DE3685503T2

DE3685503T2 - Elektrode zur anwendung in der elektroretinografie.

Info

Publication number: DE3685503T2
Application number: DE8686103023T
Authority: DE
Inventors: Yoshihito Honda; Si Yeol Kim; Masao Nambu; Nobuhisa Naoi; Ei Sakaue
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1993-02-04
Anticipated expiration: 2006-03-08
Also published as: EP0194598A3; US4735207A; EP0194598B1; EP0194598A2; DE3685503D1; JPS61203935A; JPH0359688B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dünnfilmförmige Elektrode, die dazu geeignet ist, mit der Cornea oder der Conjunctiva bulbi in Kontakt zu kommen, um ein Elektroretinogramm als allgemeine Information oder Aufzeichnung hinsichtlich der Wirkungspotentiale des Stratum retinae, die durch den Reiz von Lichtbestrahlung induziert werden, zu erhalten.

Erläuterung des verwandten Standes der Technik

Um die Wirkung oder Erregung der Neuroepitheliale retinae und des Stratum ganglionare retinae kennenzulernen, ist als eine der Routineuntersuchungen geläufig geworden, die durch den Reiz von Lichtbestrahlung induzierte elektrische Potentialverschiebung der Retina zu messen und als Mittel oder als Ergänzungswerte für die Diagnose von Augenleiden zu verwenden. Bei einer solchen Untersuchung ist es üblich, einen Leiter (Differentialelektrode) auf der Fornix conjunctivae oder der Cornea zu plazieren, um die Potentialverschiebung gegenüber einer Bezugselektrode (indifferente Elektrode), die mit der Stirn oder dem Ohrläppchen verbunden ist, zu messen, wobei die so gemessene Verschiebung des Potentials verstärkt und aufgezeichnet wird, um das Potential der Retina zu messen, die tief in der Orbita eingebettet ist, ohne in irgendeiner Weise in die Augapfelorganismen eindringen zu müssen. Eine solche Technik ist in älteren Druckschriften beschrieben worden, beispielsweise Yoshihito Honda, "Eye and Electrophysiology (Ophthalmologic MOOK (14))", Seite 284 (1980), Kanehara Shuppan K.K.; Yoshihito Honda, "General Examination Methods in Ophthalmology (Ophthalmologic NOOK (3))", Seite 137 (1978), Kanehara Shuppan K.K.; Isamu Tsukahara und Ei Sakaue "Textbook of Ophthalmology", Seiten 156 und 168 (1968), Kanehara Shuppan K.K. Als bei dieser Untersuchung verwendete indifferente Elektrode kann effektiv eine Silberplattenelektrode analog zu der bei der Elektroencephalographie verwendeten Elektrode verwendet werden, wobei deren Silberchloridfläche fest mit der Haut des Ohrläppchens oder einem ähnlichen Teil in Kontakt ist.
Eine völlig zufriedenstellende Differentialelektrode, die direkt auf der Cornea oder der Conjunctiva befestigt wird, ist jedoch bisher nicht entwickelt worden, und eifrige Forschungen werden betrieben, um eine Elektrode zu entwickeln, die für eine solche Anwendung geeignet ist, um der Forderung zu genügen, daß die Schädigung der Augapfelorganismen auf ein minimales Maß reduziert werden sollte. (In diesem Zusammenhang sei auf Ryoji Asayama, Makoto Nagata et al., "Jap. J. of Clinical Ophthalmology", Bd. 11, 304 (1957), und J.G.F. Worst et al., Am. J. Ophthalmol., Bd. 51, 410 (1961), hingewiesen.) Die Verwendung von Silberfolie, silberplattierter Nylonschnur, silberbeschichteten harten Kontaktlinsen, goldbeschichteten harten Kontaktlinsen und Platinbeschichteten harten Kontaktlinsen ist vorgeschlagen worden, z.B. von Kenji Yanashima et al., "Jap. J. of Clinical Ophthalmology, Bd. 37, 777 (1983); Heiichiro Kawabata, "Annual Review of Japanese Ophthalmological Society", Bd. 18, 848 (1967); und Yasuo Kubota, "Journal of the Japanese Ophthalmological Society", Bd. 67, 185 (1963) und "Jap. Rev. of Clinical Ophthalmology, Bd. 76, 430 (1982). Es ist ebenfalls vorgeschlagen worden, mit physiologischer Kochsalzlösung imprägnierte Baumwolle, Kohlenstoffasern oder eine mit Kohlenstoffasern beschichtete harte Kontaktlinse zu verwenden, z.B. von Hiroya Sato, "Jap. J. of Clinical Ophthalmology", Bd. 25, 743 (1971) und Daizo Yonemura et al., "Ophthalmology", Bd. 13, 455 (1971). Alle diese Maßnahmen des Standes der Technik haben jedoch mindestens einen Nachteil oder Mangel, wie das durch einen Fremdkörper verursachte unangenehme Gefühl, Mühe bei der sicheren Befestigung, Irritation oder Schädigung des Gewebes, Austrocknen der Cornea oder elektrische Geräusche infolge des photoelektrischen Effekts oder des Becquerel-Effekts.
Andererseits ist es wünschenswert, daß eine "wegwerfbare" Differentialelektrode entwickelt wird, um die wechselseitige Infektion zwischen den der Untersuchung unterzogenen Patienten auszuschalten. Es ist jedoch nicht zu erwarten, daß die Produktionskosten von irgendeiner der vorstehend beschriebenen Elektroden so erheblich gesenkt werden, daß sie nach einmaliger Verwendung weggeworfen werden, da sie durch komplizierte Herstellungsverfahren erzeugt werden. Unter diesen Umständen ist es unvermeidlich, daß man sich Zeit nimmt, um eine Differentialelektrode vor ihrer erneuten Verwendung zu sterilisieren.
Es ist versucht worden, für einen solchen Zweck eine weiche Kontaktlinse zu verwenden. Abgesehen von der Kostenfrage ist jedoch auch die mechanische Festigkeit einer weichen Kontakt linse vermindert, da der Wassergehalt des Materials für die weiche Kontaktlinse, d.h. der Gehalt an darin enthaltener physiologischer Kochsalzlösung, erhöht ist, um der Anforderung zu genügen, daß ihre Leitfähigkeit erhöht sein sollte. Es ist darauf hingewiesen worden, daß sogar eine weiche Kontaktlinse für die übliche Verwendung, die eine relativ kleine Menge Wasser enthält (im Bereich von 35 % bis 55 %), stark mit Bakterien oder Pilzen kontaminiert wird und eine gewissenhafte und häufige Sterilisation erfordert, und daß eine weiche Kontaktlinse dazu neigt, während der Handhabungsvorgänge, einschließlich Sterilisation, Einpassung und Befestigung, zerbrochen oder beschädigt zu werden, wie von Yutaka Mizutani, "Contact Lens (Ophthalmologic MOOK (2))", Seite 45 (1978), Kanehara Shuppan K.K., und von Yoichi Ohta, ibid., Seite 212, berichtet wird. Es ist zwar eine weiche Kontaktlinse, die in gewissem Maße in ihrer mechanischen Festigkeit verbessert ist und etwa 70 % Wasser enthält, in neuerer Zeit vorgeschlagen worden. Jedoch ist die Kontaktlinse gemäß diesem neueren Vorschlag nicht geeignet für häufige tägliche Handhabungsvorgänge einschließlich wiederholter Einpassungs- und Befestigungsvorgänge und gewissenhafter Sterilisationsvorgänge. Ein weiterer Nachteil dieser weichen Kontaktlinse gemäß diesem neueren Vorschlag besteht darin, daß sie relativ teuer ist, da sie durch ein kompliziertes Herstellungsverfahren, das eine Schleuderguß- oder eine Formungsstufe durch Drehen umfaßt, erzeugt wird, was ein schwerwiegendes Hindernis für ihre Verwendung als Wegwerflinse darstellt.
Eine Elektrode für die Elektroretinographie, die aus einem linsenförmigen Material hergestellt ist, ist weiterhin aus EP- A-0 096 330 bekannt. Dieses linsenförmige Material besteht aus einem elektrisch leitfähigen Hydrogel, das ein hydrophiles Polymer enthält, wie Agar-Agar oder Polymere aus N-Vinylpyrrolidon, Acrylverbindungen, Vinylaminen, Vinylsulfonsäure und Styrolsulfonsäure, wahlweise als Mischung mit einem hydrophoben Polymer. Das Polymer ist vorzugsweise vernetzt, um die notwendige mechanische Festigkeit zu erreichen.
Mit dem Ziel, den direkten Kontakt zwischen der Elektrode und dem Augapfelgewebe zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, eine Hautelektrode zu verwenden, die am inneren Augenlidwinkel oder am unteren Augenlid angebracht wird. Solche Vorschläge werden von Yoshihito Honda, "Ophthalmology", Bd. 17, Seite 135 (1975); und Y. Honda et al., J Pediatri. Ophthalmol. Strab., 16, 62 (1979) und 20, 153 (1983) beschrieben. Obwohl viele Nachteile der herkömmlichen Technologie durch Anwendung des letztgenannten Vorschlages behoben werden können, sind diese Maßnahmen nachteilig hinsichtlich des S/N-Verhältnisses (Signal-zu-Geräusch-Verhältnis) und unzulänglich hinsichtlich der Reproduzierbarkeit des Meßergebnisses, da das elektrische Signal des Augapfelgewebes nicht direkt gemessen wird.

AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist eine vorrangige Aufgabe dieser Erfindung die Schaffung einer hochgradig elastischen Elektrode mit geringem Gewicht zur Verwendung in der Elektroretinographie, die leicht ohne das von Fremdkörpern herrührende unangenehme Gefühl eingesetzt werden kann und das lebende Gewebe nicht irritiert oder schädigt, um die Cornea in gut benetztem Zustand zu halten.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Elektrode für die Verwendung in der Elektroretinographie, die so verbessert ist, daß sie ausreichende Einsetzeigenschaften besitzt, und die auch in der Leitfähigkeit verbessert ist, um genaue Meßergebnisse mit guter Reproduzierbarkeit bei merklich verminderten elektrischen Geräuschen zu ergeben.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Elektrode für die Verwendung in der Elektroretinographie, die eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und doch leicht zu der gewünschten Gestalt und den gewünschten Dimensionen zugeschnitten werden kann.
Eine noch weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Elektrode für die Verwendung in der Elektroretinographie, die durch ein einfaches Verfahren zu niedrigen Kosten hergestellt wird und somit als Wegwerfelektrode verwendet werden kann.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben dieser Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
Gemäß einem ersten wichtigen Aspekt dieser Erfindung wird eine Elektrode für die Verwendung in der Elektroretinographie bereitgestellt, enthaltend eine dünne Membran aus einem ein hydrophiles Polymer enthaltenden und einen hohen Wassergehalt aufweisenden Hydrogel und einen mit der dünnen Membran verbundenen Leiter, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die dünne Membran mittels eines Verfahrens hergestellt wird, das umfaßt: eine Gießstufe, in der eine wäßrige Lösung, die mehr als 8 Gew.-% und nicht mehr als 30 Gew.-% eines Polyvinylalkohols mit einem Hydrolysegrad von nicht weniger als 98 Mol-% und einem mittleren Polymerisationsgrad von nicht weniger als 1000 enthält, in eine Form mit der gewünschten Gestalt und Dimension vergossen wird, eine Gefrierstufe, in der die vergossene wäßrige Lösung auf eine Temperatur von nicht höher als minus 10ºC gekühlt wird, um eine gekühlte gefrorene Masse zu erhalten, eine Auftaustufe, in der diese gekühlte gefrorene Masse aufgetaut wird, und eine bis sieben zusätzliche cyclische Verfahrensstufen, wobei jede diese Gefrier- und Auftaustufen umfaßt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Elektrode für die Verwendung in der Elektroretinographie, enthaltend eine dünne Membran aus einem ein hydrophiles Polymer enthaltenden und einen hohen Wassergehalt aufweisenden Hydrogel und einen mit der dünnen Membran verbundenen Leiter, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die dünne Membran mittels eines Verfahrens hergestellt wird, das umfaßt: eine Gießstufe, in der eine wäßrige Lösung, die mehr als 8 Gew.-% und nicht mehr als 30 Gew.- % eines Polyvinylalkohols mit einem Hydrolysegrad von nicht weniger als 98 Mol-% und einem mittleren Polymerisationsgrad von nicht weniger als 1000 enthält, in eine Form mit der gewünschten Gestalt und Dimension vergossen wird, eine Gefrierstufe, in der die vergossene wäßrige Lösung auf eine Temperatur von nicht höher als - (minus) 10ºC gekühlt wird, um eine gekühlte gefrorene Masse zu erhalten, und eine teilweise Dehydratisierungsstufe, in der die gekühlte Masse der vergossenen wäßrigen Lösung im Vakuum dehydratisiert wird, bis die prozentuale Dehydratisierungsrate nicht weniger als 3 Gew.-% erreicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform der Elektrode nach der vorliegenden Erfindung für die Verwendung in der Elektroretinographie zeigt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Draufsicht, die eine weitere Ausführungsform der Elektrode nach der Erfindung für die Verwendung in der Elektroretinographie zeigt;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 ist eine Draufsicht, die eine weitere Ausführungsform der Elektrode nach der Erfindung zur Verwendung in der Elektroretinographie zeigt;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang Linie 6-6 in Fig. 5.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG:

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im einzelnen erläutert.
Ein dünner Film oder eine Membran, die als Material für die in der Elektroretinographie eingesetzte Elektrode verwendet werden, werden aus einem Hydrogel mit hohem Wassergehalt durch das genau bezeichnete Verfahren, das nachstehend im einzelnen erläutert wird, hergestellt.
Der als Material für das Hydrogel nach der Erfindung verwendete Polyvinylalkohol sollte einen Hydrolysegrad von nicht weniger als 98 Mol%, vorzugsweise von nicht weniger als 98,5 Mol%, haben. (D.h., der Gehalt an verbleibenden Estergruppen beträgt 2 Mol-% oder weniger.)
Es ist auch wesentlich, daß der Polyvinylalkohol einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad von nicht weniger als 1000 hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der Anfangsstufe eine den vorstehend erläuterten Polyvinylalkohol enthaltende wäßrige Lösung hergestellt. Die Konzentration des Polyvinylalkohols in der Lösung sollte innerhalb des Bereiches von mehr als 8 Gew.-% und nicht mehr als 30 Gew.-%, vorzugsweise von 9 bis 25 Gew.-%, liegen.
In der nächsten Stufe wird die wäßrige Polyvinylalkohollösung in eine Form zum Ausformen einer im allgemeinen flachen Membran oder zum Ausformen einer gekrümmten, halbkugelförmigen oder kugelförmigen Membran vergossen, wonach auf eine Temperatur von nicht höher als - (minus) 10ºC, z.B. -10 bis -80ºC, gekühlt wird, um dieselbe zu gefrieren, und dann wird die gefrorene Masse aufgetaut. Die aufeinanderfolgenden Gefrier- und Auftaustufen werden 2 bis 8 mal wiederholt, um das bei der Erfindung verwendete kautschukartige Hydrogel herzustellen. Obwohl die Härte des Hydrogels oder des kautschukartigen Elastomeren in dem Maße erhöht wird, wie die Anzahl der wiederholten Gefrier-Auftau-Zyklen zunimmt, wird das Inkrement von Härte und Festigkeit des Gels mit der Zunahme der wiederholten Zyklen kleiner, und der durch einen weiteren Zyklus erzielbare Verdienst ist nicht so groß, als daß nach dem neunten Zyklus noch eine weitere Behandlung zuzufügen ist [vgl. Masao Nambu, "Polymer Application", 32, 523 (1983)]. Angesichts des Vorstehenden ist es aus wirtschaftlicher Sicht ratsam, die gefrorene Masse der wäßrigen Polyvinylalkohollösung für weitere 1 bis 7 Male wiederholten Zyklen zu unterziehen.
Nach einem alternativen Merkmal der Erfindung kann die gefrorene Masse der wäßrigen Polyvinylalkohollösung, anstatt sie den wiederholten Auftau-Gefrier-Zyklen zu unterwerfen, teilweise im Vakuum dehydratisiert werden, ohne daß sie aufgetaut wird, nachdem sie zum Gefrieren auf eine Temperatur von nicht höher als - (minus) 10ºC gekühlt worden ist. Durch die Dehydratisierungsstufe wird die mechanische Festigkeit des Gels in dem Maße verbessert, wie die Dehydratisierungsrate (prozentuale Gewichtsverminderung des verfestigten Gels durch Abkühlung) ansteigt. Es ist jedoch nicht erforderlich, die prozentuale Dehydratisierungsrate auf ein extrem hohes Ausmaß zu steigern, um ein hartes Gel zu bilden, aber es ist wünschenswert, daß die prozentuale Dehydratisierungsrate auf ein Niveau von nicht weniger als 3 Gew.-%, aber nicht viel höher, festgesetzt wird, wobei vorzugsweise die prozentuale Dehydratisierungsrate im Bereich von 3 Gew.-% bis 35 Gew.-% liegt, um ein weiches Gel mit zufriedenstellender Elastizität oder Rückprallelastizität auszubilden. Die im Vakuum durchgeführte teilweise Dehydratisierungsstufe bedeutet, daß im Vakuum aus der gefrorenen Masse in gewissem Ausmaß Wasser entfernt wird, und der Druck bei der teilweisen Dehydratisierungsstufe ist nicht kritisch und kann z.B. nicht mehr als 1 mmHg, vorzugsweise nicht mehr als 0,1 mmHg, noch vorteilhafter nicht mehr als 0,08 mmHg betragen.
Die bei der Gießstufe verwendete Form ist nicht besonders eingeschränkt, so lange sie einen dünnen Film oder eine Membran mit gekrümmter Kontur ähnlich einer gewöhnlichen weichen Kontaktlinse, wie einer Hornhautlinse, Mikrolinse oder Corneosclerallinse, oder einen dünnen Film oder eine Membran mit einer gewöhnlich flachen, scheibenartigen Form mit einem bestimmten, für eine solche Anwendung geeigneten Durchmesser formt. Dicke, Einheitlichkeit oder Verteilung der Dicke, Dimensionen, Gestalt und Krümmungsradius der vergossenen Masse können mit Rücksicht auf die beabsichtigte klinische Anwendung ausgewählt werden. Wenn die Membran als Differentialelektrode verwendet wird, kann sie mit Rücksicht auf leichte Handhabung bei Einsetz- und Abnehmvorgängen, beim sicheren Befestigen auf dem Augapfelgewebe, wie der Cornea, der Conjunctiva bulbi und der Conjunctiva palpebrarum, und der Ausschaltung eines unangenehmen Gefühls infolge des Einbringens eines Fremdkörpers im allgemeinen eine Dicke von 0,1 bis 0,8 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,3 mm haben. In dem Fall, wo die Membran eine zur Befestigung an der Fornix conjunctivae geeignete im allgemeinen flache Scheibe ist, kann die Scheibe eine kreisförmige oder halbkreisförmige Platte mit einem Durchmesser von 6 bis 14 mm, eine elliptische oder halbelliptische Platte mit einem Durchmesser entlang der Hauptachse von 6 bis 14 mm und einem Durchmesser entlang der Nebenachse von 4 bis 8 mm oder eine rechteckige Platte von 4 bis 10 mm x 3 bis 10 mm sein. In dem Fall, wo die Membran eine zur Befestigung an der Cornea (Sclerocornea) geeignete gekrümmte Scheibe ist, kann der Krümmungsradius im Bereich von z.B. 6,5 bis 8,5 mm liegen, und der Durchmesser der Scheibe kann im Bereich von z.B. 6 bis 20 mm liegen. Obwohl es die bequemste Art ist, eine Form zum Ausformen eines Artikels mit gewünschter Gestalt und Dimensionen zu verwenden, kann ein geformtes Material mit Dimensionen oder einer Fläche geformt werden, die größer sind als bei dem angestrebten fertigen Artikel, und die Randbereiche des geformten Materials können zur Bildung eines gewünschten Artikels weggeschnitten werden.
Wenn die Verwendung als an der Cornea oder der Sclerocornea zu befestigende gekrümmte Scheibe beabsichtigt ist, kann der Teil der Scheibe, der die Pupille abdeckt, entfernt werden zur Bildung einer Öffnung mit einem Durchmesser von 1 bis 8 mm in Abhängigkeit von dem Grad der erwarteten Mydriasis, so daß das stimulierende oder eingestrahlte Licht nicht von dem Elektrodenmaterial absorbiert wird. Für eine solche Anwendung kann der Teil der Scheibe, der die gesamte Cornea bedeckt, zur Bildung einer großen Öffnung weggeschnitten werden, und die so hergestellte Scheibe kann als an der Sclerocornea oder der Conjunctiva zu befestigende Elektrode verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist zum Übertragen eines durch die Hydrogelmembran aufgefangenen oder empfangenen elektrischen Signals zu einem Verstärker oder einem Aufzeichnungsgerät ein Leiter mit dem als Elektrode wirkenden Hydrogel verbunden. Ein dünner Draht aus Silber, Kupfer oder Gold kann als Leiter verwendet werden. Um jedoch die Polarisierung eines metallischen Materials (zur Messung des Schwingungspotentials) und die durch den photoelektrischen Effekt oder den Becquerel- Effekt, die durch Einstrahlung intensiven Lichts verursacht werden, erzeugten Geräuschsignale auszuschalten, ist es bevorzugt, angefeuchtete Baumwolle oder Kohlenstoff als Leiter zu verwenden, und die bequemste Maßnahme ist es, einen Baumwollfaden mit einem Durchmesser von 0,3 bis 3 mm oder ein Kohlenstoffaserbündel zu verwenden, das zusammengesetzt ist aus etwa 30 bis 300 Kohlenstoffäden, die jeweils einen Durchmesser von etwa 10 um haben und die miteinander zu einem Bündeldurchmesser von 0,3 bis 3 mm verzwirnt sind. Um den Leiter mit dem Hydrogel zu verbinden, wird ein Ende des Leiters auf der Oberfläche der Elektrode (geformter Artikel) Plaziert, und dann wird dieselbe wäßrige Polyvinylalkohollösung, die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrode verwendet wurde, auf den Verbindungsbereich aufgetragen, wonach die wiederholten Gefrier-Auftau-Zyklen oder das Gefrieren und die teilweise Vakuumdehydratisierung folgen. Es ist selbstverständlich möglich, vor der Gefrierstufe einen dünnen Draht eines Leiters in die in die Form gegossene wäßrige Polyvinylalkohollösung einzusetzen, so daß eine verfestigte Masse hergestellt wird, in die ein Ende des Leiters eingebettet ist. Um eine verfestigte Masse herzustellen, in die ein Ende des Leiters eingebettet ist, kann das Ende des Leiters in die halbfertige Masse des gegossenen Artikels eingesetzt werden, nachdem die gegossene Masse ein- oder zweimal den Gefrier-Auftau-Vorgängen unterzogen worden ist.
Es ist bevorzugt, daß der Teil des Leiters, von dem erwartet wird, daß er in Kontakt mit dem lebenden Körper kommt, elektrisch isoliert ist, z.B. durch Beschichten mit einem isolierenden Lack, um die Möglichkeit, daß der Teil des Leiters die Augenlider oder das Gesicht des untersuchten Patienten unter Verursachung eines Kurzschlusses kontaktiert, auszuschalten.
Dann wird die Elektrode, namentlich die mit einem Leiter, der mit einer Isolierschicht bedeckt ist, verbundene Elektrode in eine keimtötende Lösung oder in ein flüssiges Germizid getaucht. Anschließend wird wiederholt mit einem großen Überschuß an sterilisiertem Wasser gespült, und nachfolgend wird die Elektrode über einen Zeitraum von mehr als etwa 10 Minuten unter sterilen Bedingungen in eine sterilisierte physiologische Kochsalzlösung getaucht. Durch diese Vorgänge werden Bakterien, Pilze und Hefen, die möglicherweise die Innenbereiche und Oberflächen der Elektrode und des Leiters kontaminieren, herausgespült und entfernt, und nahezu das gesamte Wasser, das 70 % bis 92 % des Volumens der Elektrode einnimmt, wird durch physiologische Kochsalzlösung ersetzt, was gleichzeitig die Leitfähigkeit der Elektrode beträchtlich erhöht.
Alternativ kann der Vorgang des Eintauchens der Elektrode in die sterilisierte Lösung oder das flüssige Germizid weggelassen werden, und das in die physiologische Kochsalzlösung eingetauchte und abgedichtet in einem Beutel oder einer Flasche verpackte Endprodukt mit Gammastrahlen bestrahlt werden.
Die erfindungsgemäße Elektrode für die Verwendung in der Elektroretinographie kann an dem Ort, an dem der Patient der Untersuchung unterzogen wird, unter Berücksichtigung der Gestalt und der Dimensionen der Cornea oder der Sclerocornea und unter Berücksichtigung des Zustandes des Teils des lebenden Körpers, d.h. ob ein krankhafter Befund festgestellt wurde oder nicht, zu gewünschter Gestalt und gewünschten Dimensionen zugeschnitten werden.
Die erfindungsgemäße Elektrode hat, verglichen mit der bekannten weichen Kontaktlinse (die 5 bis 70 Gew.-%, normalerweise 35 bis 55 Gew.-%, Wasser enthält), eine höhere Leitfähigkeit, da der Wassergehalt (Gehalt an physiologischer Kochsalzlösung) der ersteren außerordentlich erhöht ist und im Bereich von nicht weniger als 70 Gew.-% liegt und im allgemeinen 80 bis 92 Gew.-% beträgt. Das durch Aufsetzen der erfindungsgemäßen Elektrode verursachte unangenehme Gefühl ist vergleichbar oder schwächer als bei der herkömmlichen weichen Kontaktlinse, und die erfindungsgemäße Elektrode kann in der gewünschten Position leicht ohne Verwendung eines Lidhalters aufgesetzt werden. Sie kann in der gewünschten Position enganliegend aufgesetzt werden, und sie kann durch einen Patienten, der sich in sitzender Position befindet, aufgesetzt werden. Der von dem Patienten zu ertragende Schmerz oder Streß ist bei ausreichendem S/N-Verhältnis und ausreichender Reproduzierbarkeit bei wiederholten Messungen relativ gering.
Ungeachtet der Tatsache, daß die aus dem erfindungsgemäßen Hydrogel hergestellte Elektrode eine große Menge Wasser enthält, hat sie eine hohe Druckfestigkeit von nicht weniger als 3000 kg/cm² und eine hohe Zugfestigkeit von 20 bis 40 kg/cm², was der mechanischen Festigkeit von kein Wasser enthaltendem Silikonkautschuk nahekommt. Dennoch hat die erfindungsgemäße Elektrode einen dynamischen Elastizitätsmodul (E') von 2 x 10&sup5; bis 3 x 10&sup5; Pa, was zeigt, daß die erfindungsgemäße Elektrode gegenüber Silikonkautschuk mit einem dynamischen Elastizitätsmodul von 5 x 10&sup5; bis 6 x 10&sup5; pa verbessert ist. Die erfindungsgemäße Elektrode vermittelt ein Gefühl ähnlich dem von weichem Gewebe, wie der glatten Muskeln der Blutgefäße, der Aorta abdominalis und der elastischen Fasern der Blutgefässe. Dieses Merkmal des Vorhandenseins analoger Eigenschaften, die mit denen von weichem Kautschuk vergleichbar sind und denen von weichem Gewebe ähneln, bedeutet einen wichtigen Unterschied zu den herkömmlichen weichen Kontaktlinsen, die härter und zerbrechlicher sind, so daß sie leicht brechen.
Das in der Erfindung verwendete kautschukartige Hydrogel ist lichtdurchlässig mit einer Farbe ähnlich wie Milch, obwohl der Grund dafür bisher nicht geklärt worden ist. Wenn man deshalb eine mit einer mittleren Öffnung versehene Elektrode auf die Cornea oder die Sclerocornea plaziert, kann das bestrahlende Licht direkt durch die Öffnung in die Pupille einfallen, und das gestreute Licht, das durch die lichtdurchlässige milchige Membran rund um die Peripherie der Pupille hindurchtritt, passiert die Pupille, um die Retina in gleichmäßig gestreutem Zustand zu erreichen. Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich wird, erbringt die Verwendung der erfindungsgemäßen Elektrode ein weiteres Verdienst gegenüber den aus weichen Kontaktlinsenmaterialien hergestellten herkömmlichen Elektroden, das darin besteht, daß die gesamte Fläche der Retina einschließlich des Bereiches nahe der Peripherie der Pupille weitgehend einheitlich stimuliert wird.
Das Material für die erfindungsgemäße Elektrode wird, wie vorstehend beschrieben, hergestellt, indem man lediglich eine wäßrige Polyvinylalkohollösung der thermischen Hysterese innerhalb eines niedrigen Temperaturbereiches unterzieht oder indem man dieselbe dem Gefrieren und der Vakuumdehydratisation unterzieht, und bei dem Herstellungsverfahren werden keine für lebende Organe schädliche Substanzen, wie Säuren, Alkalien, Chemikalien oder Vernetzungsmittel eingesetzt. Deshalb ist keine Entfernung schädlicher Substanzen aus dem Endprodukt durch teure und arbeitsaufwendige Behandlungen notwendig, und es kann lediglich durch Eintauchen, z.B. in eine sterilisierende grenzflächenaktive Lösung oder eine wäßrige Lösung von Chlorhexyzin (Hibitane), und anschließendes Spülen mit sterilem Wasser zu einem sterilen Zustand sterilisiert werden.
Obwohl die erfindungsgemäße Elektrode, wie oben erläutert, eine hohe mechanische Festigkeit aufweist, um für häufige tägliche Handhabungsvorgänge dauerhaft zu sein, kann sie bei niedrigen Kosten hergestellt werden, da sie durch ein relativ einfaches Verfahren erzeugt wird. Angesichts dieser Tatsache hat die erfindungsgemäße Elektrode vom hygienischen Standpunkt aus gesehen eine Eignung für die Verwendung als Wegwerfprodukt, namentlich um die Probleme, die durch Verkleben von Augenschleim, wechselseitige Infektion oder Kontaminierung mit Bakterien oder Pilzen verursacht werden, auszuschalten.

BEISPIELE DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird noch deutlicher durch einige Beispiele beschrieben. Im folgenden bedeutet "%" "Gewichts- prozent".

Beispiel 1

Es wurde eine Differentialelektrode 10, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, hergestellt.
Eine 20%ige wäßrige Lösung eines Polyvinylalkohols mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1000 und einem Hydrolysegrad von 98,5 Mol-% wurde in einen durch eine 0,3 mm starke Glasplatte begrenzten Schlitz (20 x 5 cm) gegossen. Sechs Kohlenstoffasern von jeweils 1 mm Durchmesser und 5 cm Länge wurden bei weitgehend gleichen Abständen von etwa 3 cm nebeneinandergelegt, wobei etwa 5 mm des einen Endes jeder Faser in die vergossene wäßrige Lösung getaucht wurden. Der die vergossene Lösung enthaltende Schlitz wurde auf - (minus) 30ºC gekühlt, um eine gefrorene Masse zu bilden, die bei vermindertem Druck von 13,33 Pa (0,1 mmHg) zur Entfernung von etwa 7 % des enthaltenen Wassers dehydratisiert wurde, wonach die Temperatur der dehydratisierten Masse wieder auf Raumtemperatur erhöht wurde, um eine im allgemeinen flache Hydrogelmembran zu erhalten, die 79 % Wasser enthielt. Die flache Hydrogelmembran wurde so zerschnitten, daß sechs Differentialelektroden 10 von je 5 x 4 mm und mit einer Kohlenstoffaser 11, von der ein Ende in dem verfestigten Hydrogel eingebettet war, hergestellt wurden. Ein elektrisch isolierender Lack (auf Silikonharzbasis) wurde auf die Kohlenstoffaser aufgetragen, so daß etwa 3 cm Länge dieser Faser von dem Ende, an dem sie mit dem verfestigten Hydrogel verbunden war, mit der Isolierschicht bedeckt war. Nachdem man über Nacht stehengelassen hatte, wurden die sechs Differentialelektroden über Nacht in eine Sterilisierlösung (wäßrige Hibitane-Lösung), dann zum Spülen in 50 ml steriles Wasser getaucht. Die Hydrogelplatten oder Differentialelektroden 10 wurden weitere drei Male mit sterilem Wasser gespült. Während der Sterilisier- und Spülvorgänge absorbierten alle Hydrogelplatten Wasser, so daß ihr Wassergehalt (79 % vor diesen Vorgängen) sich auf 80 % erhöhte. Nach dem Eintauchen in 50 ml sterilisierte physiologische Kochsalzlösung für 30 Minuten unter sterilen Bedingungen wurden die Elektroden jeweils unter sterilen Bedingungen in sterilisierte Glasflaschen gegeben und diese dicht verschlossen.
Eine der Elektroden 10 wurde zum Kultivieren bei 37ºC für 7 Tage auf ein Fleischbrühekulturmedium gegeben. Das Ergebnis war, daß keine Mikroorganismen gefunden wurden.
Eine physiologische Kochsalzlösung wurde auf die obere Fläche einer Halbkugel aus rostfreiem Stahl mit einem Krümmungsradius (13 mm), der den der Sclera des Augapfels imitierte, getropft, und dann wurde eine der Elektroden sanft darauf plaziert. Der elektrische Widerstand zwischen dem vorderen Ende des Leiters der Elektrode und dem Boden oder der Innenfläche der Halbkugel aus rostfreiem Stahl wurde gemessen, und es wurde gefunden, daß er 15 kX betrug.
Eine weitere Elektrode wurde bei der Elektroretinographie verwendt, die nach dem folgenden Verfahren durchgeführt wurde. Eine Elektrodenpaste (erhältlich von Nippon Koden K.K., Handelsbezeichnung "P-10E") wurde auf das Ohrläppchen eines Patienten aufgetragen, der auf einem abgeschirmten Sitz eines Stuhles in einem dunklen Raum saß, und die Silberchloridfläche einer Silberplattenelektrode wurde mit der Elektrodenpaste in Kontakt gebracht, um in situ mit einem schwarzen Klebeband fixiert zu werden. Nachdem in das linke Auge des Patienten tropfenweise eine ophthalmische Lösung (die ein Anaesthetikum für das Epithelium anterius corneae und Ethylcellulose enthielt) gegeben wurde, wurde eine der Elektroden dieses Beispiels in die Fornix eingesetzt, und der Leiter der Elektrode wurde mit einem Verstärker verbunden (erhältlich von Nippon Koden K.K., Handelsbezeichnung "AVB-2"). Nach dem Abtragen der überschüssigen Lösung ließ man den Patienten 15 Minuten sitzen und sich an die Dunkelheit anpassen. Nach der Feststellung, daß keine Unnormalitäten bei der eingesetzten Elektrode gefunden wurden, wurde das linke Auge des Patienten mit einem Blitzlicht bestrahlt, das durch die Kondensatorentladung einer 20-Joule-Xenon-Entladungsröhre (hergestellt von Toshiba Corp., Handelsbezeichnung "FT-106") emittiert wurde, die an einem Ort 25 cm von der zu untersuchenden Cornea entfernt plaziert und geerdet war. Die Zeitkonstanten des Verstärkers wurden auf 0,3 Sekunden (für die - und -Wellen) und auf 0,003 Sekunden (für das Schwingungspotential) festgesetzt, und die Hochfrequenzcharakteristik des Verstärkers betrug 3 db Dämpfung bei 1 kHz. Durch ein Kathodenstrahloszilloskop (erhältlich von Nippon Koden K.K., Handelsbezeichnung "DC-7") wurden klare a&sub1;-, a&sub2;-, b- und Schwingungspotentialwellen beobachtet. Die Messungen wurden 4 Tage wiederholt, einmal täglich, um zu bestätigen, daß die Reproduzierbarkeiten der Wellenform und die Höhen der jeweiligen Maxima akzeptabel waren und daß a&sub1;, a&sub2;, b und die Summe des Schwingungspotentials in positiver Richtung und seine Summe in Abwärtsrichtung 0,1 ± 0,01 : 0,08 ± 0,02, 0,24 ± 0,04 : 0,15 ± 0,07 : und 0,10 ± 0,04 (mV) betrugen.

Vergleichsbeispiel 1

Drei handelsübliche Elektroretinographieelektroden (Proben N, S und K zum Aufbringen auf die Cornea), die jeweils aus einer metallbeschichteten harten Kontaktlinse aufgebaut waren, wurden auf die Cornea derselben Person wie in Beispiel 1 wurde, aufgesetzt, um Elektroretinogramme zu erhalten. Die Proben K und S bereiteten Schwierigkeiten bei den Aufsetzvorgängen, und sie wurden unter Verwendung eines Lidhalters, von Handaya K.K. erhältlich, aufgesetzt. Die Proben N und S, begleitet von einigem Druckgefühl aufgetragen, verursachten nach ihrem Aufsetzen Schmerzen durch fortgesetztes Aufsetzen, das über 5 Minuten und mehr hinausging. Die Ergebnisse der Elektroretinographie, die durchgeführt wurde, während die Probe N verwendet wurde, waren für jeweilige viermalige Tests umfassend verändert, wobei die Maximalwerte von a, b und OP (Schwingungspotential) das Doppelte der Minimalwerte erreichten, was zeigt, daß die Elektrodenprobe N nicht fest aufsaß und eine schlechte Stabilität aufwies.

Beispiel 2

Es wurde eine Differentialelektrode 30 hergestellt, wie sie in Fig. 3 und 4 gezeigt wird.
Die 15%ige wäßrige Lösung eines Polyvinylalkohols mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1200 und einem Hydrolysegrad von 99 Mol-% wurde in eine Form zum Ausformen einer gekrümmten Membran mit einem Krümmungsradius von 8 mm, einer einheitlichen Dicke von 0,2 mm und einem Durchmesser von 13 mm vergossen. Die so vergossene Masse wurde in zwei Zyklen den Gefrier-Auftau-Stufen unterzogen, um eine halbfertige geformte Masse mit einem Umfangsbereich zu erhalten, auf den ein Ende einer Kohlenstoffaser 31 (mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 5 cm) plaziert wurde, wobei die Länge der Faser, die auf den Umfangsbereich der geformten Masse plaziert wurde, 1 cm betrug, und ein Tropfen derselben wäßrigen Polyvinylalkohollösung, wie sie zum Vergießen der geformten Masse verwendet wurde, wurde aufgetropft, um den Bereich der Faser, der in Eingriff mit der geformten Masse war, zu überziehen. Danach wurde die geformte Masse weiteren drei Gefrier-Auftau- Zyklen unterzogen, um ein geformtes Produkt zu erhalten. Das Mittelteil des geformten Produktes wurde herausgestanzt, um eine Öffnung 32 mit einem Durchmesser von 4 mm zu bilden, und die als Leiter dienende Kohlenstoffaser 31 wurde mit einem Isolator überzogen, wobei ein blankes vorderes Ende von 1 cm Länge belassen wurde. Die so erhaltene Hydrogelmasse wurde sterilisiert, mit sterilem Wasser gewaschen und verpackt, um eine Differentialelektrode 30 aus 85 % Wasser enthaltendem kautschukartigem Hydrogel zu erzeugen. Die Elektrode wurde auf die Cornea desselben Auges wie in Beispiel 1 untersucht aufgesetzt und auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise der Elektroretinographie unterzogen, wobei gefunden wurde, daß a&sub1;, a&sub2;, b und die Summe der Schwingungspotentialwellen in positiver Richtung und ihre Summe in Abwärtsrichtung 0,2 ± 0,01 : 0,15 ± 0,02, 0,45 ± 0,04 : 0,3 ± 0,07 : und 0,2 ± 0,04 (mV) betrugen. Nach dem Lösen der oben erwähnten Differentialelektrode wurde die Cornea mit Fluoreszein eingefärbt und durch ein Schlitzlampenmikroskop beobachtet. Das Ergebnis war, daß kein eingefärbter Bereich gefunden wurde. Der Krümmungsradius der Cornea des untersuchten Auges betrug 7,5 mm in horizontaler Richtung und 7,7 mm in vertikaler Richtung.
Eine physiologische Kochsalzlösung wurde auf einen mit einem Schioetz-Tonometer verbundenen kugelförmigen Testblock getropft, und die vom untersuchten Auge gelöste Differentialelektrode wurde darauf plaziert. Der elektrische Widerstand zwischen dem kugelförmigen Block und dem Leiter der Elektrode wurde gemessen, und als Ergebnis wurden 17 kX erhalten.
Obwohl bei diesem Beispiel die mit einer Öffnung 32 von relativ kleinem Durchmesser versehene Differentialelektrode 30 hergestellt wurde, kann auch eine ringförmige Differentialelektrode 50, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, die mit einer Öffnung 52 von großem Durchmesser versehen ist, hergestellt und mühelos im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Vergleichsbeispiel 2

Dieselben handelsüblichen Elektrodenproben N und S, wie in Vergleichsbeispiel 1 verwendet, wurden auf beide Augen desselben Patienten wie Beispiel 1 aufgesetzt, wobei die Elektroenproben N und S nach Ablauf von 3 Minuten von den Augen geöst wurden, und die Augen wurden mit Fluoreszein eingefärbt. Die Beobachtung beider Augen im eingefärbten Zustand bewies, daß die Störung des Epithelium so schwerwiegend war, daß etwa ein Drittel der Cornea, auf welche Probe N aufgesetzt war, eingefärbt war, und daß ein Teil der Cornea, auf welchen Probe S aufgesetzt war, eingefärbt war, was die dadurch in dem Epithelium hervorgerufene Störung anzeigte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrode zur Verwendung in der Elektroretinografie, enthaltend eine dünne Membran aus einem Hydrogel, das ein hydrophiles Polymer enthält und einen hohen Wassergehalt aufweist, und einen mit der dünnen Membran verbundenen Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Membran mittels eines Verfahrens hergestellt wird, das umfaßt:

eine Gießstufe, in der eine wäßrige Lösung, die mehr als 8 Gew.% und nicht mehr als 30 Gew.% eines Polyvinylalkohols mit einem Hydrolysegrad von nicht weniger als 98 Mol.% und einem mittleren Polymerisationsgrad von nicht weniger als 1000 enthält, in eine Form mit der gewünschten Gestalt und Dimension vergossen wird, eine Gefrierstufe, in der die vergossene wäßrige Lösung auf eine Temperatur von nicht höher als - (minus) 10ºC gekühlt wird, um eine gekühlte gefrorene Masse zu erhalten, eine Auftaustufe, in der diese gekühlte gefrorene Masse aufgetaut wird, und 1 bis 7 zusätzliche zyklische Verfahrensstufen, deren jede diese Gefrier- und Auftaustufe umfaßt.

2. Elektrode zur Verwendung in der Elektroretinografie, enthaltend eine dünne Membran aus einem Hydrogel, das ein hydrophiles Polymer enthält und einen hohen Wassergehalt aufweist, und einen mit der dünnen Membran verbundenen Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Membran mittels eines Verfahrens hergestellt wird, das umfaßt:

eine Gießstufe, in der eine wäßrige Lösung, die mehr als 8 Gew.% und nicht mehr als 30 Gew.% eines Polyvinylalkohols mit einem Hydrolysegrad von nicht weniger als 98 Mol.% und einem mittleren Polymerisationsgrad von nicht weniger als 1000 enthält, in eine Form mit der gewünschten Gestalt und Dimension vergossen wird, eine Gefrierstufe, in der die vergossene wäßrige Lösung auf eine Temperatur von nicht höher als - (minus) 10ºC gekühlt wird, um eine gekühlte gefrorene Masse zu erhalten, und eine teilweise Dehydratisierungsstufe, in der die gekühlte Masse der vergossenen wäßrigen Lösung im Vakuum dehydratisiert wird, bis die prozentuale Dehydratisierungsrate nicht weniger als 3 Gew.% erreicht.

3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Elektrode die Gestalt einer im allgemeinen flachen Membran hat.

4. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Elektrode die Gestalt einer gekrümmten Scheibe aufweist.

5. Elektrode nach Anspruch 4, wobei die Scheibe mit einer Öffnung versehen ist, sodaß die Pupille durch die Öffnung frei liegt, wenn die Scheibe auf die Cornea gelegt wird.

6. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Leiter aus einem Material besteht, das ausgewählt wird unter Silber, Kupfer, Gold, Baumwolle und Kohlenstoff.

7. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Teil des Leiters, der mit dem lebenden Körper in Kontakt ist, mit einem elektrisch isolierenden Material überzogen ist.

8. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Hydrogel einen Wassergehalt von nicht weniger als 70 Gew.%, eine Druckfestigkeit von nicht weniger als 3000 kg/cm² und ein dynamisches Elastizitätsmodul E' von 2 x 10&sup5; bis 3 x 10&sup5; Pa aufweist.