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Dokumentenidentifikation DE102004032253A1 19.01.2006
Titel Vorrichtung zur intravaginalen Probenahme von Menstrualblut mit integriertem immunologischen Schnelltest zur Erkennung einer Endometriose
Anmelder Gjavotchanoff, Risto, 55457 Gensingen, DE
Erfinder Gjavotchanoff, Risto, 55457 Gensingen, DE
DE-Anmeldedatum 03.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004032253
Offenlegungstag 19.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.01.2006
IPC-Hauptklasse A61B 10/00(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine tamponähnliche Vorrichtung zur Probenahme von Menstrualblut mit
- einem Testrohr (3), das eine Sammelkammer (8) für Probeflüssigkeit enthält,
- mit Mikro- und Aufsaugkanälen (14, 15), die in die Sammelkammer (8) mit integriertem Hohlkörper (9) für Probeflüssigkeit einmünden,
- einem Vliespolster (10), verbunden mit einer Fließmembran (7), an der mindestens zwei Reagenzien vorliegen, die geeignet sind, mit dem Probematerialgemisch gegebenenfalls zu reagieren, und
- einer Auswertungsstelle (5, 6), die es dem Benutzer ermöglicht, gegebenenfalls das Vorliegen einer Reaktion festzustellen, wobei das Testrohr (3)
- durch einen Adapteraufsatz (2) herausnehmbar ist und
- mindestens an der Auswertungsstelle (5, 6) und an der Sammelkammer (8) durchsichtig ist, um den Blick auf das optisch aktive Reagenz und die erfolgreiche immunologische Reaktion zu ermöglichen.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung zur intravaginalen Probenahme von Menstrualblut mit integriertem immunologischen Schnelltest zur Erkennung einer Endometriose.

Hintergrund der Erfindung

Die Endometriose ist eine gutartige (also nicht-krebsartige) gynäkologische Störung. Sie rangiert hinsichtlich ihrer gynäkologischen Häufigkeit nach Fibroiden an zweiter Stelle. Sie tritt bei 2-4% der Frauen in den gebärfähigen Lebensjahren auf und befällt Frauen und Mädchen aller Rassen und sozialen Schichten. Rund 30-40% der an Endometriose leidenden Frauen sind unfruchtbar. Zwar kann die Endometriose selbst nicht-krebsartig sein, aber neuere Forschungen besagen, dass von Endometriose befallene Frauen ein erhöhtes Risiko für Brust- und Eierstockkrebs, entzündliche Lymphknoten-Anschwellung (non-Hodgkin Krankheit) und Melanom haben.

Die Beschwerden, die durch eine Endometriose verursacht werden, sind an den hormonellen Zyklus der Frau gebunden und verschwinden deshalb mit dem Beginn der Wechseljahre. Der Schweregrad der Erkrankung und die Intensität der Beschwerden stehen nicht unbedingt in einem Zusammenhang. So sind etwa 50 % der Betroffenen frei von typischen Symptomen. Auftretende Beschwerden hängen in erster Linie von der Lokalisation, also dem Ort der Endometrioseherde ab.

Hauptsymptom ist eine schmerzhafte Regelblutung (=Dysmenorrhoe). Dabei beginnen die Schmerzen bereits kurz vor dem Einsetzen der Regelblutung und verstärken sich dann an den ersten beiden Tagen der Blutung. Sie treten unter Umständen so stark auf, dass die Patientinnen an diesen Tagen arbeitsunfähig sind. Mitunter halten die Schmerzen über einen längeren Zeitraum an oder treten völlig unabhängig vom Zyklus auf. Es wird vermutet, dass dieser Dauerschmerz durch eine Schädigung des Gewebes, in dem die Endometriumherde angelagert sind, hervorgerufen wird. Besonders an den Stellen, an denen das Blut aus anatomischen Gründen nicht abfließen kann, kommt es durch die wiederholten Blutungen zu Reizungen.

Endometrioseherde, die in der Bauchfellhöhle zwischen dem Darm und der Gebärmutter liegen, führen zu Kreuzschmerzen und zu Schmerzen beim Geschlechtsverkehr (=Dyspareunie).

Ein weiteres wichtiges Symptom sind Blutungsstörungen. So klagen die Patientinnen häufig über Zwischen- und Schmierblutungen. Befinden sich Endometrioseherde in der Muskelschicht der Gebärmutter, ist die Regelblutung stark ausgeprägt und hält meist lange an (=Menorrhagie).

Erste Anhaltspunkte für das Vorliegen einer Endometriose ergeben sich aus den Schilderungen der Patientinnen zu ihren Symptomen. Starke Schmerzen während der Regelblutung, die erst im Erwachsenenalter auftreten, sind typisch für die Endometriose. Zwischen dem Schweregrad der Schmerzen und dem Ausmaß der Endometrioserkrankung besteht allerdings kein Zusammenhang. Bei der gynäkologischen Untersuchung können manchmal Endometrioseherde in der Scheide und am Gebärmutterhals gesehen werden. Liegt eine Endometriose der Eierstöcke vor, sind diese meist vergrößert und unterliegen deutlich tastbaren knotigen Veränderungen. Bildgebende Verfahren wie Ultraschalluntersuchung oder Computertomographie dienen meist der Feststellung des Ausmaßes von Organveränderungen. Gesichert wird die Diagnose durch eine Bauchspiegelung (=Laparoskopie) mit der gleichzeitigen Entnahme von Gewebeproben (=Biopsie), die anschließend mikroskopisch ausgewertet werden. Auf dem VI. Weltkongress für Endometriose in Quebec wurde zusammenfassend festgestellt, dass die Erkennung und Diagnose im gewichteten Mittel rund 9 Jahre aufweist.

Alle Ansätze eine zuverlässige serologische bzw. immunologische Diagnose einer Endometriose zu stellen sind leider noch mit einer geringen Sensitivität und Spezifität behaftet und mir relativ hohen Kosten verbunden.

Literatur:
  • Bedaiwy MA, Falcone T. Laboratory testing for endometriosis. Clin Chim Acta. 2004 Feb;340(1-2):41-56.
  • Spaczynski RZ, Duleba AJ. Diagnosis of endometriosis. Semin Reprod Med. 2003 May;21(2):193-208.
  • Harada T, Kubota T, Aso T. Usefulness of CA19-9 versus CA125 for the diagnosis of endometriosis. Fertil Steril. 2002 Oct;78(4):733-9.
  • Gagne D, Rivard M, Page M, Lepine M, Platon C, Shazand K, Hugo P, Gosselin D. Development of a nonsurgical diagnostic tool for endometriosis based on the detection of endometrial leukocyte subsets and serum CA-125 levels. Fertil Steril. 2003 Oct;80(4):876-85.
  • Khan KN, Masuzaki H, Fujishita A, Kitajima M, Sekine I, Ishimaru T. Differential macrophage infiltration in early and advanced endometriosis and adjacent peritoneum. Fertil Steril. 2004 Mar;81(3):652-61.
  • Takahashi K, Nagata H, Kijima S, Kusakari M, Shirai T, Yoshino K, Kitao M. Clinical usefulness of determination of CA 125 levels in the serum and menstrual blood. Gynecol Obstet Invest. 1988;26(1):63-5.
Inhalt der Erfindung

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges System einzusetzen was eine frühzeitige nicht-invasive Diagnose ermöglicht. Eine neuartige intravaginale Probenahme von Menstrualblut durch eine spezielle tamponierte Vorrichtung soll hier zum Einsatz kommen. Eine integrierte, membrangebundene immunologische Antigen-Antikörperreaktion soll auffällige Stromazellen des Menstrualblutes detektieren und für das Auge zur Befundinterpretation farblich sichtbar machen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Detail weiter unten auf der Basis eines Anwendungsbeispiels erläutert, in welchen:

1 einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;

2 einen Querschnitt durch die Aspirationskammer zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform anhand eines Anwendungsbeispiels

Eine anamnestisch auffällige Frau führt die tamponähnliche Vorrichtung nach Möglichkeit am 2. Zyklustag oder am Tag der stärksten Blutung in die Vagina ein. Hierbei sind die Bedienungshinweise wie bei handelsüblichen Tampons zu beachten. In Abhängigkeit der Blutungsstärke wird die tamponähnliche Vorrichtung nach 2-4 Stunden entfernt. Während der intravaginalen Verweildauer der Vorrichtung finden folgende Vorgänge statt:

Das Menstrualblut dringt entlang des aufsaugenden handelsüblichen Tamponmaterials durch die radiär angeordneten Mikrokanäle (15) weitgehend ungehindert an die mit Fließ gefüllte Aspirationskammer (8). Zusätzliche kleinere Aufsaugkanäle (14) gehen wie aus der 1 ersichtlich von den Mikrokanälen (15) ab. Diese Aufsaugkanäle (14) ermöglichen ein leichteres Abfließen von bereits lysierten Erythrozyten. Zur Lyse der Erythrozyten sind die Mikrokanäle (15) zum medialen Ende hin sowie die Aspirationskammer (8) mit Lyse-Reagenz (z.B. Triton-Reagenz) beschichtet. Mikro- und Aufsaugkanäle (15, 14) sind in einem Wattefaserverbund (13) eingebetet und zusätzlich mit einem biologisch inerten Klebstoff versehen, der ein übermäßiges Aufquellen der Wattestreifen an dieser Stelle des Tampons verhindern soll und somit ein ungewolltes frühzeitiges Verschließen der Kanäle (14, 15) verhindert. In der Sammelkammer (8) befindet sich ein weiterer seitlich angebrachter Hohlkörper (9), der ca. 100-200 Mikroliter handelsübliche Pufferlösung enthält und eine Stopplösung, die nach der Lyse der endometrialen Stromazellen etwaige Denaturierungsprozesse der Zellmembran verhindert. Der Hohlkörper (9) ist durch eine mit Metacrysäure-Copolymer beschichteter Rückschlagklappe (11) mit dem Vliespolster (10) verbunden. Die Rückschlagklappe (11), bestehend aus dünnem Hartplastik, umgeben von einer abdichtenden, eingebundenen Silikonschicht, verhindert ein Austreten von Flüssigkeit und hat aufgrund der mechanischen Spannung das Bestreben sich innerhalb des Flüssigkeitshohlkörpers (9) zu öffnen. Die Copolymerbeschichtung verhindert dies und gewährt somit, bis zum Einsatz des immunologischen Tests, ein Austreten von Pufferlösung. Das aspirierte Probenmaterial (pH-Wert ca. 5.5-7.5) kommt mit dem festem Metacryl-Copolymer in Verbindung und löst dieses, in Abhängigkeit von der Beschichtungsdicke, innerhalb weniger Minuten auf, sodass die Pufferlösung und Stopplösung (z.B. Phosphatpuffer) sich mit dem aspirierten Menstrualblut vermischen und die immunologische Reaktion stattfinden kann. Anmerkung: Der pH-Wert abhängige Übergang von Feststoff zur Flüssigkeit der Metacrylcopolymere ist seit Jahrzehnten bekannt und wird u.a. in der Arzneimittelindustrie genutzt (Säureresistenten-Tabletten).

Die anschließend ablaufende kapillarsog gebundene Reaktion entlang der Fließmembran (7) basiert auf dem Testprinzip trägergebundener Immunadsorptionstechnik. Die Fließmembran (7) befindet sich in einem durchsichtigem Testrohr (3) aus Plastik und wird durch einen Tamponkern (4) ummantelt. In diesem Fall zum Nachweis von membrangebundenes TNF – RII Antigen und green flourescent protein (GFP). Mit der erstmaligen Verwendung von Antikörpern in dieser Anwendungsmethode gegen diese Proteinstrukturen kann erst die im Folgenden beschriebene spezifische und sensitive immunologische Reaktion stattfinden.

Literatur:
  • Karfi A et al.. Deficient expression of tumor necrosis factor receptor type 2 in the endometrium of women with endometriosis. Am J Reprod Immunol. 2003 Jul; 50(1):33-40
  • Sanita Bharti et al.. Novel MembraneProtein shrew-1 Targets to Cadherin-Mediated Junctions in Polarized Epithelial Cells. Molecular Biology of the Cell, Vol 15, 397-406, January 2004

Das Probenmaterialgemisch (lysiertes Menstrualblut/Puffer) wandert auf der o.g. Fließmembran (7), die mit synthetischen Peptiden (spez. Antikörper) beschichtet ist. Diese Peptide sind mit kolloidalen Goldpartikeln markiert. Sind ausreichend spez. Membranproteine in der Probe vorhanden, so bildet sich ein spezifischer Antigen-Antikörper-Komplex, welcher auf der Membran weiter wandert und im Ergebnisfenster (6) (Testrohr (3) ist durchsichtig und kennzeichnet diese Position eindeutig) abgefangen wird. Dadurch kommt es zu einer Verdichtung des kolloidalen Goldkomplexes, die in einer violett-purpurfarbenden Bande im Ergebnisfenster (6) sichtbar ist. Diese Bande erscheint nur bei negativen Proben. Freies, nicht gebundenes Peptid wandert weiter und wird in der Kontrollzone abgefangen. Durch diese Verdichtung der Goldpartikel kommt es zur Bildung einer violett-purpurfarbenen Bande, die als Kontrollfenster (5) dient. Diese Positivkontrolle bestätigt die korrekte Testdurchführung. Der Test liefert so innerhalb von wenigen Minuten mit hoher Zuverlässigkeit einen semiquantitativen Nachweis von Endometriose spezifischen Antigen. Nach Entnahme des modifizierten Tampons (12) mit Hilfe des Rückholbändchens (1) wird der Adapteraufsatz (2) mit dem immunologische Testrohr (3) aus dem mit Watte umhüllten Tamponkern (4) herausgezogen und es erfolgt die Testauswertung:

Negatives Ergebnis: wird sowohl im Ergebnisfenster (6) als auch im Kontrollfenster (5) der Fließmembran (7) eine violett-purpurfarbene Bande sichtbar, so ist das Testergebnis negativ. Das integrierte Testsystem weist auf keine Störung der Membranproteinrezeptordichte hin.

Positives Ergebnis: Ist nur eine violett-purpurfarbene Bande im Kontrollfenster (5) sichtbar, so ist das Testergebnis positiv. Die Kontrollbande signalisiert eine korrekte Testdurchführung.

Ungültiges Ergebnis: Ist weder im Ergebnisfenster (6) noch im Kontrollfenster (5) eine violett-purpurfarbene Bande sichtbar, so muss der Test wiederholt werden.

Die Vorteile der Erfindung, die in der obigen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbart wurden, werden in Stichpunkten zusammengefasst.

Aufgrund der eingeschränkten Leistungsfähigkeit vieler Patientinnen ist eine frühzeitige Diagnose von großer volkswirtschaftlicher Bedeutung.

Die Erkennung der Erkrankung in einem früheren Stadium verursacht weniger Folgekosten und sie ist leichter therapierbar.

Die teure explorative Laparoskopie kann häufiger vermieden werden.

Diagnostisch ungenaue Verfahren können durch die neuartige Anwendung der oben beschriebenen Antikörper ersetzt werden.

Ein sicheres, einfach einzusetzendes System kommt direkt bei der potentiellen Patientin durch risikolose Eigenapplikation zur Anwendung.

Bei der häufig nicht eindeutigen klinischen Symptomatik kann der Test als Screeningmethode eingesetzt werden.

1Rückholbändchen 2Adapteraufsatz 3Testrohr 4Tamponkern 5Kontrollfenster 6Ergebnisfenster 7Fließmembran 8Sammelkammer 9Hohlkörper 10Vliespolster 11Rückschlagklappe 12Tampon 13Wattefaserverbund 14Aufsaugkanäle 15Mikrokanäle

Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur intravaginalen Probenahme von Menstrualblut mit integriertem immunologischen Schnelltest zur Erkennung einer Endometriose, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung durch einen speziellen Tampon eine gezielte Aufnahme von lysiertem Menstrualblut ermöglicht und mit der integrierten Kopplung über eine Sammelkammer (8) mit Hohlkörper (9) und einem anschließenden neuartigen immunologischen Schnelltest unter Verwendung spezifischer Antikörper eine sichere nicht-invasive immunologische Methode zur Anwendung kommt um eine Endometriose zu diagnostizieren bzw. auszuschließen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tamponkomponente (12) durch Aufsaugkanäle (14) und Mikrokanäle (15) eine gezielte intravaginale Probenahme für Flüssigkeiten ermöglicht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufsaugkanäle (14) und Mikrokanäle (15) mit biologisch inertem Klebstoff und einer Lyse-Reagenz beschichtet sind um eine Vorbehandlung der Probeflüssigkeit zu erzielen und ein etwaiges Zuquellen der Kanäle zu Vermeiden.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu untersuchende Flüssigkeit sich in der Sammelkammer (8) sammelt
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkammer (8) mit einem Vliespolster (10) ausgekleidet ist, welches mit Lyse Reagenz beschichtet ist und mit einem kristallinen Antikoagulationsmittel benetzt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließmembran (7) als Kapillarmembran ausgebildet, die an dem Vliespolster (10) angeschlossen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließmembran (7) ein Hohlkörper (9) für ein Aktivierungsreagenz und oder Pufferlösung zugeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (9) am Beginn der Fließmembran (7) innerhalb der Sammelkammer (8) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (9) mit einer durch die Probenflüssigkeit zerstörbarer Abdeckung versehen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (9) mit einem Ventil, vorzugsweise einem Rückschlagklappenventil (11), versehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagklappe (22) eine Zugspannung aufweist, die in seiner geschlossenen Lage durch eine Halterung festgehalten ist, die durch die Probenflüssigkeit zerstörbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließmembran (7) eine Auswertungsstelle, bestehend aus einem Kontroll- und Ergebnisfenster (5, 6), durchquert, an der ein Reagenz vorliegt, das, wenn es in Kontakt mit der Probeflüssigkeit und dem Aktivierungs- bzw. Pufferreagenz gebracht ist, gegebenenfalls eine Farbreaktion zeigt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Beginn des Vliespolsters (10) ein Hohlkörper (9) für ein Reagenz angebracht ist, mit einer durch die Probeflüssigkeit bzw. Probenmaterialflüssigkeit zerstörbaren Abdichtung, die wiederum eine Öffnung einer Rückschlagklappe (11) ermöglicht, und dass die Fließmembran (7) kurz vor dem distalen Ende eine Auswertestelle (5, 6) durchquert, an der ein Aktivierungsreagenz, Antigen bzw. Antikörper spezifische Peptidbindungsstelle und Probenmaterial vorliegt, das vorzugsweise beim Vorliegen eines Antigen-Antikörper-Komplex spezifische Antikörper bzw. Antigene gegebenenfalls durch eine Farbreaktion anzeigt.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7,12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließmembran (7) vor der Auswertestelle (5, 6) ebenfalls mit mobilen Teilen der Aktivierungsreagenz beschichtet sein kann, vorzugsweise mit Goldpartikeln markierten spezifischen Antikörpern.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anwendungsform zur Diagnosestellung der Endometriose Idealerweise die spezifischen markierten Antikörper gegen TNF-RII-Antigen und GFP zur Detektion von relevanten Membranrezeptoren der lysierten Endometriosezellen aus dem Menstrualblut zur Anwendung kommen.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem herausziehen des Tampons (12) mithilfe des Rückholbändchens (1) der Adapteraufsatz (2) freigelegt wird und das Testrohr (3) zum distalen Ende hin aus der Tamponkernummantelung (4) herausgezogen werden kann.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Tamponkern (4) aus Plastik besteht und der Stabilisierung des Testrohrs (3) dient und ein Verschmieren der Außenwand des Testrohrs (3) vermieden wird.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Testrohr (3) durchsichtig ist und somit die innen eingebettete Fließmembran (7) und deren Auswertungsstellen (5, 6) leicht sichtbar sind und die Auswertung erfolgen kann.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenflüssigkeit/Menstrualblut ohne immunologische Komponente zur ausschließlichen Probenahme genutzt wird. Es folgen 2 Blatt Zeichnungen
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