BRPI0616505A2 - composição adesiva condutiva e eletrodo biomédico - Google Patents

Abstract

COMPOSIçãO ADESIVA CONDUTIVA E ELETRODO BIOMEDICO. Trata-se de uma composição adesiva condutiva e de artigos que incluem a composição adesiva como um componente. A composição adesiva condutiva compreende: (a) adesivos sensíveis á pressão; (b) eletrólitos que compreendem cloretos orgânicos solúveis em água ou dispersíveis em água; e (c) umectantes. Em algumas modalidades, a composição adesiva condutiva é uma composição bicontínua que compreende uma fase aquosa e uma fase oleosa, e a composição bicontínua pode ser derivada de uma composição de microemulsão polimerizável, sendo que a composição de microemulsão compreende: uma fase aquosa que compreende um ou mais monómeros ou oligómeros hidrofílicos e/ou um ou mais monómeros ou oligómeros anfifílicos em água, o cloreto orgânico solúvel em água ou dispersível em água, tensoativos e umectantes; e uma fase oleosa que compreende um ou mais monómeros ou oligómeros hidrofóbicos. Os artigos biomédicos, como eletrodos biomédicos, podem incorporar o adesivo anteriormente mencionado como um componente.

Description

"COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA E ELETRODO BIOMÉDICO"

A presente invenção refere-se a composições adesivascondutivas e a artigos biomédicos que incorporam estas composições adesivascondutivas.

Antecedentes

Procedimentos médicos terapêuticos e diagnósticos utilizamequipamentos capazes de processar sinais elétricos ou correntes elétricas quesão recebidos do corpo de um paciente ou são enviados ao corpo do paciente.Nestes procedimentos, a interface entre a pele do paciente e o equipamentoaplicável inclui, tipicamente, um eletrodo biomédico construído para incluir umcondutor eletricamente conectado ao equipamento médico e um meiocondutivo que é adaptado para entrar em contato com a pele do paciente (porexemplo, por meio de um adesivo).

A título de exemplo, os eletrodos biomédicos são empregados emprocedimentos terapêuticos e em equipamentos como dispositivos deestimulação elétrica nervosa transcutânea (EENT) que são usados para ogerenciamento da dor, técnicas de estimulação neuromuscular (ENM) para otratamento de certas condições como escoliose, eletrodos de desfibrilação queservem para enviar energia elétrica à cavidade peitoral do paciente com afinalidade de desfibrilar o coração, e eletrodos dispersivos que recebem aenergia elétrica que foi aplicada a uma incisão feita durante uma eletrocirurgia.

Os eletrodos biomédicos são empregados, também, em procedimentosdiagnósticos e em equipamentos que incluem a eletrocardiografia que servepara monitorar a atividade cardíaca e diagnosticar anomalias cardíacas.

Eletrodos não-polarizáveis e, em particular, eletrodos feitos deprata e/ou de cloreto de prata são altamente estáveis e têm sidoamplamente usados em aplicações diagnosticas. Em versões de baixocusto, estes eletrodos são, freqüentemente, revestidos em seções delgadasde tinta condutiva sobre uma camada de suporte isolante. As tintascondutivas formuladas para estas aplicações incluem, tipicamente,partículas de prata ou cloreto de prata e um aglutinante polimérico. Umadesivo condutivo (por exemplo, um hidrogel ou hidrocolóide) é aplicadosobre a camada de suporte revestida de prata, e o conjunto é cortado pormatriz para que se obtenha o formato desejado do eletrodo. O adesivocondutivo serve para fornecer adesão do eletrodo à pele, bem comopermitir a transdução elétrica da atividade elétrica do coração. A camadaadesiva dos eletrodos é protegida por uma tira removível antes daaplicação do eletrodo à pele.

A construção adesiva monolítica de eletrodos não-polarizáveis

típicos tem sido problemática devido à existência de uma borda exposta deadesivo ao longo do perímetro do eletrodo. A fase ionicamente condutiva doadesivo consiste em um cloreto de metal alcalino ou alcalino terroso(tipicamente, cloreto de potássio ou cloreto de sódio) dissolvido em água comum umectante opcional adicionado para desacelerar as perdas evaporativas.No entanto, sob condições de baixa umidade (que podem ser tão baixasquanto 20% em hospitais), ocorrem rápidas perdas evaporativas de água coma conseqüente degradação das propriedades elétricas do eletrodo. Aspropriedades elétricas estão relacionadas à condutância do sal dissolvido namistura de água e umectante do adesivo. À medida que a água evapora, aconcentração de umectante aumenta. Pelo fato de os haletos alcalinos ealcalino-terrosos apresentarem uma solubilidade insatisfatória nos umectantescomumente usados, a concentração iônica do adesivo é comprometida e aspropriedades elétricas se degradam.

Existe uma necessidade por adesivos condutivos aprimorados epor artigos que compreendam tais adesivos, incluindo artigos biomédicos, porexemplo, eletrodos biomédicos.Sumário

A presente invenção fornece adesivos condutivos e artigos quecompreendem tais adesivos. Em um aspecto, a invenção apresenta umacomposição adesiva condutiva, que compreende:

(a) adesivos sensíveis à pressão;

(b) eletrólitos que compreendem um cloreto orgânico solúvelem água ou dispersível em água; e

(c) umectantes.

Em outro aspecto, a invenção fornece um eletrodo biomédico, quecompreende:

um elemento condutor; e

uma composição adesiva condutiva associada ao elementocondutor, sendo que a composição adesiva condutiva compreende:

(a) adesivos sensíveis à pressão;

(b) eletrólitos que compreendem cloretos orgânicos solúveisem água ou dispersíveis em água; e

(c) umectantes.

Para uso na presente invenção, os cátions "ônio" referem-seaos cátions poliatômicos formados pela adição de mais prótons do que onecessário, aos ânions monatômicos para a obtenção de uma unidadeneutra. Esses cátions têm nomes com a terminação "ônio". Os derivadossubstituídos podem ser formados a partir de cátions básicos, por exemplo,hidroxilamônio, tetrametilestibônio, dimetil oxônio (CH3)2OH+. Os cátions ônioinorgânicos incluem "amônio", "fosfônio", "oxônio", "sulfônio", "clorônio","bromônio" e "iodônio".

Os termos "fase orgânica", "fase oleosa", "fase oleofílica", "fasehidrofóbica" e "fase lipofílica" são usados de forma intercambiável napresente invenção.Os versados na técnica compreenderão melhor as característicasda presente invenção através da análise do restante da descrição da presenteinvenção, incluindo a Descrição Detalhada, com as várias Figuras, bem comoas reivindicações em anexo.

Breve Descrição Dos Desenhos

Durante a descrição dos aspectos das modalidadesapresentadas, faz-se referência aos desenhos onde as característicasestruturais são identificadas por referências numéricas e onde números iguaisindicam características iguais.

A Figura 1 é uma vista em planta de uma modalidade de umeletrodo biomédico útil para o diagnóstico e para o monitoramento decondições cardíacas em um paciente mamífero, sendo que o eletrodo incluium adesivo condutivo de acordo com a presente invenção.

A Figura 2 é uma vista em seção transversal do eletrodobiomédico da Figura 1.

A Figura 3 é uma vista em planta de uma modalidade de umeletrodo biomédico de monitoramento útil para o diagnóstico oumonitoramento de longo prazo de condições cardíacas, sendo que o eletrodoinclui um adesivo condutivo de acordo com a presente invenção.

A Figura 4 é uma vista em seção transversal do eletrodobiomédico de monitoramento da Figura 3.

Descrição Detalhada

A presente invenção fornece adesivos condutivos que podemser usados como componentes eletricamente condutivos em um artigo, comoum artigo biomédico que inclui, por exemplo, um eletrodo biomédico. Osadesivos condutivos da invenção são resistentes às perdas das propriedadeselétricas que acompanham as perdas de umidade (por exemplo, água) doadesivo. Nas modalidades da invenção, o adesivo condutivo é um adesivosensível à pressão (ASP) que compreende um eletrólito de cloreto orgânico eum umectante compatível. Em algumas modalidades, o adesivo condutivo éum ASP bicontínuo e condutivo que tem uma fase aquosa e uma fase oleosacom um eletrólito de cloreto orgânico, um umectante compatível e umtensoativo na fase aquosa. Em algumas modalidades, o adesivo condutivo seencontra sob a forma de um hidrogel. Em outras modalidades, o ASP é umcomponente de um artigo como um eletrodo biomédico.

O adesivo da invenção pode ser preparado de acordo com umavariedade de processos. Em algumas modalidades, o adesivo é preparado pormeio de uma microemulsão que apresenta uma viscosidade adequada paracobrir uma camada de suporte. O ASP de microemulsão polimerizado deacordo com a presente invenção pode ser derivado a partir da polimerizaçãode monômeros ou oligômeros hidrofílicos e/ou anfifílicos polimerizáveisradicalmente livres em uma fase aquosa com a polimerização concomitante demonômeros ou oligômeros hidrofílicos e/ou anfifílicos polimerizáveisradicalmente livres em uma fase orgânica (oleosa). O ASP resultante pode teruma estrutura bicontínua que, em algumas modalidades, pode compreenderduas fases bicontínuas não-porosas substancialmente sólidas.

Composições Adesivas Bicontínuas

Nas modalidades da invenção, as composições adesivasbicontínuas são fornecidas pela polimerização de monômeros e/ou oligômerosadequados fornecidos sob a forma de composições de microemulsãopolimerizáveis. Antes da polimerização, as microemulsões incluem,tipicamente, uma fase aquosa que compreende água, monômero(s) ouoligômero(s) hidrofílico(s) ou anfifílico(s) polar(es) insaturado(s) etilenicamente(co)polimerizável(is) radicalmente livres, iniciadores, eletrólitos de cloretoorgânico, umectantes, tensoativos e aditivos opcionais. A fase orgânica ouoleosa compreende, tipicamente, monômero(s) ou oligômero(s) hidrofóbico(s)ou anfifílico(s) insaturado(s) etilenicamente (co)polimerizável(is). Oscomponentes da microemulsão podem ser adicionado em qualquer ordemlógica. Por exemplo, os componentes podem ser inicialmente combinados emduas ou mais misturas separadas. As misturas iniciais podem sersubseqüentemente combinadas de modo a formarem uma microemulsão. Oscomponentes de uma microemulsão adequada são discutidos abaixo.

Agua

Genericamente, as composições de microemulsão compreendemcerca de 2 a cerca de 50 por cento, em peso, de água (por exemplo, águadeionizada). Em algumas modalidades, as composições compreendem cerca de 5a cerca de 30 por cento, em peso, e, em algumas modalidades, cerca de 6 a cercade 25 por cento, em peso, com base no peso total da microemulsão. A faseaquosa pode incluir aditivos solúveis e/ou dispersíveis em água selecionados demodo a fornecerem certas propriedades ao ASP final. Com a finalidade dedeterminar o percentual, em peso, de água mais adequado a ser incluído namicroemulsão, a água pode ser incrementalmente adicionada até que se alcanceuma região de microemulsão límpida.

Espécies Polares (Co)Rolimerizaveis Radicalmente Livres ε EtilenicamenteInsaturadas

Ao menos um monômero ou oligômero polar insaturadoetilenicamente polimerizável e radicalmente livre é incluído na microemulsão.

Os monômeros ou oligômeros polares adequados podem ser insolúveis emóleo (hidrofílicos) ou podem ser parcialmente solúveis em água e parcialmentesolúveis em óleo (anfifílicos), de tal modo que eles possam se dissolver emuma fase aquosa, ou se tornar associados a esta fase, na microemulsão. Emalgumas modalidades, o uso de oligômeros polares na fase aquosa promove aformação de uma estrutura bicontínua substancialmente não-porosa ao ASPde microemulsão polimerizado.Genericamente, os monômeros podem ser selecionados dogrupo que consiste em monômeros polares, que são substancialmenteinsolúveis na fase oleosa, e monômeros polares além dos monômerosinsolúveis em óleo (por exemplo, monômeros polares que são tanto solúveisem água como solúveis em óleo).

Tipicamente, as microemulsões compreenderão cerca de 2 acerca de 90 por cento, em peso, de monômeros ou oligômeros hidrofílicos ouanfifílicos. Em algumas modalidades, a microemulsão compreenderá cerca de5 a cerca de 70 por cento, em peso, e, em outras modalidades, cerca de 10 acerca de 60 por cento, em peso, com base no peso total da microemulsão,dependendo das propriedades desejadas do ASP polimerizado.

Oligômeros Polares (Co)Polimerizaveis Radicalmente Livres εEtilenicamente InsaturadosOs oligômeros polares (co)polimerizáveis radicalmente livres eetilenicamente insaturados, que são substancialmente insolúveis na faseoleosa, ou são tanto solúveis em água como solúveis em óleo, incluem,mas não se limitam a, acrilatos de óxido de polietileno, diacrilatos de óxidode polietileno, acrilatos de polietileno glicol, diacrilatos de polietileno glicol,acrilatos de poliuretano, diacrilatos de poliuretano, macrômero de N-vinilpirrolidona e misturas de dois ou mais destes compostos anteriormentemencionados. Em algumas modalidades, utilizam-se acrilatos e diacrilatosde óxido de polietileno. Os oligômeros podem ter um peso molecularnumérico médio de cerca de 100 a cerca de 100.000. Em algumasmodalidades, o peso molecular numérico médio pode situar-se na faixa decerca de 100 a cerca de 60.000, ou de cerca de 100 a cerca de 5.000. Asfaixas de peso molecular podem ser selecionadas de modo a forneceremum ASP com propriedades físicas otimizadas (por exemplo, absorção deágua, porosidade, resistência).Monômeros Polares Substancialmente Insolúveis em Óleo

(coipolimerizáveis. radicalmente llvres e etilenicamente ^saturados

Um monômero polar opcional para inclusão na fase aquosa deuma microemulsão consiste em um monômero polar etilenicamente insaturado(co)polimerizável radicalmente livre solúvel em água que seja substancialmenteinsolúvel na fase oleosa. Para uso na presente invenção, os termos"substancialmente insolúvel em óleo" e "solúvel em água" significam que omonômero apresenta uma solubilidade menor que cerca de 0,5%, em peso, nafase oleosa e exibe uma razão de distribuição em uma temperatura dada (depreferência, cerca de 25°C a cerca de 35°C) entre a concentração na faseoleosa e a concentração na fase aquosa menor que cerca de 0,005. Essemonômero pode ser não-iônico, por exemplo, acrilamida, ou esse monômeropode ser iônico. As misturas de monômeros não-iônicos e iônicos podem,também, ser usadas.

Os monômeros iônicos que satisfazem os critériosanteriormente mencionados incluem, mas não se limitam a,estirenossulfonato de sódio, acrilato de potássio, acrilato de sódio,metacrilato de sódio, acrilato de amônio, 2-acrilamido-2-metilpropanosulfonato de sódio, 4,4,9-trimetil-4-azonia-7-oxa-dec-9-eno-1-sulfonato, N1N-dimetil-N-(beta-metacriloxietil) proprionato de amônio betaina, metacrilamidade trimetilamina, 1,1-dimetil-1-(2,3-diidróxi propila)metacrilamida de amina, eoutros monômeros zwiteriônicos etilenicamente insaturados que têm osrequisitos indispensáveis de solubilidade, misturas dos mesmos e similares.Em algumas modalidades, os monômeros polares insolúveis em óleo incluemaqueles selecionados do grupo consistindo em acrilamida, estirenossulfonatode sódio, acrilato de sódio, 2-acrilamido-2-metilpropano sulfonato de sódio,metacrilato de sódio, e misturas dos mesmos, devido à facilidade deformulação e às propriedades desejáveis quando polimerizados.Em algumas modalidades, pode ser desejável limitar asquantidades de monômeros aniônicos com a finalidade de evitar a possívelformação in situ de cloretos de metal alcalino ou de metal alcalino-terroso, apresença destes poderia resultar em uma perda de condutividade se oadesivo perder umidade.

Outros Monômeros Polares (Co)Polimerizaveis Radicalmente Livres εEtilenicamente Insaturados

Os monômeros polares podem exibir certa solubilidade tantoem água como em óleo, que apresentam uma solubilidade de cerca de0,5% ou mais na fase oleosa e exibem uma razão de distribuição em umatemperatura dada (de preferência, cerca de 25°C a cerca de 35°C) entre aconcentração na fase oleosa e a concentração na fase aquosa maior ouigual a cerca de 0,005. Os monômeros polares (co) polimerizáveisradicalmente livres e etilenicamente insaturados úteis particionáveis entrea fase aquosa e a fase oleosa da microemulsão incluem, mas não selimitam a, N-vinil pirrolidona, N-vinil caprolactama, ácido (met) acrílico,(met) acrilato de hidróxi etila, ácido itacônico, ácido estirenosulfônico,acrilamidas N-substituídas, acrilamidas Ν,Ν-dissubstituídas, metacrilatode Ν,Ν-dimetil amino etila, 2-acrilamido-2-metil propano ácido sulfônico, emisturas dos mesmos. Em algumas modalidades, os monômerosparticionáveis polares incluem ácido (met) acrílico, N-vinil pirrolidona, N-vinil caprolactama, metacrilato Ν,Ν-dimetil amino etila, Ν,Ν-dimetilacrilamida, ácido estirenosulfônico, 2-acrilamido-2-metil propano ácidosulfônico, e misturas dos mesmos.

Em algumas modalidades, os monômeros particionáveis polarespodem conferir propriedades desejadas ao compósito polimérico bifásico,sendo que esses monômeros incluem ácido acrílico, N-vinil pirrolidona, N-vinilcaprolactama, Ν,Ν-dimetil acrilamida, e misturas dos mesmos.Iniciadores Solúveis em Água

A microemulsão pode, opcionalmente, compreender um iniciadorde polimerização de radical livre solúvel em água. Em algumas modalidades, oiniciador é selecionado do grupo que consiste em iniciadores térmicos,fotoiniciadores, e misturas dos anteriormente mencionados. Os iniciadoressolúveis em água se dissolvem na fase aquosa da microemulsão.

Fotoiniciadores Solúveis em Água

Os fotoiniciadores solúveis em água úteis na presente invençãoincluem fotoiniciadores que geram radicais livres mediante a exposição àradiação eletromagnética (geralmente ultravioleta) que iniciam a(co)polimerização do(s) monômero(s) hidrofílico(s), do(s) monômero(s)oleofílico(s), do(s) oligômeros (co)polimerizável(is) e do tensoativo(co)polimerizável conforme detalhado mais adiante. Os fotoiniciadoressolúveis em água úteis incluem, mas não se limitam a, benzofenonassubstituídas por uma porção iônica, por uma porção hidrofílica ou por ambas,tioxantonas substituídas por uma porção iônica, por uma porção hidrofílica oupor ambas e 4-substituído-(2-hidróxi-2-propil)fenil cetonas, onde o 4-substituinte é uma porção iônica ou hidrofílica. As porções iônicas ouhidrofílicas incluem, mas não se limitam a, grupos hidroxila, grupos carboxilae grupos de um sal do ácido carboxílico. As benzofenonas solúveis em águaúteis incluem, mas não se limitam a, cloridrato de 4-trimetil amino metilbenzofenona e 4-metanossulfonato de sódio benzofenona. As tioxantonassolúveis em água úteis incluem, mas não se limitam a, cloridrato de 3-(2-hidróxi-3-trimetil aminopropóxi) tioxantona, cloridrato 3-(3-trimetilaminopropóxi) tioxantona, sal de sódio 3-(2-ácido etóxi sulfônico) tioxantonae sal de sódio 3-(3-ácido propóxi sulfônico) tioxantona. As cetonas solúveisem água úteis incluem, mas não se limitam a, (2-hidróxi-2-propil)(4-dietilenoglicol fenil) cetona, (2-hidróxi-2-propil)(fenil-4-butanocarboxilato) cetona, 4-(2-hidróxi etóxi)fenil-(2-propil) cetona, e seus sais solúveis em água. Emalgumas modalidades da invenção, o fotoiniciador solúvel em água é ocloridrato de 4-trimetil amino metil benzofenona. Em algumas modalidades,misturas dos compostos anteriormente mencionados podem ser usadas.

A fase aquosa da microemulsão pode compreender cerca de 0,05a cerca de 1 parte, em peso, de um fotoiniciador, e, em algumas modalidades,cerca de 0,1 a cerca de 1 parte, em peso, com base em 100 partes, em peso,das espécies totais (co)polimerizáveis na microemulsão.

Iniciadores térmicos Solúveis em Água

Os iniciadores térmicos solúveis em água úteis na presenteinvenção incluem aqueles que, mediante a exposição ao calor, geramradicais livres que iniciam a (co)polimerização do(s) monômero(s)hidrofílico(s), do(s) monômero(s) oleofílico(s), do(s) oligômeros(co)polimerizável(is) e, quando presente, do tensoativo (co)polimerizável aquidiscutidos. Os iniciadores térmicos solúveis em água adequados incluem,mas não se limitam a, persulfato de potássio, persulfato de amônio,persulfato de sódio, e misturas dos mesmos, iniciadores de oxidação-redução, como o produto de reação dos persulfatos supramencionados eagentes redutores, como metabissulfito de sódio e bissulfito de sódio e 4,4'-azobis(4-ácido cianopentanóico) e seus sais solúveis (por exemplo, sódio,potássio). Em algumas modalidades, o iniciador térmico solúvel em água é opersulfato de amônio. Misturas de dois ou mais dos compostos anteriormentemencionados podem, ser usadas.

Tipicamente, os iniciadores térmicos solúveis em água sãousados em temperaturas na faixa de cerca de 50°C a cerca de 70°C,enquanto os iniciadores do tipo oxidação-redução são usados emtemperaturas de cerca de 30°C a cerca de 50°C. Os iniciadores térmicossolúveis em água podem compreender cerca de 0,05 a cerca de 1 parte, empeso, e, em algumas modalidades, cerca de 0,1 a cerca de 1 parte, em peso,com base em 100 partes, em peso, das espécies (co)polimerizáveis nacomposição da microemulsão.

Eletrólitos Solúveis em Água

A condutividade elétrica dos ASPs da invenção é realizada pelainclusão de um eletrólito solúvel em água. Os eletrólitos úteis na presenteinvenção incluem eletrólitos de cloretos orgânicos que facilitam a condutividadeelétrica do ASP resultante da invenção. Além disso, os eletrólitos de cloretosorgânicos, quando unidos a um umectante miscível, fornecem ASPs resultantescom a capacidade de resistirem e até mesmo evitarem uma redução drástica nacondutividade elétrica mediante a perda de água ou de umidade provenientes doASP finalizado. Nas modalidades da invenção, até cerca de 10 partes, em peso,do eletrólito de cloretos orgânicos podem estar presentes. Em algumasmodalidades, o eletrólito pode estar incluído em uma concentração na faixa decerca de 0,5 partes, em peso, a cerca de 5 partes, em peso, com base em 100partes, em peso, da fase aquosa total da microemulsão.

Nas modalidades da invenção, o eletrólito de cloretos orgânicoscompreende um ou mais cloretos ônio. Em algumas modalidades, o cloreto ôniocompreende ao menos um cloreto de amônio (por exemplo, cloreto de amônioquaternário). Em algumas modalidades, o cloreto ônio compreende ao menos umcloreto de fosfônio. Em outras modalidades, o cloreto ônio pode compreender ocloreto de oxônio ou o cloreto de sulfônio. Misturas de dois ou mais cloretosorgânicos, incluindo os cloretos ônio supracitados, podem, também, ser usadas.

Em modalidades onde o eletrólito é o cloreto de amônio, uma classe útil decloretos orgânicos é a classe dos cloretos de amônio quaternário, que podemincluir, porém não se limitam a, cloreto de hidróxi etil trimetil amônio (conhecido,também, como cloreto de colina), um sal de ocorrência naturalmente espalhadoque é produzido, de maneira endógena, em seres humanos e forma umcomponente chave da bicamada lipídica em células humanas.

Em algumas modalidades, os eletrólitos do cloreto de amônioquaternário incluem aqueles selecionados a partir do cloreto de hidróxi etiltrimetilamônio (cloreto de colina) supracitado, bem como do cloreto de benziltrimetilamônio, cloreto de benzil trietilamônio, cloreto de tetraetilamônio, cloretode acetamidopropil trimetilamônio, cloreto de trimetilamônio lactamidopropil,cloreto de trimetilamônio dodecil, cloreto de trimetilamônio hexadecil, cloreto detrimetilamônio octadecil, cloreto de trimetilamônio beenil, cloreto detrimetilamônio alquil de coco, cloreto de dimetil benzilamônio tetradecil, cloreto de amidopropalcônio do amêndoa, cloreto de amidopropalcônio do abacate,cloreto de amônio bis-hidróxi etil de sebo, cloreto de diamônio de dibeenila,cloreto de diamônio dioco, cloreto de diamônio didecil, cloreto de diamônio(dialquil de soja), cloreto de diamônio de (dimetil dialquil de sebo), cloreto dedietilamônio PPG-9, cloreto de dietil amônio PPG-9, cloreto de etil hexil diamônioestearila. Combinações de dois ou mais dos compostos anteriormentemencionados também são contempladas no escopo da invenção.

Umectante

O ASP da a invenção compreende um ou mais umectantes. Nasmodalidades da invenção, ao menos um umectante será compatível com o(s)eletrólito(s) de cloretos orgânicos, onde o umectante e o(s) eletrólito(s) serãomiscíveis entre si. Em outros aspectos, os umectantes e os eletrólitos serão aomenos parcialmente miscíveis entre si. Nas modalidades da invenção, oumectante selecionado é um umectante capaz de reter umidade no ASP. Nosaspectos das modalidades anteriormente mencionadas, o umectante é miscível,ou ao menos parcialmente miscível, com o eletrólito do cloreto orgânico até oponto em que o umectante seja capaz de reter o eletrólito no ASP após a perda deumidade (por exemplo, por perdas evaporativas em ambientes de baixa umidaderelativa) e, desse modo, evitar uma degradação aguda da condutividade elétrica.Os umectantes adequados para uso nos ASPs condutivos dapresente invenção incluem álcoois poliídricos, como, por exemplo, glicerina,propileno glicol, dipropileno glicol, 1,3-butano diol, 1,4-butano diol, trimetilolpropano, etileno glicol e combinações de dois ou mais dos compostosanteriormente mencionados. Genericamente, os umectantes adequados sãodescritos pela fórmula:

MO(CH2CH2O)m H

onde

M é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio e Ci - C6alquila; e

m é um número inteiro igual a cerca de 1 a cerca de 25.Aditivos Solúveis em Água Opcionais

A microemulsão pode, opcionalmente, compreender, ainda,diversos aditivos solúveis em água associados à fase aquosa da microemulsãocom a finalidade de produzir um ASP de microemulsão polimerizado compropriedades e/ou aparência específicas. Cada aditivo é selecionado com afinalidade de produzir um produto final desejado. Exemplos de aditivos úteisincluem, mas não se limitam a, reticuladores solúveis em água (como, metilenobisacrilamida), plastificantes (como, glicerina e polialquileno glicóis),ajustadores de pH, outros eletrólitos, corantes, pigmentos, compostosfarmaceuticamente ativos, compostos fisiologicamente ativos, cossolventes,oligômeros polares não-polimerizáveis, misturas dos mesmos, e misturas dedois ou mais dos compostos anteriormente mencionados.

Os oligômeros polares não-(co)polimerizáveis úteis comoaditivos incluem, mas não se limitam a, poli(N-vinil pirrolidona), polietilenoglicóis, álcoois de poli(oxietileno), poli(etolimina), e misturas de dois ou maisdos compostos anteriormente mencionados. Esses oligômeros podem seradicionados com a finalidade de afetar as propriedades de volume do ASP demicroemulsão polimerizado resultante, por exemplo, para conferirpropriedades hidrofílicas ao material.

Os cossolventes podem, também, ser incluídos nasmicroemulsões da presente invenção. Esses cossolventes incluem álcooisalifáticos tendo cerca de 1 a cerca de 8 átomos de carbono (como, glicerina),poliéteres (como aqueles disponíveis sob as designinações comerciais BUTYLCELLOSOLVE, BUTYL CARBITOL, HEXYL CALLOSOLVE E HEXYLCARBITOL, todos disponíveis comercialmente junto à Union Carbide), emisturas de dois ou mais dos compostos anteriormente mencionados.

Será reconhecido que, essencialmente, todos os aditivos orgânicossolúveis em água, que são adicionados à fase aquosa, exibirão um grau desolubilidade na fase orgânica da microemulsão, e que cada aditivo terá sua própriarazão de distribuição entre a fase aquosa e a fase orgânica. Exceto ondeespecificado em contrário, os constituintes acima mencionados da fase aquosaserão providos com as propriedades da fase orgânica e também afetarão asmesmas. Não é necessário ao entendimento e prática da presente invençãoquantificar a razão de distribuição particular de todos os aditivos aqui mencionados.

Componentes HidrofóbicosAntes de se iniciar a polimerização, a fase oleosa dascomposições de microemulsão da invenção pode compreender monômerose/ou oligômeros (co)polimerizáveis radicalmente livres adequados para aformação de um homopolímero ou copolímero hidrofóbico do adesivosensível à pressão, monômeros polares (co)polimerizáveis radicalmentelivres, iniciador hidrofóbico e aditivos lipofílicos reativos opcionais.

Monômeros (Co) Polimerizáveis Hidrofóbicos Radicalmente Livres

Os monômeros polimerizáveis hidrofóbicos radicalmente livrese etilenicamente insaturados úteis na fase lipofílica das microemulsões dapresente invenção incluem, mas não se limitam a, aqueles selecionados dogrupo consistindo em cerca de C1 a cerca de Ci8 ésteres de alquil do ácidoacrílico, isto é, aqueles ésteres derivados do ácido acrílico e de cerca de C1a cerca de C18, desde que esses monômeros sejam adequados para aformação de um polímero hidrofóbico com propriedades do adesivosensível à pressão.

A temperatura de transição vítrea (Tg) do ASP demicroemulsão polimerizado pode ser determinada pela utilização detécnicas conhecidas, e a Tg de um ASP de microemulsão polimerizado édeterminada, em parte, pela seleção dos monômeros hidrofóbicos usadosna formação de um polímero hidrofóbico com propriedades do adesivosensível à pressão. Uma Tg menor que cerca de 10°C será,freqüentemente, associada a um polímero hidrofóbico que apresenta aspropriedades do adesivo sensível à pressão, e uma Tg menor que cerca de0°C será, mais freqüentemente, associada a um polímero hidrofóbico queapresenta as propriedades do adesivo sensível à pressão. Mesmo maisfreqüentemente, uma Tg menor que cerca de -10°C será associada a umpolímero hidrofóbico que apresenta as propriedades do adesivo sensível àpressão. Em algumas modalidades, os acrilatos de alquila, incluindo acrilatode isooctila, 2-acrilato de etil hexila e acrilato de n-butila, são preferenciaispor causa de sua disponibilidade de uso e devido à Tg do polímerohidrofóbico resultante formada a partir desses monômeros hidrofóbicos.

A fase orgânica pode compreender, opcionalmente, ainda,comonômeros polimerizáveis radicalmente livres e etilenicamenteinsaturados que são co-polimerizáveis com os monômeros de acrilato dealquila descritos acima com a finalidade de modificar a temperatura detransição vítrea (Tg) do ASP de microemulsão polimerizado resultante, apartir da Tg contribuída pelo(s) monômero(s) hidrofóbico(s). Oscomonômeros adequados incluem estireno, acrilonitrila e ésteres de vinila(como, acetato de vinila, propionato de vinila e neopentanoato de vinila,etc.) e combinações dos mesmos. A seleção do(s) comonômero(s) podedepender das propriedades desejadas do polímero bicontínuo sólido final.

Os ASPs de microemulsão polimerizados da invençãocompreendem, genericamente, cerca de 5 a cerca de 80 por cento, em peso,dos monômeros hidrofóbicos, tipicamente, cerca de 10 a cerca de 70 porcento, em peso, e, em algumas modalidades, cerca de 12 a cerca de 60 porcento, em peso, com base no peso total da microemulsão, com a finalidade deconferir resistência, aderência e propriedades do adesivo sensível à pressãosuficientes ao ASP de microemulsão polimerizado. As concentrações reais decada constituinte da microemulsão podem ser alteradas pelo elemento versadona técnica dependendo das propriedades desejadas do adesivo sensível àpressão do copolímero.

Monômeros Polares (Co) Polimerizáveis Radicalmente Livres

A fase orgânica de uma microemulsão irá, tipicamente, conteruma porção dos monômeros polares anfifílicos polimerizáveis radicalmentelivres descritos acima, por causa da partição desses materiais orgânicosentre a fase aquosa e a fase orgânica de uma microemulsão, conformeanteriormente descrito. Os versados na técnica avaliarão que cadamonômero exibirá sua própria razão de distribuição, sendo que aenumeração desta não é necessária para o entendimento e prática dapresente invenção.

Iniciadores Hidrofóbicos

A fase oleosa da microemulsão pode, opcionalmente,compreender, ainda, um iniciador hidrofóbico de polimerização de radicallivre. Em algumas modalidades, o iniciador é selecionado do grupo queconsiste em iniciadores térmicos, fotoiniciadores, e misturas dosanteriormente mencionados.Fotoiniciadores Hidrofóbicos

Genericamente, os fotoiniciadores hidrofóbicos incluem aquelesque geram radicais livres mediante a exposição à radiação eletromagnética(geralmente ultravioleta) que iniciam a (co)polimerização do(s) monômero(s)e/ou oligômero(s) hidrofílico(s), do(s) monômero(s) oleofilico(s) e do tensoativo(co)polimerizável. Os fotoiniciadores úteis incluem, mas não se limitam a: (1)misturas de cetona de Michler e benzil ou benzofenona, de preferência, emuma razão de peso de cerca de 1:4; (2) sistemas fotoiniciadores baseados emcumarina conforme descritos na patente U.S. n° No. 4.289.844, aquiincorporada a título de referência; e (3) sistemas à base de dimetóxifenilacetofenona e/ou dietóxi acetofenona.

Os fotoiniciadores hidrofóbicos são inicialmente incluídos nasmicroemulsões como parte da fase orgânica. Sob irradiação, os radicaislivres geraram assim o efeito da (co)polimerização de monômeros tanto nafase aquosa como na fase orgânica, bem como a copolimerização dequalquer tensoativo (co)polimerizável. Em algumas modalidades, a faseorgânica de uma microemulsão compreenderá cerca de 0,01 a cerca de 5partes, em peso, de um fotoiniciador solúvel em óleo, com base em 100partes, em peso, das espécies (co)polimerizáveis totais na microemulsão.

Iniciadores Térmicos Hidrofóbicos Opcionais

Os iniciadores térmicos hidrofóbicos podem, opcionalmente, serusados na preparação dos polímeros bicontínuos da presente invençãosubseqüente à etapa de fotopolimerização conforme descrito anteriormentecom a finalidade de completar a reação de polimerização.

Os fotoiniciadores térmicos hidrofóbicos incluem aqueles quegeram radicais livres, mediante a exposição ao calor, que iniciam a(co)polimerização do(s) monômero(s) e/ou oligômero(s) hidrofílico(s), do(s)monômero(s) oleofílico(s) e, quando presente, do tensoativo (co)polimerizável,conforme detalhado mais adiante. Os iniciadores térmicos hidrofóbicosadequados incluem, mas não se limitam a, aqueles selecionados do grupoconsistindo em compostos azo, como 2,2'-azobis(isobutironitrila), disponível soba designação comercial VAZO 64 junto à DuPont1 2,2'-azobis(2,4-dimetilpentanonitrila), comercialmente disponível sob as designações comerciais VAZO52, peróxidos, como peróxido de benzoíla e peróxido de lauroíla, e misturas dedois ou mais dos compostos anteriormente mencionados.

A fase orgânica de uma microemulsão pode compreender cercade O a cerca de 5 partes, em peso, de um iniciador térmico hidrofóbico,tipicamente, cerca de 0,05 a cerca de 5 partes, em peso, e, em algumasmodalidades, cerca de 0,1 a cerca de 5 partes, com base em 100 partes dopeso total de compostos (co)polimerizáveis na microemulsão.

Aditivos Lipofílicos Reativos OpcionaisAs microemulsões podem compreender, ainda, um ou maisconstituintes reativos radicalmente livres adicionais, incluindo, mas não selimitando a, agentes de reticulação hidrofóbica, agentes de transferência decadeia, e misturas dos mesmos. Esses componentes adicionais estarão presentesna fase oleosa da microemulsão. Exemplos de agentes de reticulação úteisincluem, mas não se limitam a, aqueles selecionados do grupo consistindo emdivinil benzeno, cerca de C4 a cerca de C8 diacrilatos de alquila, como 1,4-diacrilatode butano diol, 1,6-diacrilato de hexano diol, 1,8-diacrilato de octano diol e misturasdos mesmos. Em algumas modalidades, o agente de reticulação é o 1,6-diacrilatode hexano diol. O agente de reticulação, se adicionado, altera as propriedadesfísicas, como a resistência coesiva do polímero final.

A fase oleosa pode, opcionalmente, compreender, ainda, cercade 0 a cerca de 10 ou mais, partes, em peso, do reticulador, tipicamente, cercade 0,1 a cerca de 2 partes, em peso, com base em 100 partes, em peso, dafase oleosa total. A quantidade do reticulador usada determinará aspropriedades físicas do polímero, como sua solubilidade (ou insolubilidade) emcertos solventes, seu módulo e sua resistência interna.

A microemulsão pode compreender, ainda, um agente detransferência de cadeia solúvel na fase oleosa. Exemplos de agentes detransferência de cadeia úteis incluem tetrabrometo de carbono, álcoois,mercaptanas, e misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, o agente detransferência de cadeia é o tioglicolato de isooctila. A fase oleosa podecompreender até cerca de 0,5 partes, em peso, de um agente de transferênciade cadeia, tipicamente, cerca de 0,01 a cerca de 0,5 partes, em peso, e, emalgumas modalidades, cerca de 0,05 partes, em peso, a cerca de 0,2 partes, empeso, com base em 100 partes, em peso, da fase oleosa total.

Aditivos Hidrofóbicos Não-Reativos OpcionaisA microemulsão pode, opcionalmente, compreender, ainda, umou mais aditivos hidrofóbicos não-reativos. Pode-se incluir uma variedade deaditivos hidrofóbicos na microemulsão. Estes materiais são adicionados com afinalidade de se produzir um sistema de polímero final com propriedadesfísicas ou aparência específicas. Exemplos desses aditivos opcionais incluem,mas não se limitam a, aqueles selecionados do grupo consistindo emplastificantes, como um dos ésteres de ftalato bem conhecidos na técnica. A20 fase oleosa pode, opcionalmente, compreender, ainda, cerca de 0 a cerca departes, em peso, de um plastificante, em algumas modalidades, cerca de 5a cerca de 20 partes, em peso, e, tipicamente, cerca de 8 a cerca de 15 partes,em peso, com base em 100 partes, em peso, da fase oleosa.

Tensoativos

Tensoativos não-iônicos e iônicos (aniônicos e catiônicos) podemser empregados na presente invenção O(s) tensoativo(s) pode(m) ser co-polimerizável(is) com os monômeros presentes na microemulsão, ou otensoativo pode ser não -(co)polimerizável. Em algumas modalidades, o(s)tensoativo(s) é(são) (co)polimerizável(is) de tal modo que a microemulsãopolimerizada resultante seja menos sensível à água. Quando a resistência àágua não for necessária, podem ser usados tensoativos não-(co)polimerizáveisde baixo custo.

Tensoativos Não-Iònicos

Tipicamente, os tensoativos não-iônicos são produtos dacondensação de um composto alifático orgânico ou hidrofóbico aromático dealquila e de um oxido de alquileno, como, oxido de etileno, que é hidrofílico. Oscompostos hidrofóbicos dotados de um grupo carbóxi, hidróxi, amido ou aminocom um hidrogênio livre presente, podem, geralmente, ser condensados comoxido de etileno com a finalidade de se formar um tensoativo não-iônico. Ocomprimento da cadeia de óxido de etileno do produto da condensação pode serajustado de modo a alcançar o equilíbrio desejado entre os elementos hidrofóbicose hidrofílicos (Equilíbrio Hidrofílico-Lipofílico ou EHL). O EHL de um tensoativo éuma expressão do equilíbrio do tamanho e resistência dos grupos hidrofílicos(hidrofílicos ou polares) e lipofílicos (oleofílicos ou não-polares) do tensoativo. OEHL útil de tensoativos não-iônicos da presente invenção para prepararmicroemulsões é de cerca de 6 a cerca de 19, tipicamente, cerca de 9 a cerca de18, e, em algumas modalidades, cerca de 10 a cerca de 16. Os tensoativos não-iônicos úteis incluem tensoativos não-iônicos não-(co)polimerizáveis, tensoativosnão-iônicos co-polimerizáveis etilenicamente insaturados e misturas dos mesmos.

Tensoativos Não-Iònicos Não-(Co)Polimerizáveis

Particularmente, os tensoativos não-iônicos não-reativosadequados incluem os produtos da condensação de um álcool alifático maior,como um álcool graxo, contendo cerca de 8 a cerca de 20 átomos de carbono,em uma configuração de cadeia linear ou ramificada, condensado com cerca de3 a cerca de 100 moles, tipicamente, cerca de 5 a cerca de 40 moles, emalgumas modalidades, cerca de 5 a cerca de 20 moles de óxido de etileno paratingir o EHL definido acima. Exemplos desses tensoativos de álcool graxoetoxilado não-iônico são os disponíveis sob as designações comerciaisTERGITOL 15-S junto à Union Carbide e os tensoatovos BRIJ disponíveis juntoà ICI. Os Tensoativos TERGITOL 15-S incluem Ci1 -Ci5 éteres secundários doálcool polietileno glicol. O Tensoativo BRIJ 58 é o éter cetílico de polióxietileno(20) e o Tensoativo BRIJ 76 é o éter estearílico de polióxi etileno(10).

Outros tensoativos não-iônicos não-reativos adequados incluemcondensados de óxido de polietileno de um mol de alquil fenol contendo cercade 6 a 12 átomos de carbono em uma configuração de cadeia linear ouramificada, com cerca de 3 a cerca de 100 moles, tipicamente, cerca de 5 acerca de 40 moles, em algumas modalidades, cerca de 5 a cerca de 20 moles deóxido de etileno para atingir o EHL definido acima. Exemplos de tensoativos não-iônicos não-reativos são aqueles disponíveis sob as designações comerciaisIGEPAL das séries CO e CA junto à Rhone Poulenc. Os tensoativos IGEPAL COincluem os etanóis nonilfenóxi poli(etileno-oxi). Os tensoativos IGEPAL CAincluem os etanóis octilfenóxi poli(etileno-oxi).

Outro grupo de tensoativos não-iônicos não-reativos úteis incluicopolímeros de bloco de óxido de etileno e óxido de propileno ou butilenóxidocom valores de EHL cerca de 6 a cerca de 19, tipicamente, cerca de 9 acerca de 18, e, em algumas modalidades, cerca de 10 a cerca de 16.Exemplos desses tensoativos não-iônicos de copolímero de bloco são asséries de tensoativos PLURONIC e TETRONIC disponíveis junto à BASF. Ostensoativos PLURONIC incluem copolímeros de bloco do óxido de etileno edo óxido de propileno. Os tensoativos TETRONIC incluem copolímeros debloco do óxido de etileno e do óxido de propileno.

Outros tensoativos não-iônicos não-reativos satisfatórios incluem,mas não se limitam a, ésteres de ácido graxo de sorbitano, ésteres de ácidograxo de polióxi etileno sorbitano e estearatos de polióxi etileno tendo EHLscerca de 6 a cerca de 19, tipicamente, cerca de 9 a cerca de 18, e, em algumasmodalidades, cerca de 10 a cerca de 16. Exemplos desses tensoativos não-iônicos de ésteres de ácido graxo são aqueles disponíveis sob as designaçõescomerciais tensoativos SPAN, TWEENe MYRJjunto à IOL Os tensoativosSPAN incluem monoésteres de sorbitan de Ci2 - Ci8. Os tensoativos TWEENincluem monoésteres de sorbitan de Ci2 - Ci8 poli(óxido de etileno). Ostensoativos MYRJ incluem estearatos de poli(óxido de etileno).

Tensoativos Não-Iônicos Co-Polimerizáveis Etilenicamente Insaturados

Os tensoativos não-iônicos adequados para a incorporação emcomposições de microemulsão polimerizáveis da invenção incluem ostensoativos não-iônicos co-polimerizáveis etilenicamente insaturados queincluem, mas não se limitam a, aqueles que se incluem na fórmula geral:

R-O-(RO)m -(EO)in-D -CH2 CH2 OH

onde:

R consiste em alquenil (C2 - C18), acrilil, acrilil (C1 - C10)alquilmetacrilil, metacrilil (C1 - C10) alquil, vinilfenil e vinilfenileno (C1 - C6) alquil;

R10 consiste em grupos de alquileno-oxi bivalente derivados decompostos de epóxi tendo de dois a quatro átomos de carbono (por exemplo,oxido de etileno, oxido de propileno, óxido de butileno e combinações);

E é um radical etileno bivalente;

m e η podem ser iguais ou diferentes, sendo que cada umrepresenta um número inteiro na faixa de cerca de 5 a cerca de 100 com arazão entre m / η na faixa de cerca de 20:1 a cerca de 1:20.

Para os tensoativos anteriormente mencionados, a variação darazão entre m e η variará o EHL do tensoativo polimerizável. Nasmodalidades da invenção, o EHL de tensoativo(s) não-iônico(s) varia decerca de 6 a cerca de 19, tipicamente, cerca de 9 a cerca de 18, e, emalgumas modalidades, cerca de 10 a cerca de 16. Exemplos de tensoativosnão-iônicos co-polimerizáveis adequados são os tensoativos de policalcóxi dealquileno etanol disponíveis junto à PPG Industries sob as designaçõescomerciais MAZON BSN 185, 186 e 187. os tensoativos MAZON BSNincluem polialcóxi de alquileno etanol.

Tensoativos Aniônicos

Os tensoativos aniônicos incluem uma porção hidrofóbicaselecionada a partir de grupos de alquila, alquil arila e alquenila (C6 - C2o) eum grupo aniônico selecionado a partir de sulfato, sulfonato, fosfato, sulfatode polióxi etileno, sulfonato de polióxi etileno, fosfato de polióxi etileno e ossais de metais alcalinos, sais de amônio, e sais aminados terciários dessesgrupos aniônicos. Em algumas modalidades, um tensoativo (co)polimerizáveletilenicamente insaturado inclui (C2 - C18) polióxi propileno ou (C2 - Ci8)polióxi butileno de alquenila como uma porção hidrofóbica e um grupoaniônico de sulfato de polióxi etileno para preparar microemulsões.

Em algumas modalidades da invenção, podem ser usados ostensoativos aniônicos não-reativos e/ou os tensoativos aniônicos copolimerizáveisetilenicamente insaturados, conforme discutido neste documento.

Tensoativos Aniônicos Não-Reativos

Os tensoativos aniônicos não-reativos adequados para uso napresente invenção incluem sulfatos ou sulfonatos de alquila ou alquil arila (C6 aC20), como Iauril sulfato de sódio (por exemplo, comercialmente disponível sob adesignação comercial POLYSTEP B-3 junto à Stepan Co. de Northfield, IL, EUA)e sulfonato de dodecil benzeno sódico, (por exemplo, comercialmente disponívelsob a designação comercial SIPONATE DS-10 junto à Rhone Poulenc deCranbury, NJ, EUA), sulfatos de éter de alquila ou alquil fenol (C6 a C20) polióxietileno com a unidade de repetição do óxido de etileno no tensoativo abaixo decerca de 30 unidades, tipicamente, abaixo de cerca de 20 unidades e, emalgumas modalidades, abaixo de cerca de 15 unidades, como POLYSTEPA B1disponível comercialmente junto à Stepan Co. e ALIPAL EP110 e 115disponíveis junto à Rhone Poulenc, monoésteres e diésteres de poli(etileno-oxi)etil de alquila ou alquil fenóxi (C6 a C2o) do ácido fosfórico e seus sais, com aunidade de repetição do oxido de etileno no tensoativo abaixo de cerca de 30unidades, tipicamente, abaixo de cerca de 20 unidades, e, em algumasmodalidades, abaixo de cerca de 15 unidades, como os comercialmentedisponíveis sob as designações comerciais GAFAC PE-510 e GAFAC RE-610junto à GAF de New York, NY1 EUA.

Tensoativos Aniõnicos Co-Polimerizáveis Etilenicamente Insaturados

Nas modalidades da invenção, os tensoativos aniõnicos paraincorporação nas composições de microemulsão incluem, mas não se limitam a,tensoativos copolimerizáveis etilenicamente insaturados com a seguinte fórmula:

R1-O-(R2O)m --(EO)iv1 -CH2 CH2 X

onde:

R1 consiste em alquenil C2 a C18, acrilil, acrilil (Ci to Ci0) alquil,metacrilil, metacrilil (C1 a C10) alquil, vinilfenil e vinilfenileno (C1 a C6) alquil;

R2O é selecionado do grupo que consiste em grupos dealquileno bivalentes derivados de compostos de epóxi tendo mais de doisátomos de carbono, de preferência, três ou quatro átomos de carbono,como óxido de propileno e óxido de butileno e misturas desses grupos dealquileno-oxi;

E é um radical etileno bivalente;

m e η podem ser iguais ou diferentes, sendo que cada umrepresenta um número inteiro na faixa de cerca de 5 a cerca de 100 com arazão entre m / η na faixa de cerca de 20:1 a cerca de 1:20; e

X é um grupo aniônico selecionado do grupo que consiste emsulfonato, sulfato, fosfato e sais de metais alcalinos ou sais de amônio ousais aminados terciários desses grupos aniõnicos.Será compreendido que a variação da razão entre m e η variará oEHL do tensoativo polimerizável. O EHL para os tensoativos co-polimerizáveisaniônicos da presente invenção, exclusive os do grupo X, é, tipicamente, cercade 3 a cerca de 16. Um exemplo de um tensoativo aniônico co-polimerizáveladequado de acordo com a fórmula acima é aquele disponível sob adesignação comercial MAZON SAM 211, disponível comercialmente junto àPPG Industries, Inc.

Tensoativos Catiõnicos

Os tensoativos catiõnicos podem ser úteis em modalidades dapresente invenção. Os tensoativos catiõnicos úteis incluem sais de amônioquaternário, especialmente, aqueles em que ao menos um grupo de pesomolecular mais alto e dois ou três grupos de peso molecular mais baixo sãoligados a um átomo de nitrogênio comum com a finalidade de produzir umcátion, sendo que o ânion eletricamente equilibrado é selecionado do grupoque consiste em um haleto (brometo, cloreto, etc.), acetato, nitrito ealcossulfato inferior (metosulfato etc.). 0(s) substituinte(s) de peso molecularmais alto no nitrogênio é/são, freqüentemente, (um) grupo(s) alquilasuperior(es), contendo cerca de 10 a cerca de 20 átomos de carbono, e ossubstituintes de peso molecular mais baixo podem ser alquila inferior de cercade 1 a cerca de 4 átomos de carbono, como, metil ou etil, que podem sersubstituídos por hidróxi em alguns casos. Um ou mais desses substituintespodem incluir uma porção arila ou podem ser substituídos por uma arila, comobenzila ou fenila. Os substituintes de peso molecular inferior possíveis incluemalquilas inferiores de cerca de 1 a cerca de 4 átomos de carbono, como metil eetil, substituídas por porções de polialcóxi inferiores, como porções de polióxietileno, que produzem um grupo final de hidroxila, e que estão inclusas nafórmula geral:

--R3(CH2CH2)(n-1 ,CH2CH2OHonde:

R3 é um grupo alquila bivalente Ci a C4 ligado ao nitrogênio; eη representa um número inteiro igual a cerca de 1 a cerca de 15.Alternativamente, uma ou duas porções de polialcóxi inferiores tendohidroxilas terminais podem ser diretamente ligadas ao nitrogênio quaternário aoinvés de serem ligadas a este através da alquila inferior anteriormente mencionada.

Exemplos específicos de tensoativos de haleto de amônio quaternárioadequados para uso na presente invenção incluem metil-bis(2-hidróxi etila)coco-cloreto de amônio ou oleil-cloreto de amônio, como aqueles comercialmentedisponíveis sob as designações comerciais ETOQUAD C/12 e 0/12,respectivamente. Adicionalmente, pode-se usar o cloreto de amônio octadecil metilpolióxi etileno (15), incluindo o disponível sob a designação comercial ETOQUAD18/25 junto à Akzo Nobel Chemicals Inc. de Chicago, IL1 EUA. Combinações de doisou mais dos compostos anteriormente mencionados podem, também, ser usadas.

Agentes Espessantes

Os agentes espessantes úteis em microemulsões de acordo com apresente invenção incluem polímeros hidrofílicos formados parcial oucompletamente a partir do monômero de ácido acrílico. Em algumasmodalidades, os homopolímeros de ácido acrílico são úteis, embora oscopolímeros hidrofílicos de ácido acrílico, tipicamente, aqueles contendo aomenos cerca de 20%, e, em algumas modalidades, ao menos 80% de resíduosde ácido acrílico, também sejam úteis. O peso molecular desses agentesespessantes pode ser de cerca de 200.000 a cerca de 800.000, sendo que, emalgumas modalidades, é de cerca de 400.000 a cerca de 700.000.

Hidrogéis Adesivos

Nas modalidades, os ASPs da invenção podem se encontrar soba forma de um hidrogel adesivo. Esse hidrogel pode, por exemplo, ser um ASPde fase única à base de acrilato. Em algumas modalidades, o hidrogel podeser preparado com um precursor adesivo resultante da reação do ácidoacrílico, metacrilato de 2-hidróxi etila cloreto fosfônico de tetrakis (hidróximetila), glicol butileno, glicerol, água, iniciador (por exemplo, o iniciadorIRGACURE 2959) e diacrilato de polietileno glicol(400). O precursor não-reagido (por exemplo, não-polimerizado) pode ser revestido sobre uma tiraremovível como substrato. Estimula-se, então, a polimerização namicroemulsão revestida mediante a exposição do precursor à radiaçãoeletromagnética (por exemplo, luz ultravioleta) durante um períododeterminado de tempo (por exemplo, 10 minutos ou menor) para iniciar a areação de polimerizações e, desse modo, para converter o precursor revestidoem um adesivo condutivo.

Artigos Biomédicos

Nas modalidades da invenção, os ASPs condutivos supracitadospodem ser usados como componentes de artigos biomédicos, por exemplo,eletrodos biomédicos.

Eletrodos Biomédicos

Os eletrodos biomédicos que empregam ASPs polimerizadoscontendo eletrólitos são úteis para propósitos diagnósticos (incluindo omonitoramento) e terapêuticos. Em uma forma básica, um eletrodo biomédicocompreende um meio condutivo capaz de entrar em contato com a pele demamíferos e um meio para a comunicação elétrica entre o meio condutivo e oequipamento diagnóstico elétrico, terapêutico ou eletrocirúrgico. Nasmodalidades, o meio condutivo capaz de entrar em contato com a pele demamíferos compreende as composições adesivas condutivas aqui descritas.

Reportando-se agora aos desenhos, as Figuras 1 e 2 ilustram umeletrodo 10 com uma tira removível 12. O eletrodo 10 pode ser, por exemplo, umeletrodo de eletrocardiograma diagnóstico descartável (ECG ou EKG) ou umeletrodo de estimulação nervosa elétrica transcutânea (ENET). O eletrodo 10inclui um campo 14 de adesivo condutivo biocompatível, conforme descritoacima, que serve para entrar em contato com a pele de mamíferos seguindo aremoção da tira removível protetora 12. O campo adesivo 14 mantém o eletrodo10 à pele do paciente, ao mesmo tempo que conduz eletricidade através domesmo para propósitos terapêuticos, diagnósticos ou de monitoramento. Ocampo adesivo condutivo 14 inclui as primeira e segunda superfícies principais.O eletrodo 10 inclui um meio para comunicação elétrica que compreende umelemento condutor 16 dotado de uma porção de interface condutiva 18 emcontato com uma primeira superfície principal do campo adesivo condutivo 14 ede uma porção de aba 20 que se estende além do campo adesivo condutivo 14para o contato mecânico e elétrico com a instrumentação elétrica (nãomostrada), como por meio de um clipe jacaré ou similares. O lado 22 doelemento condutor 16 inclui uma camada condutiva 26 revestida sobre o mesmoe entra em contato com a primeira superfície principal do campo adesivocondutivo 14. A segunda superfície principal do campo adesivo condutivo 14 seadere o eletrodo 10 à pele seguindo a remoção da tira removível 12.

Em algumas modalidades, o elemento condutor 16 podecompreender uma tira de material polimérico, como uma película de poliéster.O elemento condutor 16 pode ter uma espessura na faixa de cerca de0,05 mm a cerca de 0,2 mm, e uma camada condutiva 26 revestida sobre olado 22. A camada condutiva 26 pode compreender prata/cloreto de prata emuma espessura de revestimento seca de cerca de 2,5 micrômetros a cerca de12 micrômetros. Em algumas modalidades, a espessura de revestimento é decerca de 5 micrômetros. As películas de poliéster adequadas para uso comoum elemento condutor 16 incluem as comercialmente disponíveis sob adesignação comercial SCOTCHPAK junto à 3M Company de St. Paul,Minnesota, EUA, bem como as disponíveis sob a designação películaMELINEX 505-300, 329 ou 339 junto à ICI Américas de Hopewell, Virgínia,EUA e revestidas por uma tinta à base de prata/cloreto de pratacomercialmente disponível sob a designação "R-300" junto à Ercon1 Inc. deWaltham1 Massachusetts, EUA.

O elemento condutor 16 para um eletrodo de ENET pode serconstituído por uma manta não-tecida de fibras. Essa manta compreende fibrasde poliéster/celulose, como as comercialmente disponíveis sob a designaçãocomercial MANNIWEB junto à Lydall, Inc. de Troy, N.Y., EUA e tendo umacamada condutiva 26 de tinta de carvão comercialmente disponível sob adesignação comercial tinta "SS24363" junto à Acheson Colloids Company dePort Huron, Michigan1 EUA. Com a finalidade de acentuar o contato mecânicoentre um clipe de eletrodo (não mostrado) e o elemento condutor 16, uma fita depolietileno adesivamente revestida pode ser aplicada à porção de aba 20 sobre olado mais externo do elemento condutor 16 (por exemplo, lado oposto 22). Umafita cirúrgica disponível comercialmente junto à 3M Company sob a designaçãoBLENDERM pode ser empregada para este propósito.

Em algumas modalidades, o elemento condutor 16 pode serapresentado em uma construção em múltiplas camadas que compreende umapelícula polimérica flexível não-condutiva dotada de uma superfície reativa àenxofre, de uma camada metálica depositada sobre a superfície reativa à enxofre,e que interage com a mesma, e de uma camada de haleto metálico opcional,conforme descrito na patente U.S. n° 5.506.059, a descrição completa desta estáaqui incorporada a título de referência. A porção de interface condutiva 18 doelemento condutor 16 compreende uma camada metálica depositada sobre umasuperfície reativa à enxofre pelo menos no lado do substrato da película poliméricaque fica voltado para o campo adesivo condutivo 14.

Em outras modalidades, o elemento condutor 16 pode ser uma construçãoem múltiplas camadas que compreende uma película polimérica flexível não-condutiva, uma camada eletricamente condutiva e uma camada dedespolimerização conformável delgada de óxido inorgânico (por exemplo, dióxidode manganês). Alternativamente, o elemento condutor 16 pode ser umaconstrução em múltiplas camadas da película com a camada eletricamentecondutiva e a camada de despolimerização mutuamente unidas. Ambas asmodalidades anteriormente mencionadas podem ser construídas de acordo comos ensinamentos da patente U.S. n° 5.505.200, a descrição completa desta estáaqui incorporada a título de referência. A porção de interface condutiva doelemento condutor 16 compreende uma camada eletricamente condutiva revestidapelo menos sobre o lado da película polimérica que fica voltada para o campoadesivo condutivo 14 e a camada de despolarização delgada revestida sobre acamada eletricamente condutiva e que entra em contato com o campo 14.

Alguns exemplos não-limitadores de eletrodos biomédicos quepodem usar os ASPs condutivos da presente invenção incluem eletrodosapresentados nas patentes U.S. n° 4.524.087, 4.539.996, 4.554.924,4.848.353, 4.846.185, 4.771.713, 4.715.382, 5.012.810 e 5.133.356, asdescrições completas destas estão aqui incorporadas a título de referência.

Em algumas modalidades, os meios para comunicação elétricapodem compreender uma aba eletricamente condutiva estendendo-se a partir daperiferia dos eletrodos biomédicos, como a observada na patente U.S. n°4.848.353 ou podem consistir em um elemento condutor estendendo-se atravésde uma fenda ou costura em um elemento de camada de suporte isolante, como oobservado na patente U.S. n° 5.012.810. De outro modo, os meios paracomunicação elétrica podem consistir em um ilhó ou outro conector do tipo botãode pressão, como o apresentado na patente U.S. n° 4.846.185. Além disso, osmeios para comunicação elétrica podem consistir em um fio de chumbo, como oobservado na patente U.S. n° 4.771.783. Independentemente do tipo de meiospara comunicação elétrica empregado, um ASP polimerizado da presenteinvenção, contendo um eletrólito, pode residir como um campo de adesivocondutivo sobre um eletrodo biomédico para propósitos diagnósticos (incluindomonitoramento), terapêuticos ou eletrocirúrgicos.

Outro tipo de procedimento de diagnóstico, que pode empregar umeletrodo biomédico da presente invenção, é o monitoramento a longo prazo dospadrões de onda elétrica do coração de um paciente que serve para detectarpadrões de anormalidade. Uma estrutura do eletrodo biomédico preferencial éapresentada na patente U.S. n° 5.012.810 (Strand et al.), a descrição completadesta está aqui incorporada a título de referência. O ASP polimerizado dapresente invenção pode ser usado como o meio ionicamente condutivo emqualquer uma das modalidades aqui mostradas. Em algumas modalidades, oASP polimerizado da presente invenção é usado como o campo de adesivocondutivo em um eletrodo biomédico de acordo com a modalidade mostrada, porexemplo, nas Figuras 2, 3 e 4 da patente U.S. n° 5.012.810.

Reportando-se às Figuras 3 e 4 da presente invenção, outramodalidade de um eletrodo biomédico é apresentada sob a forma do eletrodo40 que inclui uma construção isolante 41, e um elemento condutor 42. Umaconstrução isolante 41 tem uma primeira seção 44 e uma segunda seção 45que, juntas, definem os lados opostos 46 e 47 da construção isolante 41.

Conforme observado na Figura 3, cada seção 44 e 45 inclui uma porção deborda alongada 50 e 51, respectivamente. Cada uma das porções de borda50 e 51 inclui uma porção de limite 52 e 53, respectivamente, quecompreendem uma porção periférica de cada seção 44 e 45,respectivamente, e que se estendem ao longo das bordas 50 e 51,respectivamente. Desta forma, as seções 44 e 45 são orientadas de modo ase estenderem substancialmente paralelas umas à outras, sendo que asporções de borda 50 e 51 se sobrepõem umas às outras de tal modo que asporções de limite 52 e 53 se sobreponham. Uma costura 60 é criada entre asporções de borda 50 e 51. Para uso na presente invenção, o termo"substancialmente paralelas" não significa que as seções 44 e 45 sãoprecisamente paralelas. Elas podem ficar fora de alinhamento coplanarpreciso, por exemplo, devido à espessura do elemento condutor 42.

O elemento condutor 42 é substancialmente similar ao condutorelétrico biomédico 16 descrito acima, dotado de uma porção de aba 61correspondente à porção de aba 20 descrita anteriormente e uma porção decoxim 62 correspondente à porção de interface condutiva 18 descrita acima. Oelemento do condutor elétrico biomédico 16 e o elemento condutor 42 similarespodem ser de qualquer uma das modalidades apresentadas acima. Nestamodalidade, o elemento condutor 42 é uma construção em múltiplas camadasde um substrato polimérico orgânico flexível não-condutivo 63 dotado de umasuperfície organossulfurada 64, de uma camada metálica 65 aderida a esta, e,opcionalmente, uma camada de haleto metálico 66, produzido de acordo coma descrição da patente U.S. n° 5.506.059 descrita anteriormente.

A porção de coxim 62 do elemento 42 compreende a porção dapelícula metálica voltada para o campo adesivo condutivo 70, opcionalmente, coma camada de haleto metálico 66 em contato com o campo 70. Pelo fato de adespolarização não ser necessária para o contato mecânico e elétrico com oequipamento elétrico, a camada de haleto metálico 66 não precisa se estender atéa porção de aba 61. Opcionalmente, uma fita de polietileno adesivamenterevestida pode ser aplicada à porção de aba 61 da mesma forma como namodalidade das Figuras 1 e 2 com a finalidade de acentuar o contato mecânico.

Em geral, o eletrodo 40 é construído de tal modo que a porçãode aba 61 do elemento condutor 42 se projete através da costura 60 e sobreuma porção da superfície ou lado 46. Como resultado, conforme observadonas Figuras 3 e 4, a porção de coxim 62 do elemento condutor 42 ficaposicionada em um lado 47 da construção isolante 41, e a porção de aba 61do elemento condutor 42 fica posicionada em um lado oposto 46 daconstrução isolante 41. Será entendido que exceto onde a porção de aba 61se estende através da costura 60, a costura pode ser vedada por meio de umadesivo ou similares.

Conforme observado na Figura 4, a superfície inferior 68 daporção de aba 61 é mostrada aderida em posição à seção 45, por meio deum pedaço de fita dupla face 69. Ou seja, a adesão na Figura 1 entre aporção de aba 61 e a seção 45 ocorre por meio do adesivo 69 abaixo daporção de aba 61, ao invés de ocorrer sobre a parte superior conformemostrado na Figura 4.

No eletrodo 40 da Figura 4, um campo adesivo condutivo 70compreende um ASP de acordo com a presente invenção, que fica posicionado,genericamente, abaixo do elemento condutivo 42. Opcionalmente, o campoadesivo condutivo 70 será circundado por um campo adesivo de pelebiocompatível 71 aplicado à construção isolante 41 no lado com uma porção decoxim 62 sobre ela. Em algumas modalidades, o adesivo condutivo 70 podecompreender propriedades hidrofóbicas de volume. Nesses casos, pode-seeliminar o campo 71. Em algumas modalidades, o campo adesivo de pelebiocompatível 71 pode compreender um ASP polimerizado não-condutivo similaraos adesivos condutivos aqui descritos, porém, sem o eletrólito de cloretoorgânico. A tira removível 75 fica posicionada contra o lado do eletrodo 40 queinclui, também, o adesivo de pele opcional 71, o adesivo condutivo 70 e a porçãode coxim 62. O espaçador 76 fica posicionado entre a tira removível 75 e umaporção da construção isolante 41, para facilitar a separação.

Pode-se utilizar qualquer variedade de materiais para tirasremovíveis (por exemplo, as tiras removíveis 12, 75) nos eletrodosanteriormente mencionados. Essa tira removível, por exemplo, compreende umpolímero (por exemplo, um material de poliéster ou de polipropileno) revestidopor um revestimento de silicone do tipo removível para tornar a tiraprontamente separável do adesivo cutâneo e do adesivo condutivo. Emalgumas modalidades, uma tira que compreende um polímero, como ummaterial de poliéster ou de polipropileno, revestida com uma camadafluoroquímica é útil e prontamente separável do adesivo cutâneo e do adesivocondutivo. As tiras removíveis adequadas para uso nos eletrodosanteriormente mencionados podem incluir revestimentos fluoroquímicosremovíveis de acordo com as descrições dos pedidos de patente pendentesU.S com números seriais 11/027.612 (depositado em 28 de dezembro de2004), 11/027.605 (depositado em 28 de dezembro de 2004), 11/027.633(depositado em 28 de dezembro de 2004), 11/027.606 (depositado em 28 dedezembro de 2004) e 11/027.604 (depositado em 28 de dezembro de 2004).As tiras de poliéster fluoroquímicas disponíveis comercialmente adequadasestão disponíveis junto à 3M Company de St. Paul, Minnesota, EUA sob asdesignações comerciais SCOTCHPAK 1020 SCOTCHPAK 1022,SCOTCHPAK 9741.

Independentemente das seções 44 e 45 da construção isolante41, um material flexível rígido relativamente delgado é, tipicamente, usadopara fornecer o eletrodo em uma construção que seja confortável ao usuário.Em algumas modalidades, o material pode ser um polímero espumado, porexemplo, uma espuma de polietileno. Outros materiais adequados incluemcoxins não-tecidos (por exemplo, coxins não-tecidos de poliéster), papel epelículas transparentes. Alguns exemplos não-limitadores de películastransparentes incluem uma película de poliéster, como aquelascomercialmente disponíveis sob a designação comercial MELINEX junto àDuPont/Teijin Films, Hopewell, VA, EUA. com uma espessura de 0,05 mm euma fita cirúrgica disponível comercialmente junto à 3M Company como a fitanão-gofrada TRANSPORE. Em algumas modalidades, os materiaiscompreendem coxins não-tecidos feitos a partir de fibras de poliuretanoproduzidas por extrusão em blocos com passagem de ar quente em altavelocidade, que exibem uma excepcional flexibilidade, grau de elasticidade erespirabilidade. Os materiais de poliuretano produzidos por extrusão emblocos com passagem de ar quente em alta velocidade adequados quepodem ser usados na construção isolante 41 em eletrodos de acordo com apresente invenção são descritos de maneira geral na publicação de patenteeuropéia N0 O 341 875 (Meyer) e na patente correspondente U.S. n°5.230.701 (Meyer et al.), as descrições completas dessas estão aquiincorporados a título de referência.

Opcionalmente, a construção isolante pode incluir um adesivocutâneo sobre sua superfície em contato com o restante do eletrodo 40.

Nas modalidades da invenção, os materiais de manta (poliuretanosproduzidos por extrusão em blocos com passagem de ar quente em altavelocidade) usados na construção isolante 41 podem ter um peso base demanta de cerca de 60 a cerca de 140 g/m2 (por exemplo, cerca de 120 g/m2).

Esses materiais apresentarão, também, uma resistência à tração adequada euma taxa de transmissão de vapor de umidade. As taxas de transmissão devapor de umidade adequadas incluem aquelas na faixa de cerca de 500 a cercade 3000 gramas água/m2 /24 horas, e, em algumas modalidades, de cerca de500 a cerca de 1500 gramas água/m2 / 24 horas, quando testadas de acordocom o ASTM E96-80 à 210C e umidade relativa de 50%. Em algumasmodalidades, o material apresenta um grau de elasticidade de ao menos cercade 85%, em todas as direções, após um estiramento de 50%.

Muito embora a construção isolante aqui descrita possa ser feitade modo a ter uma variedade de dimensões e possa ser feita em,virtualmente, qualquer tamanho ou formato, será avaliado que os eletrodosbiomédicos convencionais são dispositivos relativamente pequenos. Nasmodalidades dos eletrodos aqui descritos, as dimensões da construçãoisolante, tipicamente, irão variar de cerca de 3,5 a cerca de 4,5 cm em umaprimeira dimensão (por exemplo, largura) e de cerca de 5,5 cm a cerca de10 cm em uma segunda dimensão (por exemplo, comprimento). Dependendodos materiais usados, uma espessura de cerca de 200 a 600 micrômetrosfornece, tipicamente, uma resistência adequada e um baixo relevo ou perfil,adequado para a maioria das aplicações.

Independentemente do adesivo 69, pode-se usar qualquerum dos adesivos de éster de acrilato sob a forma de fitas dupla face. Emalgumas modalidades, o adesivo 69 pode ser o mesmo adesivo conformedescrito na presente invenção para o adesivo cutâneo, mas com umaviscosidade inerente de cerca de 1,3 a cerca de 1,45 dL/g. Para o campo70 do adesivo condutivo, os adesivos condutivos, como aqueles descritosacima úteis para o 14 do meio condutivo, são preferenciais.

Será avaliado que as dimensões das diversas camadas, esua conformação durante a associação, não devem ser dimensionadasem nenhuma das diversas Figuras. De fato, as características podem sermostradas nas Figuras de uma forma um tanto exagerada com afinalidade de ilustrar melhor as características da(s) contrução(ões)mostrada(s) e, desse modo, facilitando um melhor entendimento daconstrução. Em geral, uma aparência substancialmente plana como umtodo com apenas uma curva bem pequena do tipo "s" no elementocondutivo 42 fica acomodada pela disposição, apesar da construção emmúltiplas camadas do elemento 42.

Outros exemplos de eletrodos biomédicos que podem usar osASPs condutivos da presente invenção incluem os eletrodos apresentados naspatentes U.S. n° 4.527.087, 4.539.996, 4.554.924, 4.848.353 (Engel),4.846.185 (Carim)1 4.771.713 (Roberts), 4.715.382 (Strand), 5.133.356 (Bryanet al.), as descrições completas destas estão aqui incorporadas a título dereferência. Os métodos de preparo desses eletrodos são apresentados nessaspatentes, exceto os ASPs polimerizados da invenção podem ser substituídospelo campo do adesivo condutivo e, opcionalmente, também, pelo campo doadesivo cutâneo apresentado nessas patentes.

Exemplos

As modalidades da invenção são ilustradas, ainda, pelosseguintes exemplos não-limitadores, onde todas as partes estão, em peso,exceto onde indicado em contrário.

Métodos de Teste

Para propósitos de teste, os pares de eletrodo foram aderidos uns aosoutros, sendo que suas camadas de adesivo bicontínuas são colocadas em contatoface-a-face. Esta disposição é especificada em um padrão publicado pelaAssociação Americana para Avanço de Instrumentos Médicos (AAMI) para adeterminação do desempenho adequado para um eletrodo biomédico usado emEletrodos Descartáveis ECG, especificamente o "American National Standard forPregelled ECG Disposable Electrodes" da Associação Americana para Avanço deInstrumentos Médicos (1984), a descrição desta está aqui incorporada a título dereferência, para métodos de teste e condições para padrões mínimos. Aspropriedades do Desvio D.C. (menores que 100 mV), da Impedância A.C. (menorque 2 kOhms), Recuperação da Sobrecarga de Desfibrilação (menor que 100 mV, 5segundos após 4 descargas do capacitor) e uma taxa de alteração do potencial dePolarização Residual (não maior que 1 mV/seg.) foram medidas para os Exemplosde Teste e Exemplos Comparativos de acordo com estes métodos de teste padrão.

Exemplo 1

Este exemplo emprega um eletrólito de cloreto orgânico em umadesivo condutivo usado em eletrodos tipo aba. Preparou-se uma microemulsãopara uso como um adesivo condutivo de acordo com a invenção. Preparou-se amicroemulsão de acordo com a forma genericamente descrita na patente co-designada U.S. n° 6.709.716 concedida em 23 de março de 2004 por Uy et al. Deforma mais específica, uma primeira mistura foi formada misturando-se quantidadesde dois monômeros, ou seja, 14 gramas de ácido acrílico como o monômerohidrofílico com 14 gramas de acrilato de isooctila como o monômero hidrofóbico quefoi obtido comercialmente, por exemplo, junto à Atofina Chemicals, Inc. dePhiladelphia, PA, EUA. A esta mistura foram adicionados 7 gramas de umtensoativo, comercialmente disponível sob a designação comercial BRIJ 98 junto àUniqema of New Castle, DE, EUA, e 3 gramas de um tensoativo comercialmentedisponível sob a designação comercial HETOXOL OL35 junto à Global Seven ofFranklin, NJ, EUA. Depois, adicionaram-se 0,3 gramas do fotoiniciador,comercialmente disponível sob a designação comercial IRGACURE 2959, junto àCiba Gigy Corp., para completar uma primeira mistura.

Uma segunda mistura foi, então, preparada misturando-se 22 gramasde água, 8 gramas de cloreto de colina disponível junto à Spectrum Chemicals deBrunswick, NJ, EUA, IOgramas de glicerol e 25 gramas de glicol butileno, ambosdisponíveis junto à Sigma Chemicals de Milwaukee, Wl, EUA.

As primeira e segunda misturas foram combinadas entre si de modoa formarem uma microemulsão. À microemulsão, 0,2 gramas de um poliacrilatohidrofobicamente modificado preparado a partir de um monômero de ácidoacrílico, comercialmente disponível sob a designação comercial de PEMULEN TR-2, obtido junto à Noveon Inc. de Cleveland, OH, EUA, foram adicionados como ummodificador de viscosidade e 0,2 gramas de diacrilato de polietileno glicol (400)obtido junto à Sartomer Company, Inc de Exton, PA, EUA foram adicionados comoum agente de reticulação. Após a adição, a microemulsão permaneceu límpida eestável, e a viscosidade aumentou até, aproximadamente, 0,2 Pa.s (200 cp),prontamente processável usando técnicas convencionais.

A microemulsão espessada foi, então, revestida usando umdispositivo de aplicação de revestimento por facas sobre uma tira removível como osubstrato. As facas foram ajustadas de tal modo que fosse obtido um revestimentoespesso de 0,64 mm (25 mil). Estimulou-se a polimerização na microemulsãorevestida mediante a exposição à radiação ultravioleta usando uma Luz Negra 350,disponível comercialmente junto à Sylvania of Danvers1 MA1 EUA. Uma dose total de1800mJ/cm2 foi aplicada durante, aproximadamente, 7 minutos, formado umadesivo condutivo bicontínuo. Este adesivo condutivo apresentou uma excelenteadesão à pele humana.

Diversas amostras com 1,0 centímetro quadrado deste adesivoforam ligadas a camada de suporte de tinta condutiva à base de prata/cloreto emum lado e a uma tira removível no outro lado. A camada de suporte foi maior quea amostra de adesivo (2 cm χ 1 cm) deixando 1 centímetro quadrado como umaaba para contato elétrico. A camada de suporte foi feita revestindo-se umasolução de tinta condutiva à base de prata/cloreto de prata comercialmentedisponível sob a designação comercial "R300", junto à Ercon Inc. of Waltham1MA, EUA sobre uma camada de suporte polimérica feita a partir de uma películade poliéster com 0,1 mm de espessura comercialmente disponível sob adesignação comercial MELINEX 505 junto à ICI Films of Hopewell, VA, EUAusando um procedimento de revestimento de fios. A tinta apresentou um teor desólidos de 58%, dos quais compreende 70% de prata elementar. O solventecarreador para a tinta foi o metil propila cetona (MPK). A película revestida foi,então, seca à temperatura ambiente durante 5 minutos seguida pela secagem à93 °C (200°F) durante 5 minutos.

Exemplo Comparativo C1

Um adesivo de microemulsão foi preparado de acordo com oprocedimento descrito no Exemplo 1 acima, com as seguintes alterações:Utilizaram-se quatro gramas de cloreto de potássio no lugar do cloreto de colina.Utilizaram-se 26 gramas de água, e a mistura de tensoativos foi substituída por10 gramas de BRIJ 97 obtido junto à Uniqema of New Castle1 DE, EUA.Exemplo 1 E Exemplo Comparativo C1

Fabricaram-se seis eletrodos do tipo aba a partir dos adesivosdescritos no Exemplo 1 e no Exemplo Comparativo C1. Três dos pares de eletrodoforam colocados em uma câmara com umidade relativa de 15% durante 18 horascom a superfície adesiva exposta, enquanto três outros pares não foram expostosà R.H a 15%. Os pares de eletrodo foram preparados tanto a partir da amostranão-exposta como a partir da amostra exposta à umidade relativa de 15%. Estespares foram aderidos uns aos outros, sendo que suas camadas de adesivobicontínuas são colocadas em contato face-a-face de acordo com o padrão daAAMI. Cada resultado na Tabela 1 mostra os resultados de teste médios para 3pares do Exemplo 1 e do Exemplo Comparativo C1, antes e depois da exposiçãoà umidade relativa de 15%.

Tabela 1

<table>table see original document page 42</column></row><table>

Após equilibrar o adesivo para uma umidade relativa de 15%, oseletrodos do Exemplo 1 ainda são eletricamente viáveis. A impedância doExemplo Comparativo C1B aumentou por um fator de 50 de forma oposta aoeletrodo do Exemplo 1B (cloreto de colina), onde a impedância após a secagemaumentou apenas por um fator de 10. Além disso, os eletrodos C1B, com cloretode potássio, falharam ao teste de inclinação SDR.

Exemplo 2

Este Exemplo emprega eletrólitos de cloreto orgânico nosadesivos condutivos usados em eletrodos tipo botão de pressão que sãousados para o monitoramento e desgaste a longo prazo. O elementocondutivo tem uma zona de projeção muito menor que os eletrodos dotipo aba. A construção do eletrodo é descrita, em detalhes, na patenteU.S. n° 6.709.716 concedida em 23 de março 2004 por Uy et al.

Resumidamente, o eletrodo biomédico tem uma camada de suporte não-condutiva dotada de uma abertura revestida por um botão de pressãoatravés do qual um pino ou ilhó se projetam. O botão de pressão ficapreso ao ilhó para fornecer um ponto de conexão elétrica parainstrumentação elétrica. O revestimento do ilhó e a camada de suporteconsistem em um campo do ASP de microemulsão polimerizado dapresente invenção. Uma tira removível protege o campo do ASP antes douso. A camada de suporte por ser feita a partir dos mesmos materiais, ousimilares, da construção isolante. O ilhó pode ser um ilhó de plásticofolheado com metal (como, um ilhó plástico folheado e clorinado comprata ABS disponível comercialmente junto à Micron Products deFitchburg, MA, EUA). O botão de pressão pode ser um botão de pressãometálico (como, o ilhó de aço inoxidável No. 304 disponívelcomercialmente junto à Eyelets for Industry de Thomason, CN, EUA).

Neste tipo de eletrodo o ASP de microemulsão polimerizado da presenteinvenção pode servir tanto como um adesivo cutâneo biocompatível comoum meio inonicamente condutivo no eletrodo.<table>table see original document page 44</column></row><table>

O mesmo adesivo tal como é descrito no Exemplo 1 foi usadopara preparar os eletrodos do tipo botão de pressão. Conforme noExemplo 1, a metade dos eletrodos foi removida da tira e colocada emuma câmara à umidade relativa de 15% durante 18 horas com a superfícieadesiva exposta para um rápido equilíbrio com a câmara. Os resultadosdo teste elétrico, de acordo com o procedimento da AAMI em ambos asconfigurações de eletrodos, são mostrados na Tabela 2. Cada resultadode teste representa uma média de 3 pares de eletrodos.

Exemplo Comparativo C2

O Exemplo Comparativo C2 utilizou a mesma construção de eletrododo tipo botão de pressão do Exemplo 2, exceto pelo fato de o eletrólito de cloreto decolina ter sido substituído por cloreto de potássio como um Exemplo ComparativoC1. Os dados do teste elétrico da AAMI são mostrados na Tabela 2. Cada resultadode teste representa uma média de 3 pares de eletrodos.

Tabela 2

<table>table see original document page 44</column></row><table>Os eletrólitos do Exemplo 2B exibiram um aumento de seis vezesna impedância. Nenhuma das características dos eletrodos foramcomprometidas. Os eletrodos do Exemplo Comparativo C2 falharam ao testede impedância quando expostos a uma câmara de baixa umidade.

Exemplo 3

O Exemplo 3 empregou eletrólitos orgânicos em adesivoscondutivos para os eletrodos do tipo botão de pressão convertidos em tirasremovíveis onde o perímetro do adesivo (em sanduíche entre a camada desuporte do eletrodo e a tira removível) foi exposto a uma baixa umidade. Ascamadas de suporte do eletrodo do tipo botão de pressão foram fabricadascomo no Exemplo 2 e foram convertidas em tiras removíveis usando o adesivosintetizado no Exemplo 1. O teste elétrico simultâneo inicial foi conduzido deacordo com o procedimento da AAMI usando 12 pares de eletrodo. Oseletrodos do Exemplo 3 na tira removível foram, então, envelhecidos à 210C(70°F) em duas câmaras independentes mantidas em uma umidade relativa de0% e 15% durante 30 dias. As amostras foram retiradas das câmaras após 10,20 e 30 dias de envelhecimento. O teste elétrico simultâneo em ambas asconfigurações de eletrodos foi conduzido de acordo com o procedimento daAAMI em 12 pares de eletrodos em cada um desses pontos de tempo. Osresultados médios para ambas as configurações dos eletrodos do Exemplo 3são mostrados abaixo na Table 3A.

Exemplo Comparativo C3

Uma microemulsão foi preparada da seguinte forma. Umaprimeira mistura foi formada misturando-se dois monômeros hidrofílicos,14 gramas de ácido acrílico com 14 gramas de acrilato de polióxi etileno,comercialmente disponível como éster AM 90G junto à Shin-NakamuraChemical Co. Ltd. de Wakayama1 Japão. A esta mistura foram adicionados14 gramas de acrilato de isooctila na função de um monômero hidrofóbico.A esta segunda mistura foram adicionados 18 gramas de um tensoativoBRIJ 97, disponível junto à ICI para formar uma terceira mistura. Depois,0,5 gramas do iniciador IRGACURE 2959, foi adicionado para formar umaquarta mistura. Uma mistura aquosa foi, então, preparada contendo23 gramas de água, 1,2 gramas de KCI e 10 gramas de propileno glicol Amistura aquosa e a quarta mistura foram combinadas entre si para formaruma microemulsão. À microemulsão foi adicionada uma solução aquosa deácido poliacrílico a 17% com um peso molecular de, aproximadamente,550.000, preparada a partir do monômero usando técnicas sintéticaspadrões. De forma específica, a polimerização foi iniciada pelo persulfatode potássico do iniciador termo-ativado, e a reação foi administrada sobuma atmosfera de nitrogênio à 76°C.

Quando a solução foi adicionada à microemulsão, a microemulsãopermaneceu límpida e estável e a viscosidade aumentou para, aproximadamente,0,2 Pa.s (200 cps), prontamente processável usando técnicas convencionais. Amicroemulsão espessada foi, então, revestida usando um dispositivo de aplicaçãode revestimento por facas sobre uma tira removível como o substrato. As facasforam ajustadas de tal modo que fosse obtido um revestimento espesso de0,64 mm (25 mil). Estimulou-se a polimerização na microemulsão revestidamediante a exposição à radiação ultravioleta usando uma Luz Negra 350,disponível comercialmente junto à Sylvania of Danvers, MA, EUA. Uma dose totalde 1800mJ/cm2 foi aplicada durante, aproximadamente, 7 minutos, formado umadesivo condutivo bicontínuo. Este adesivo condutivo apresentou uma excelenteadesão à pele humana.

As camadas de suporte do eletrodo do tipo botão de pressão foramfabricadas como no Exemplo 2 e convertidas em tiras removíveis usando esteadesivo. O teste elétrico simultâneo inicial foi conduzido de acordo com oprocedimento da AAMI usando 12 pares de eletrodo. Os eletrodos na tiraremovível foram, então, envelhecidos à 210C (70°F) em duas câmarasindependentes mantidas em uma umidade relativa de 0% e 15% durante 30dias. As amostras foram retiradas das câmaras após 10, 20 e 30 dias deenvelhecimento. O teste elétrico simultâneo em ambas as configurações deeletrodos foi conduzido de acordo com o procedimento da AAMI em 12 pares deeletrodos em cada um desses pontos de tempo. Os resultados médios paraambas as configurações dos eletrodos do Exemplo Comparativo C3 sãomostrados abaixo na Table 3B.

Tabela 3A

<table>table see original document page 47</column></row><table>Tabela 3B

<table>table see original document page 48</column></row><table>

* Diversos pares de eletrodos exibiram um DCO maior que 2 V em 2 segundos após o pulso SDR

Exemplo 4:

O Exemplo 4 mostra o desempenho clínico dos eletrodosfabricados a partir de adesivos contendo cloreto de colina e envelhecidos por30 dias na tira a uma umidade relativa de 0% e 15%. O desempenho clínicofoi medido pelo tempo necessário para se obter um sinal ECG após aaplicação do eletrodo sobre a pele.

Materiais: Os eletrodos do tipo botão de pressão foramfabricados a partir de materiais de revestimento, adesivos e de tiradescritos no Exemplo 3. Um terço dos eletrodos foram vedados em sacosde contenção impermeáveis ao e à água, estes eletrodos serviram comocontroles. Outro terço foi envelhecida na tira à 21°C (70°F) e umidaderelativa de 0% durante trinta dias e o terço restante foi envelhecido na tira à210C (70°F) e umidade relativa de 15% durante trinta dias.

A impedância inicial foi, primeiramente, medida usado cadaeletrodo do Exemplo 4 aplicado ao braço de um indivíduo. Uma amostra decada eletrodo do Exemplo 4 (4A, controle 4B, armazenado @ umidade relativade 15% e 4C, armazenado @ umidade relativa de 0%) foi aplicada à cada umdos 4 quadrantes em cada torso de 12 indivíduos. O tempo para o sinal EKGaceitável foi registrado. Nota-se que um sinal aceitável foi necessário emambos os filetes 1 e 2. Os resultados médios (n=48) da impedância e tempopara o sinal aceitável para cada eletrodo do Exemplo 4, sob cada condição,são mostrados na Tabela 4.

Tabela 4

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Exemplo 5

Este Exemplo empregou um eletrólito "ônio" orgânico diferente emadesivos condutivos usados em eletrodos do tipo botão de pressão. A construçãodo eletrodo é idêntico à construção descrita no Exemplo 2 com a exceção doadesivo. O adesivo foi um ASP de fase única baseado em acrilato. O precursoradesivo compreende 15 gramas de ácido acrílico, 20 gramas de metacrilato de 2-hidróxi etila obtidos junto à San Esters Corporation de New York1 NY1 EUA,11 gramas de cloreto de fosfônio de tetrakis (hidróxi metila) disponívelcomercialmente junto à Sigma-Aldrich de St. Louis, MO, EUA, 25 gramas de 1,3glicol butileno, IOgramas de glicerol, 19 gramas de água, 0,55 gramas deIRGACURE 2959 e 0,15 gramas de diacrilato de polietileno glicol(400). Oprecursor foi revestido usando um dispositivo de aplicação de revestimento porfacos sobre uma tira removível como substrato. As facas foram ajustadas de talmodo que fosse obtido um revestimento espesso de 0,64 mm (25 mil). Estimulou-se a polimerização na microemulsão revestida mediante a exposição à radiaçãoultravioleta usando uma Luz Negra 350, disponível comercialmente junto àSylvania of Danvers, MA, EUA. Uma dose total de 1800mJ/cm2 foi aplicadadurante, aproximadamente, 7 minutos, formado um adesivo condutivo bicontínuo.

Este adesivo condutivo apresentou uma excelente adesão à pele humana.

As camadas de suporte do eletrodo do tipo botão de pressãoforam fabricadas como no Exemplo 2 e convertidas em tiras removíveisusando este adesivo.

Exemplos Comparativos C5

O Exemplo Comparativo C5 utilizou a mesma construção doeletrodo do Exemplo 4, exceto pela substituição do adesivo de cloreto defosfônio por um adesivo de cloreto de potássio da mesma composição com asseguintes exceções: 11 gramas do cloreto de fosfônio foram substituídas por4,2 gramas de cloreto de potássio e 19 gramas de água foram aumentadaspara 25,8 gramas.

Exemplo 5 ε Exemplo Comparativo C5

O teste elétrico de acordo com o procedimento da AAMI foiconduzido em ambas as configurações de eletrodos (3 cada) para o Exemplo 5 epara o Exemplo Comparativo C5. Como nos exemplos anteriores, metade doseletrodos foi removida da tira e colocada em uma câmara com umidade relativa de15% durante 18 horas com a superfície adesiva exposta para um rápido equilíbriocom a câmara, enquanto a outra metade não foi exposta à condição de umidaderelativa de 15%. Os resultados são mostrados na Tabela 5, abaixo.Tabela 5

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Os eletrodos do Exemplo 5B com cloreto de fosfônio resistemà secagem com um aumento de seis vezes na impedância. Nenhuma dascaracterísticas dos eletrodos foram comprometidas. O ExemploComparativo C5B, os eletrodos à base de cloreto de potássio,apresentaram um aumento de 20 vezes na impedância e falharam ao testede impedância quando expostos a uma câmara de baixa umidade.

Embora as modalidades da invenção tenham sido descritas emdetalhes, alterações e modificações às modalidades descritas devem seraparentes aos versados na técnica. Essas alterações e modificações sãocontempladas no caráter e âmbito da invenção, conforme apresentado nasreivindicações em anexo

Claims (10)

1. COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA, caracterizadapelo fato de compreender:(a) adesivos sensíveis à pressão;(b) eletrólitos que compreendem cloretos orgânicos solúveis emágua ou dispersíveis em água; e(c) umectantes,em que os eletrólitos e os umectantes são pelo menos parcialmente miscíveisentre si.

2. COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de o adesivo sensível à pressão ser umacomposição bicontínua que compreende uma fase aquosa e uma fase oleosa.

3. COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA, de acordo com areivindicação 2, caracterizada pelo fato de a composição bicontínua serderivada de uma composição de microemulsão polimerizável, sendo que acomposição de microemulsão compreende:(a) uma fase aquosa que compreende um ou mais monômerosou oligômeros hidrofílicos e/ou um ou mais monômeros ou oligômerosanfifílicos em água, o cloreto orgânico solúvel em água ou dispersível em água,tensoativos e umectantes;(b) uma fase oleosa que compreende um ou mais monômeros ouoligômeros hidrofóbicos.

4. COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA, de acordo com areivindicação 3, caracterizada pelo fato de o cloreto orgânico estar presente emuma quantidade de até a cerca de 20 partes, em peso, da fase aquosa total.

5. COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de o cloreto orgânico compreender umcloreto ônio selecionado do grupo que consiste em cloreto de amônioquaternário, cloreto de fosfônio, cloreto de oxônio, cloreto de sulfônio ou misturasde dois ou mais dos compostos anteriormente mencionados.

6. COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA, de acordo com areivindicação 3, caracterizada pelo fato de os monômeros e oligômeroshidrofílicos compreenderem espécies polares (co) polimerizáveis isentas deradicais livres e etilenicamente insaturadas.

7. COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA, de acordo com areivindicação 3, caracterizada pelo fato de os oligômeros hidrofílicos ou anfifílicoscompreenderem espécies polares (co)polimerizáveis isentas de radicais livres eetilenicamente insaturadas que são substancialmente insolúveis na fase oleosaou são tanto solúveis em água como solúveis em óleo.

8. COMPOSIÇÃO ADESIVA CONDUTIVA, de acordo coma reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o umectante ter a seguintefórmula:MO(CH2CH2O)m HondeM é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio e Ci - C6alquila; em é um número inteiro de cerca de 1 a cerca de 25.

9. ELETRODO BIOMÉDICO, caracterizado pelo fato decompreender:(a) um elemento condutor; e(b) a composição adesiva condutiva conforme descrita em uma.das reivindicações 1 a 8.

10. ELETRODO BIOMÉDICO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o elemento condutor compreender umacamada de suporte e um componente condutivo associado à camada desuporte, sendo que a composição adesiva condutiva compreende umaprimeira e uma segunda superfície principal, sendo que a primeirasuperfície principal do adesivo condutivo é associada de modo operacionalao componente condutivo de modo que a corrente elétrica possa passaratravés do adesivo condutivo até o componente condutivo ou através docomponente condutivo até o adesivo condutivo.