ist der Wafer auf seiner Vorderseite während des Sägens von der Vorder- oder von der Rückseite weitgehend vor dem Einfluss des Sägeprozesses geschützt, also vor mechanischen Einwirkungen von Partikeln durch Sägeabrieb. Caps 50 made of plastic can for example be produced separately by means of injection molding or hot stamping processes and preferably glued as a separate wafer composite as a unit onto the wafer with the microneedle arrays 10 via an adhesive joint K. By adjusting the two wafers to each other while a micro needle assembly 10 is combined with a cap 50 each. For example, one suitable time for capping in the fabrication process is the condition in which the microneedles 15a-15d are plasma etched and porosified and hydrophilized. As soon as the caps 50 or the wafer with the caps 50 are glued on, the wafer can be further processed relatively danger-free with the microneedle arrangements 10. For example, it is then easily possible to grind back the wafer with the microneedle arrays from the rear side and, for this purpose, to fix it on a grinding carrier device on the front side. which presses it back against the actual grinding wheel or the grinding medium. Furthermore, the wafer on its front side is largely protected against the influence of the sawing process during sawing from the front or the back side, ie against mechanical effects of particles due to sawing wear.
Bevorzugt wird auch der Kunststoffkappenwafer mit dem Vereinzeln zu Mikronadelanordnungen gleichzeitig zu Einzelkappen pro Mikronadelanordnung zersägt. Auch das nachfolgende Montieren und Kleben der porösen Mikronadelanordnungen auf die Glukosemessstreifen mit Pick-and-Place oder ähnlichen mechanischen Greif- und Monta- geschritten, das nachfolgende Zersägen des Glukosemessstreifen-Trägermaterials zu einzelnen Glukosemessstreifen, das Handling und Verpacken der Glukosemessstreifen in geeigneten Gebinden, der Handelsweg bis zum Kunden, das Auspacken und Handhaben auf der Kundenseite, all dies kann vorteilhaft mit fest montierter Kappe auf dem Glukosetestsystem und somit geschützter Mikronadelanordnung erfolgen. Preferably, the plastic cap wafer is diced with the singulation to microneedle arrays simultaneously to individual caps per microneedle array. Also, the subsequent mounting and bonding of the porous microneedle arrays to the glucose measurement strips with pick-and-place or similar mechanical gripping and assembly steps, the subsequent sawing of the glucose strip carrier material into individual glucose measuring strips, handling and packaging of the glucose measuring strips in suitable containers, the Trade route to the customer, unpacking and handling on the customer side, all this can be done advantageously with firmly mounted cap on the glucose test system and thus protected microneedle assembly.
Erst unmittelbar vor einer Glukosewertbestimmung bricht der Kunde die Kunststoff kappe 50 ab, beispielsweise in einer Sollbruchstelle im Material oder in der Klebefuge durch einen Ansatzpunkt 51 für ein Hebelwerkzeug 52 (Fig. 5) oder mit einer daran angebrachten Abziehlasche 53 (Fig. 6) oder eine von zahlreichen weiteren Alternati- ven. Only immediately before a glucose value determination, the customer aborts the plastic cap 50, for example, in a predetermined breaking point in the material or in the glue joint by a starting point 51 for a lever tool 52 (FIG. 5) or with an attached pull tab 53 (FIG one of many other alternatives.
Vorteilhaft ist, dass die Mikronadelanordnungen 10 ausgehend von dem besagten geeigneten Zeitpunkt im Fabrikationsprozess bis zur Endanwendung beim Kunden unter der aufgeklebten Kunststoffkappe in einem geschützten Zustand verbleiben und vor Beschädigungen sicher sind. Die Anforderungen an den Kunststoff und an die Verklebung sind vergleichsweise gering. Hermetizität ist nicht erforderlich, Materialdehnung der Kunststoffkappe relativ zum porösen Silizium beziehungsweise Silizium kann durch die Klebstofffuge K aufgefangen werden. Der Klebstoff muss nur eine ausreichend feste aber nicht zu feste Verbindung gewährleisten, denn am Ende soll der Kunde die It is advantageous that the microneedle arrays 10 remain in a protected state from the said suitable point in the manufacturing process to the end application at the customer under the glued plastic cap and are safe from damage. The requirements for the plastic and the bonding are comparatively low. Hermeticity is not required, material expansion of the plastic cap relative to the porous silicon or silicon can be absorbed by the adhesive joint K. The adhesive only has to ensure a sufficiently strong but not too strong connection, because in the end the customer should have the
Kappe 50 abnehmen können. Besonders vorteilhaft dürfte die Option eines Ansatzpunktes für ein Hebelwerkzeug 52 umzusetzen sein, welches mit den Glukosetestsystemen mitgeliefert wird, beispielsweise ein Hebel zum Abscheren der Kunststoffkappen an einer angebrachten Nut oder Markierung jeweils nach dem Einsetzen ins eigentliche Glukosemessgerät und unmittelbar vor dem Einstechen in die Haut. Cap 50 can lose weight. Particularly advantageous is the option of a starting point for a lever tool 52 to be implemented, which is supplied with the glucose test systems, for example, a lever for shearing the plastic caps on an attached groove or marking each after insertion into the actual glucose meter and immediately before piercing the skin.
Fig. 7a, b zeigt eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar Fig. 7a in unterer Draufsicht auf die Mikronadelanord- nung und Fig. 7b in teilweisem Querschnitt durch die Mikronadelanordnung entlang der Linie AA'. 7a, b show a glucose sensor device according to a seventh embodiment of the present invention, in particular FIG. 7a in a top view of the microneedle device tion and Fig. 7b in partial cross section through the microneedle array along the line AA '.
Allgemein ist dafür Sorge zu tragen, dass bei der Aufnahme der transdermalen Flüs- sigkeit die im porösen Silizium verdrängte Luft entweichen kann, ohne darin Luftblasen einzuschließen, was das weitere Vordringen der transdermalen Flüssigkeit in dem betroffenen Bereich stoppen würde, so dass diese lokal nicht mehr bis zum Messsystem gelangen könnte. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch ein Gitternetz von Vertiefungen 12a, 12b auf der Rückseite RS des Trägerbereichs 12 der Mikronadelanordnung 10, welche jeweils eine Mehrzahl von Poren 1 1 erreichen und sich bis zum Rand des Trägerbereichs 12 erstrecken, so dass die Luft nach dorthin abführbar ist. Eine Möglichkeit zum Anlegen solcher Grabengitter 12a, 12b in den Mikronadelanordnungen 10 bietet zum Beispiel ein Sägeprozess von der Waferrückseite, indem in den Sägebereichen das Sägeblatt die Siliziumdicke jeweils ganz durchschneidet, dazwischen jedoch nur Schnitte mit einer geringen Schnitttiefe oberflächennah durchgeführt werden. Die jeweilige Schnitttiefe kann bei den handelsüblichen Wafersägen flexibel programmiert werden, so dass dieser Ansatz problemlos und kostengünstig umsetzbar ist. Darüber hinaus sind zahlreiche Möglichkeiten bekannt, in eine Siliziumoberfläche unter geringen Präzisionsanforderungen Rinnen einzufräsen, zu ritzen, zu ätzen, mit Laserbearbeitung einzubringen usw. Da die gitterförmig angelegten Rinnenstrukturen 12a, 12b lediglich eine Ausweichmöglichkeit für die verdrängte Luft schaffen und kei- nerlei mechanische Funktion erfüllen müssen, ist die geforderte Präzision an dieser Stelle relativ niedrig, was diverse Lösungsalternativen ermöglicht. In general, it must be ensured that when the transdermal fluid is absorbed, the air displaced in the porous silicon can escape without trapping air bubbles, which would stop the further penetration of the transdermal fluid in the affected area, so that it stops locally could get to the measuring system. This can be achieved for example by a grid of depressions 12a, 12b on the rear side RS of the carrier region 12 of the microneedle assembly 10, which each reach a plurality of pores 11 and extend to the edge of the carrier region 12, so that the air can be discharged there is. One way of applying such trench gratings 12a, 12b in the microneedle arrays 10, for example, provides a sawing process from the wafer backside, in which the saw blade completely cuts through the silicon thickness in the sawing areas, but only cuts with a small depth of cut are made close to the surface in between. The respective depth of cut can be flexibly programmed with the commercially available wafer saws, so that this approach can be implemented easily and inexpensively. In addition, numerous possibilities are known for milling, scoring, etching, laser machining into a silicon surface under low precision requirements, etc. Since the lattice-shaped groove structures 12a, 12b merely provide an escape for the displaced air and do not fulfill any mechanical function need the required precision at this point is relatively low, which allows various alternative solutions.
Fig. 8 zeigt eine Glukose-Sensorvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 shows a glucose sensor device according to an eighth embodiment of the present invention.
Bei dieser Ausführungsform von einer auf einen Glukose-Messstreifen 40 aufgeklebten Mikronadelanordnung 10 kann die Grabenstruktur, die der verdrängten Luft eine Möglichkeit zum Entweichen bietet, auch auf dem Glukosemessstreifen 40 angelegt sein. Das Entweichen kann hier seitlich durch eine Rinnenstruktur mit Vertiefungen 13a - 13e erfolgen, oder man schafft zusätzlich Perforationsöffnungen 14 durch den Glukose-Messstreifen 40 hindurch oder man kombiniert beide Optionen. In this embodiment, from a microneedle array 10 adhered to a glucose metering strip 40, the trenching structure that provides the displaced air with an opportunity to escape may also be applied to the glucose metering strip 40. The escape can take place laterally through a groove structure with depressions 13a-13e, or one additionally creates perforation openings 14 through the glucose measuring strip 40, or one combines both options.

Claims

Ansprüche claims
1 . Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) mit: einer porösen Mikronadelanordnung (10) mit mindestens einer porösen Mikronadel (15a-d); einer Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45), welche einen Fluid-Aufnahmebereich (FA; FA') zur Aufnahme von glukosehaltigem Fluid und einen elektrischen Anschlussbereich (EA; EA') zum Anschließen an ein Glukose-Messgerät (100) aufweist; wobei die poröse Mikronadelanordnung (10) derart auf dem Fluid-Aufnahmebereich (FA; FA) angebracht ist, dass das glukosehaltige Fluid von einer Oberfläche der porösen Mikronadel (15a-d) zum Aufnahmebereich (FA; FA) leitbar ist. 1 . A glucose sensor device (1; 1 a) comprising: a porous microneedle assembly (10) having at least one porous microneedle (15a-d); a glucose test device (20, 25, 30, 35, 40, 45), which has a fluid intake area (FA; FA ') for receiving glucose-containing fluid and an electrical connection area (EA; EA') for connection to a glucose Measuring device (100); wherein the porous microneedle assembly (10) is mounted on the fluid receiving portion (FA; FA) such that the glucose-containing fluid is conductive from a surface of the porous microneedle (15a-d) to the receiving portion (FA; FA).
2. Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) nach Anspruch 1 , wobei die Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45) ein Glukose-Messstreifen (40, 45) ist, auf den die poröse Mikronadelanordnung (10) aufgebracht ist. A glucose sensor device (1; 1 a) according to claim 1, wherein the glucose test device (20, 25, 30, 35, 40, 45) is a glucose measuring strip (40, 45) on which the porous microneedle assembly (10) 10) is applied.
3. Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) nach Anspruch 1 , wobei die Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45) eine Signalerzeugungseinrichtung (20), die auf der Rückseite der porösen Mikronadelanordnung (10) aufgebracht ist, eine Kontaktplatte (30) und eine Kontaktanordnung (25) umfasst, wobei die Signalerzeugungseinrichtung (20) über die Kontaktanordnung (25) mit der Kontaktplatte (30) verbunden ist. A glucose sensor device (1; 1 a) according to claim 1, wherein the glucose test device (20, 25, 30, 35, 40, 45) has signal generating means (20) mounted on the back side of the porous microneedle array (10) is, a contact plate (30) and a contact arrangement (25), wherein the signal generating means (20) via the contact arrangement (25) with the contact plate (30) is connected.
4. Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die poröse Mikronadelanordnung (10) eine entfernbare Schutzkappe (50) aufweist. The glucose sensor device (1; 1 a) of any one of claims 1 to 3, wherein the porous microneedle assembly (10) comprises a removable protective cap (50).
5. Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) nach Anspruch 4, wobei die Schutzkappe (50) eine Abziehlasche (53) zum Entfernen der Schutzkappe (50) aufweist. The glucose sensor device (1; 1 a) according to claim 4, wherein the protective cap (50) has a pull-tab (53) for removing the protective cap (50).
6. Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) nach Anspruch 4, wobei zwischen der Schutzkappe (50) und der porösen Mikronadelanordnung (10) ein Spalt (51 ) zum Ansetzen eines Werkzeuges (52) zum Entfernen der Schutzkappe (50) vorgesehen ist. A glucose sensor device (1; 1 a) according to claim 4, wherein a gap (51) for attaching a tool (52) for removing the protective cap (50) is provided between the protective cap (50) and the porous microneedle assembly (10) ,
7. Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei auf der Rückseite der porösen Mikronadelanordnung (10) eine Grabenstruktur (12a, 12b) vorgesehen ist. 7. glucose sensor device (1; 1 a) according to any one of claims 1 to 6, wherein on the back of the porous microneedle assembly (10) a trench structure (12a, 12b) is provided.
8. Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) nach Anspruch 2, wobei auf der Oberseite (O) des Glukose-Messstreifens (40) in dem Fluid-Aufnahmebereich (FA') eine Grabenstruktur (13a-d) und/oder Durchgangsöffnungen (14) vorgesehen sind. 8. glucose sensor device (1; 1 a) according to claim 2, wherein on the upper side (O) of the glucose measuring strip (40) in the fluid receiving area (FA ') a trench structure (13a-d) and / or passage openings ( 14) are provided.
9. Glukose-Sensorvorrichtung (1 ; 1 a) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine drahtlose Sendeeinrichtung (80) zum Übertragen von Glukose-Messdaten an ein Glukose- Messgerät (100a) an der Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45) vorgesehen oder mit dieser verbunden ist. 9. glucose sensor device (1; 1 a) according to one of claims 1 to 8, wherein a wireless transmitting device (80) for transmitting glucose measurement data to a glucose meter (100a) on the glucose test device (20, 25, 30, 35, 40, 45) is provided or connected thereto.
10. Herstellungsverfahren für eine Glukose-Sensorvorrichtung mit den Schritten: 10. A manufacturing method of a glucose sensor device comprising the steps of:
Bilden einer porösen Mikronadelanordnung (10) mit mindestens einer porösen Mikronadel (15a-d); Anbringen der porösen Mikronadelanordnung (10) mit mindestens einer porösen Mikronadel (15a-d) auf einer Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45), welche einen Fluid- Aufnahmebereich (FA; FA') zur Aufnahme von glukosehaltigem Fluid und einen elektrischen Anschlussbereich (EA; EA) zum Anschließen an ein Glukose-Meßgerät (100) aufweist; wobei die poröse Mikronadelanordnung (10) derart auf dem Fluid-Aufnahmebereich (FA; FA) angebracht wird, dass das glukosehaltige Fluid von einer Oberfläche der porösen Mikronadel (15a-d) zum Aufnahmebereich (FA; FA') leitbar ist. Forming a porous microneedle array (10) with at least one porous microneedle (15a-d); Attaching the porous microneedle assembly (10) to at least one porous microneedle (15a-d) on glucose testing equipment (20, 25, 30, 35, 40, 45) having a fluid receiving area (FA; FA ') for receiving glucose-containing fluid and an electrical connection area (EA; EA) for connection to a glucose meter (100); wherein the porous microneedle assembly (10) is mounted on the fluid receiving area (FA; FA) such that the glucose-containing fluid is conductive from a surface of the porous microneedle (15a-d) to the receiving area (FA; FA ').
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45) ein Glukose-Messstreifen (40, 45) ist, auf den die poröse Mikronadelanordnung (10) aufgebracht wird. 1 1. The method of claim 10, wherein the glucose assay device (20, 25, 30, 35, 40, 45) is a glucose sensing strip (40, 45) to which the porous microneedle assembly (10) is applied.
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45) eine Signalerzeugungseinrichtung (20), die auf der Rückseite der porösen Mikronadelanord- nung (10) aufgebracht wird, eine Kontaktplatte (30) und eine Kontaktanordnung (25) um- fasst, wobei die Signalerzeugungseinrichtung (20) über die Kontaktanordnung (25) auf der Kontaktplatte (30) angebracht wird. 12. The method according to claim 10, wherein the glucose test device (20, 25, 30, 35, 40, 45) comprises a signal generating device (20) which is applied to the rear side of the porous microneedle array (10), a contact plate (30 ) and a contact arrangement (25), wherein the signal generating device (20) is mounted on the contact plate (30) via the contact arrangement (25).
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei ein Wafer mit einer Vielzahl von porösen Mikronadelanordnungen (10) hergestellt wird und das Anbringen auf der Glukose- Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45) nach einem Vereinzeln der Mikronadelanordnungen (10) durch eine Pick-and-Place-Technik erfolgt. 13. The method of claim 1 1, wherein a wafer is prepared with a plurality of porous microneedle arrays (10) and mounted on the glucose test device (20, 25, 30, 35, 40, 45) after singulating the microneedle arrays (10 ) by a pick-and-place technique.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein Wafer mit einer Vielzahl von porösen Mikronadelanordnungen (10) hergestellt wird und ein Aufbringen einer Mehrzahl von Signalerzeugungseinrichtungen (20) der Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45) auf der Waferrückseite vor einem Vereinzeln der Mikronadelanordnungen (10) erfolgt. 14. The method of claim 12, wherein a wafer is prepared with a plurality of porous microneedle arrays (10) and applying a plurality of signal generating means (20) of the glucose test device (20, 25, 30, 35, 40, 45) on the Waferrückseite before a separation of the microneedle arrays (10) takes place.
15. Glukose-Messverfahren unter Verwendung einer Glukose-Sensorvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei an der Glukose-Testeinrichtung (20, 25, 30, 35; 40, 45) eine Sendeeinrichtung (80) zum drahtlosen Übertragen von Glukose-Messdaten vorgesehen bzw. mit dieser verbunden ist, wobei die gesendeten Glukose-Messdaten von einer Empfangseinrichtung (85) eines Glukose-Messgerätes (100a) empfangen werden und anschließend in dem Glukose-Messgerät (100a) ausgewertet werden und optional gespeichert und/oder weiter übermittelt werden. 15. A glucose measurement method using a glucose sensor device according to claim 1, wherein at the glucose test device (20, 25, 30, 35, 40, 45) a transmitting device (80) for wirelessly transmitting glucose measurement data is provided this is connected, wherein the transmitted glucose measurement data from a receiving device (85) of a glucose meter (100a) are received and then evaluated in the glucose meter (100a) and optionally stored and / or forwarded.
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