ES2908580T3

ES2908580T3 - Electrodo con una capa incrustada y procedimiento para su producción

Info

Publication number: ES2908580T3
Application number: ES12720804T
Authority: ES
Inventors: Klaus-Peter Anhalt; Holger Reinhardt; Lucien Opitz
Original assignee: Ottobock SE and Co KGaA
Current assignee: Ottobock SE and Co KGaA
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2032-05-04
Also published as: DE102011101583B4; EP2707084B1; DE102011101583A1; US20140209351A1; CN103596620A; CN103596620B; WO2012152418A1; US10347386B2; EP2707084A1

Abstract

Electrodo (1) para la transmisión transcutánea de señales eléctricas con a) una primera capa y b) una capa (10) polimérica eléctricamente conductora, que contiene partículas conductoras, estando atravesada la primera capa parcialmente por la capa (10) polimérica, de modo que sobresale de la capa (10) polimérica en al menos un primer lado, caracterizado porque la primera capa está configurada para retener un líquido al menos también debido a una fuerza capilar, y porque el electrodo (1) presenta una capa (14) de contacto de electrodo, que está incrustada parcialmente en la capa (10) polimérica, de modo que sobresale de la capa (10) polimérica en un segundo lado opuesto al primer lado, tratándose en el caso de la primera capa de un velo de fibras o una esponja.

Description

DESCRIPCIÓN

Electrodo con una capa incrustada y procedimiento para su producción

La invención se refiere a un electrodo para la transmisión transcutánea de señales eléctricas con una primera capa y una capa polimérica eléctricamente conductora, que contiene partículas conductoras, estando atravesada la primera capa parcialmente por la capa polimérica, de modo que sobresale de la capa polimérica en al menos un primer lado, así como a un procedimiento para producir un electrodo de este tipo, así como a un vendaje con al menos un electrodo de este tipo.

Tales electrodos se usan para diferentes aplicaciones clínicas, por ejemplo, electrocardiogramas, electroencefalogramas o electromiogramas, pero se emplean también en procedimientos a más largo plazo. Así, tales electrodos se utilizan en particular también para la estimulación muscular, por ejemplo, para el desarrollo de musculatura mediante electroestimulación funcional (FES) o estimulación nerviosa eléctrica transcutánea (TENS). A este respecto se transmiten señales eléctricas a través de los electrodos al cuerpo del usuario de los electrodos, de modo que se excitan los músculos para su movimiento. Alternativamente a esto también es posible, con tales electrodos, captar señales eléctricas de un músculo o de la piel del usuario y suministrarlas al procesamiento adicional.

Para hacer posible la transmisión de las señales eléctricas desde el electrodo al cuerpo del paciente, es necesario que tenga lugar el contacto real entre el electrodo y la piel del paciente a través de un medio iónicamente conductor. Únicamente la derivación de señales eléctricas desde la piel del paciente es posible por ejemplo también mediante electrodos metálicos. Así, por ejemplo, se conoce por el documento DE 10 2009 013 470 A1 disponer una almohadilla de gel con un gel líquido iónicamente conductor sobre el lado dirigido hacia la piel del electrodo. Sobre el otro lado de la almohadilla de gel se encuentra entonces un material portador a prueba de líquido, para impedir una salida del gel líquido en este lado del electrodo. Para garantizar un contacto eléctrico lo mejor posible entre el electrodo, en particular el gel líquido en la almohadilla de gel, y la piel del usuario, sobre la piel del paciente tiene que formarse una película de gel o de humedad. Los electrodos dotados de este hidrogel o gel líquido son muy pegajosos, de modo que proporcionan una adhesión buena al menos a corto plazo a la piel del usuario. Por el contrario, los electrodos de esponja se vuelven húmedos y pringosos debido al líquido que se puede sacar fácilmente apretando.

El contacto de la almohadilla de gel iónicamente conductora tiene lugar a través de una placa metálica o un electrodo de goma. Esta/Este presenta en el lado dirigido en sentido opuesto a la almohadilla de gel un botón de presión metálico, con el que puede ponerse en contacto por ejemplo por un aparato de electrocardiogramas a través de su cable.

A este respecto, la placa metálica tiene que estar en un contacto táctil constante con la almohadilla de gel, para garantizar un contacto eléctrico.

Una estructura de electrodo similar se conoce por ejemplo por el documento EP 1021 986 A2. También en este caso, en un lado dirigido hacia la piel de un material portador se encuentra un cuerpo de gel, que está lleno de un gel conductor. En la almohadilla de gel está dispuesto un sensor metálico con un elemento de conexión de botón de presión, a través del que puede establecerse contacto con el sensor y con ello con la almohadilla de gel. También en este caso, el sensor metálico tiene que estar en un contacto táctil constante con la almohadilla de gel, para garantizar un contacto eléctrico.

Por el documento EP 0 467 966 B1 se conoce un electrodo de estimulación eléctrico, en el que las señales eléctricas se acoplan directamente a la piel del paciente a través de una tela conductora. Esta tela conductora presenta un dispositivo de fibra conductor, y está impregnada con un adhesivo conductor, que en este caso proporciona el verdadero contacto entre el electrodo y la piel.

Todos los electrodos mencionados hasta el momento no son adecuados para una duración de uso prolongada, por ejemplo en el caso de tratamientos prolongados en forma de estimulaciones musculares, que a menudo se extienden a lo largo de varios días. En el transcurso de este tiempo se produce por ejemplo debido a las contracciones musculares, que se provocan por las señales eléctricas que se introducen en el cuerpo humano mediante los electrodos, un fuerte movimiento de la piel en el sitio del electrodo. Además, los pacientes se mueven intensamente en el transcurso de varios días, de modo que se plantean requisitos elevados para los electrodos con respecto a la resistencia mecánica.

Por un lado, resulta desventajoso que las almohadillas de gel descritas hasta el momento son muy pegajosas debido al gel líquido contenido en las mismas. Si ahora, debido a movimientos del paciente, se produce un movimiento relativo entre la piel y el electrodo adherido a la misma, puede soltarse el punto de adhesión y con el siguiente movimiento formarse de nuevo en otro punto. Esto tiene un efecto similar a cuando una tirita se suelta constantemente y se adhiere de nuevo. Conduce a enrojecimientos cutáneos e irritaciones y es en general incómodo para el usuario. Además, un desprendimiento y una nueva adhesión de este tipo del electrodo tienen la desventaja de que al menos brevemente se interrumpe o al menos se perjudica el contacto eléctrico entre el electrodo y el cuerpo del paciente. Por otro lado, debido al movimiento relativo entre la piel del paciente y el electrodo puede producirse un desplazamiento, de modo que ya no puede garantizarse la situación óptima del electrodo en relación con el músculo estimulado por el mismo o puede provocarse una deformación del electrodo.

Además de la almohadilla de gel autoadhesiva, el contacto a través de un sensor metálico también presenta desventajas. Debido al fuerte movimiento al que se somete un electrodo en el transcurso del tiempo en el cuerpo humano, pueden producirse en este caso rupturas en el contacto, de modo que en el peor de los casos se interrumpe el contacto eléctrico, de modo que no pueden introducirse señales de corriente adicionales en el cuerpo del paciente. Esto tendría como consecuencia un fracaso de la terapia.

Por el documento WO 01/02052 A2 se conoce una prenda de vestir, que comprende al menos dos zonas diferentes, de las que una está configurada de manera eléctricamente conductora. Ambos tipos de tejido se cosen o se tejen entre sí. Las zonas eléctricamente conductoras pueden usarse entonces como electrodo para aplicaciones médicas. El documento US 5.123.423 da a conocer una almohadilla para desfibriladores, que se pega entre el electrodo del desfibrilador y la piel del paciente. En estas almohadillas, debido a la situación de emergencia en la que se usan, no es importante una comodidad de uso elevada. Las almohadillas se componen de una capa inferior, que está compuesta por un polímero conductor. En su interior y por encima está dispuesta una capa fibrosa por ejemplo de fibras de carbono, que impide la capa polimérica se pegue también al electrodo del desfibrilador.

Por el documento US 2007/0049814 A1 se conoce un conjunto de prendas de vestir, que dispone de electrodos y depósitos de gel, a través de los que pueden enviarse señales eléctricas como estimulación a músculos que se encuentran por debajo de la prenda de vestir del usuario.

El documento DE 93 16259 U1 da a conocer un electrodo, que se compone de una capa polimérica conductora y una capa de cobertura que cubre esta capa. A este respecto, la capa polimérica se vierte en una entalladura de una capa de plástico celular, para conseguir una unión al ras de las capas de sustancia conductora y no conductora. Por el documento DE 102009017179 A1 se conoce un dispositivo para la electromioestimulación, que se compone de un traje de una o varias piezas, en el que están incorporados electrodos basados en material textil, donadores de humedad y conducciones de alimentación eléctricas integrados.

Por consiguiente, la invención se basa en el objetivo de proponer un electrodo y un procedimiento para producir un electrodo de este tipo, que también en el caso de movimientos fuertes y una duración de uso prolongada garantice una sensación de uso agradable para el paciente con al mismo tiempo un contacto óptimo.

La invención alcanza el objetivo planteado mediante un electrodo de tipo genérico para la transmisión transcutánea de señales eléctricas con una primera capa, que está configurada para retener un líquido al menos también debido a una fuerza capilar, y una capa polimérica eléctricamente conductora, que contiene partículas conductoras, estando atravesada la primera capa parcialmente por la capa polimérica, de modo que sobresale de la capa polimérica en al menos un primer lado. Además, el electrodo según la invención comprende adicionalmente una capa de contacto de electrodo, que está atravesada al menos parcialmente por la capa polimérica, de modo que sobresale de la capa polimérica en un lado opuesto al primer lado. La primera capa es una esponja o un velo de fibras. En esta capa de contacto de electrodo está dispuesto ventajosamente un alambre de conexión u otro contacto eléctrico, para suministrar señales eléctricas captadas por el electrodo al procesamiento adicional o para conducir señales eléctricas al electrodo, que deben transmitirse desde el electrodo al paciente.

Ventajosamente, en el caso de la primera capa se trata de un velo de fibras, en particular un velo de nanofibras. Dado que la primera capa está configurada para retener un líquido al menos también debido a una fuerza capilar, se impiden de manera efectiva las desventajas que se provocan debido al uso de una almohadilla de hidrogel. Como primera capa debe usarse según la invención una esponja o un velo de fibras, en particular un velo de microfibras o nanofibras. Cuanto menores sean las aberturas y cavidades en la primera capa, mayor será la fuerza capilar que se genere a partir de las mismas, con lo que aumenta la capacidad de la primera capa para retener el líquido. En particular en el caso de usar velos de microfibras y nanofibras, la fuerza capilar es alta. A menudo es completamente suficiente por ejemplo humedecer solo ligeramente la primera capa, dado que debido a la fuerza capilar muy alta en particular de un velo de nanofibras esta humedad está ligada muy fuertemente en la primera capa. Es incluso concebible diseñar los electrodos de tal manera que puedan usarse en estado seco y que únicamente debido al sudor presente sobre la piel del paciente pueda penetrar suficiente humedad en la primera capa del electrodo, para proporcionar una unión eléctricamente conductora.

Ha demostrado ser una configuración especialmente preferida, como ya se ha expuesto, el velo de nanofibras como primera capa. A continuación se describe la invención mediante un ejemplo de realización con un velo de nanofibras. Sin embargo, todas las realizaciones que hacen referencia al velo de nanofibras son igualmente aplicables a primeras capas, que se produjeron a partir de otros materiales. En consecuencia, cuando a continuación se habla de un velo de nanofibras, quiere decirse también siempre una primera capa, que puede existir en otra configuración.

A este respecto, el velo de nanofibras, que puede producirse en particular en el procedimiento de electrohilatura, forma la superficie de contacto con la piel del paciente. Si el velo se produce por ejemplo en el procedimiento de electrohilatura, se generan fibras muy delgadas, por ejemplo a partir de una disolución polimérica mediante el tratamiento en un campo eléctrico. Se generan normalmente fibras con un diámetro menor de 1000 nm, por lo que en este caso se habla de nanofibras. Un velo de este tipo presenta un gran número de espacios intermedios pequeños y minúsculos. En estos, el efecto de capilaridad es tan fuerte debido al diámetro muy reducido, que un líquido contenido en los mismos está ligado mecánica y físicamente y se almacena en el velo. Si el velo de nanofibras está ahora impregnado con un líquido que contiene iones, el velo es de ese modo iónicamente conductor, incluso si el verdadero material de velo debe ser eléctricamente aislante. Es decir, si se aplica una tensión eléctrica, los iones fluyen al punto correspondiente, de modo que se produce un flujo de corriente.

Dado que el agua o el líquido mezclado con iones está ligado debido al fuerte efecto de capilaridad en el velo de nanofibras físicamente más fuerte que en el caso de otros materiales usados, por ejemplo una esponja, y se impide claramente su evaporación, puede prescindirse de suplementaciones y aditivos higroscópicos, de modo que este velo de nanofibras no es pegajoso. Por consiguiente, las desventajas conocidas del estado de la técnica de las almohadillas de hidrogel o de gel líquido, que tenían como consecuencia un desprendimiento y una adhesión constantes del electrodo, se han evitado de manera eficaz. La combinación de un velo de fibras y un medio iónicamente conductor garantiza un contacto óptimo de la piel del usuario del electrodo. Dado que los electrodos según el ejemplo de realización de la presente invención no se pegan a la piel, se hace posible en particular en posiciones del cuerpo que pueden estar sometidas a un fuerte movimiento, por ejemplo la rodilla o el codo, conseguir también en el caso de un fuerte movimiento de estas regiones del cuerpo un contacto óptimo, sin que se produzcan tensiones en la piel o desprendimientos parciales del electrodo.

El velo de nanofibras está atravesado parcialmente por una capa polimérica, que contiene partículas conductoras. Sin embargo, a este respecto no se trata de partículas iónicamente conductoras, sino de partículas electrónicamente conductoras, en las que el flujo de corriente tiene lugar debido a un movimiento de los electrones. Dado que el velo de nanofibras está atravesado parcialmente por la capa polimérica, el polímero con las partículas conductoras contenidas en el mismo en esta región penetra en los espacios intermedios pequeños y minúsculos del velo de nanofibras. Sin embargo, dado que el velo de nanofibras solo está atravesado parcialmente por la capa polimérica, también se atraviesa y se llena solo una parte de los espacios intermedios del velo de nanofibras por el polímero. Los restantes siguen pudiendo llenarse con el líquido que contiene iones. De esta manera se produce un contacto óptimo entre el líquido iónicamente conductor en el velo de nanofibras y las partículas electrónicamente conductoras en la capa polimérica. Preferiblemente, el velo de nanofibras está rodeado aproximadamente en de un tercio a la mitad por polímero, mientras que el resto del velo de nanofibras sobresale de la capa polimérica en el lado dirigido hacia la piel del electrodo. En el caso de un grosor del velo de nanofibras de por ejemplo 370 m, la profundidad de penetración asciende por ejemplo a 130 m.

Tanto un velo de nanofibras, por ejemplo un velo de electrohilatura, como una capa polimérica están configurados de manera maleable y flexible, de modo que toda la estructura de electrodo descrita hasta el momento es igualmente flexible y maleable. Con ello se garantiza que un electrodo de este tipo pueda reproducir sin problemas movimientos del cuerpo o de los músculos que se encuentra bajo la piel, sin que se produzca un desprendimiento o desplazamiento del electrodo en relación con el cuerpo del usuario del electrodo. Con ello se garantiza que independientemente del tipo y de la intensidad de los movimientos del usuario se garantice un contacto óptimo, de modo que la terapia o monitorización mediante las señales transmitidas mediante el electrodo al cuerpo o captadas del cuerpo mediante el electrodo pueda tener lugar de una forma óptima.

También la capa de contacto de electrodo está, como el velo de nanofibras, rodeada parcialmente por la capa polimérica e incrustada en la misma. Sin embargo, la capa de contacto de electrodo también sobresale de la capa polimérica, concretamente en el lado dirigido en sentido opuesto a la piel de la capa polimérica, es decir en el lado opuesto al velo de nanofibras.

Ha resultado ser especialmente ventajoso que la capa de contacto de electrodo comprenda una capa de un material textil conductor. A este respecto puede tratarse por ejemplo de un material textil recubierto con un metal, en particular con plata.

El uso de un material textil recubierto metálicamente de este tipo tiene una serie de ventajas. Por un lado, esta capa también es maleable y flexible, de modo que la estructura del electrodo todavía puede seguir movimientos del cuerpo del paciente, sin que debido a la solicitación mecánica provocada por ello se perjudique un contacto eléctrico. Por otro lado, en un material textil recubierto de este tipo puede colocarse de manera especialmente ventajosa un alambre de conexión.

Un material textil recubierto metálicamente de este tipo dispone de un gran número de fibras recubiertas individuales, que pueden funcionar cada una en sí como conducción de corriente. Debido al número muy grande de fibras y por consiguiente de canales de conducción de corriente, para el contacto es insignificante si algunos de estos contactos, por ejemplo debido a un recubrimiento metálico roto o reventado, ya no son eléctricamente conductores. Si ahora sobre un material textil de este tipo, por ejemplo un tejido, se coloca el alambre de conexión, se producen entre los diferentes cordones del alambre de conexión y las fibras del tejido recubierto o del material textil recubierto un gran número de contactos. Por tanto, también en este caso es insignificante si un determinado porcentaje de estos contactos se suelta, se rompe o ya no funciona debido a otras influencias ni conduce la corriente eléctrica. Se garantiza además un contacto, dado que para la conducción mediante flujo de electrones en principio es suficiente si sigue existiendo uno de los contactos. De esta manera se consigue un contacto muy estable en particular frente a la solicitación mecánica, sin limitar la movilidad, flexibilidad y elasticidad del electrodo.

Alternativamente a esto, la capa de contacto de electrodo puede comprender también una tinta metálica, en particular una tinta de plata, impresa sobre una lámina portadora. A este respecto puede controlarse el número de contactos entre el patrón impreso y un alambre de conexión por ejemplo colocado o sus cordones a través de la elección del patrón. Si en este caso se usa por ejemplo un patrón de filigrana y muy ramificado, también pueden crearse de esta manera un gran número de contactos, de los que solo es necesario que funcione un porcentaje reducido para garantizar un contacto óptimo del electrodo.

En una forma de realización especialmente ventajosa, la capa polimérica eléctricamente conductora contiene como partículas conductoras en particular pigmentos conductores, negro de carbón conductor, grafito, CNT o partículas metálicas dendríticas. A este respecto, CNT designa nanotubos de carbono (Carbón Nano Tubes). En particular ha dado buen resultado el uso de combinaciones de partículas en forma de plaquita y prácticamente esféricas. De esta manera puede superarse de manera especialmente segura y sencilla, con un grado de llenado relativamente reducido, el umbral de percolación, de modo que se produce una conductividad eléctrica por toda la capa polimérica. En particular el uso de pigmentos conductores tiene además la ventaja de que de ese modo puede elegirse libremente el color del electrodo. Los electrodos para diferentes propósitos de uso presentan diferentes propiedades, por ejemplo una diferente conductividad eléctrica. Así, por ejemplo, un electrodo para captar señales eléctricas de la piel del paciente está dotado de una mayor conductividad eléctrica que un electrodo, mediante el que deben transmitirse señales eléctricas a la piel. Si se establece ahora por ejemplo la conductividad del polímero mediante el uso de grafito o negro de carbón conductor, de este modo se fija el color. Así, una diferenciación óptica de los diferentes electrodos para los diferentes campos de aplicación no es posible. Una vez que el electrodo se ha extraído del envoltorio, el usuario ya no puede diferenciar para qué está pensado el electrodo. Si entonces, por ejemplo, se usa accidentalmente un electrodo para captar señales eléctricas como electrodo de estimulación, puede producirse, debido a la elevada conductividad con la misma tensión aplicada, un flujo de corriente demasiado intenso que es desagradable para el usuario. En particular pueden producirse dolores y quemaduras.

Mediante el uso de partículas conductoras en la capa polimérica puede evitarse el uso de negro de carbón o grafito. El negro de carbón o grafito se componen por regla general de nanopartículas, que son tan pequeñas que pueden penetrar en el cuerpo humano. Para ello, pueden llegar por ejemplo debido a abrasión al aire y captarse desde allí a través de las vías respiratorias o llegar de otra manera al cuerpo humano. El peligro que parte potencialmente de estas nanopartículas se evita de manera segura mediante el uso de las partículas conductoras que presentan, por ejemplo, un tamaño en el intervalo micrométrico. Además, mediante el uso de por ejemplo pigmentos conductores es posible diseñar los electrodos también según puntos de vista estéticos.

Mediante el uso de pigmentos conductores en la capa polimérica conductora puede elegirse libremente el color de esta capa polimérica, de modo que por ejemplo gracias al color del electrodo el propio usuario puede diferenciar si se trata de un electrodo para captar señales eléctricas o por ejemplo de un electrodo de estimulación, con el que deben transmitirse señales eléctricas a la piel del paciente. Con ello se impiden usos incorrectos.

Un procedimiento según la invención para producir un electrodo de este tipo comprende las siguientes etapas: a) verter o aplicar mediante rasqueta al menos una primera parte de una capa polimérica conductora a partir de un polímero, que contiene partículas conductoras,

b) introducir a presión una primera capa, por ejemplo un velo de fibras, en particular un velo de nanofibras, en la capa polimérica, de modo que la primera capa está atravesada parcialmente por la capa polimérica y sobresale de la capa polimérica en un primer lado.

El polímero se vierte en estado procesable líquido sobre una superficie de trabajo. Opcionalmente, de manera adicional o alternativa a esto puede generarse también mediante aplicación mediante rasqueta una capa homogénea, en la que las partículas conductoras, en particular pigmentos, se orientan en una orientación preferente. Mientras está en este estado, el velo de nanofibras se coloca ahora sobre la capa polimérica y se introduce a presión. Dado el caso se espera un poco entremedias, de modo que la capa polimérica puede endurecerse algo. Alternativamente a esto, la viscosidad de la capa polimérica puede elegirse también de tal manera que la primera capa, por ejemplo el velo de nanofibras, pueda introducirse a presión inmediatamente. De esta manera puede ajustarse de manera muy exacta la magnitud de la profundidad de penetración de la primera capa en la capa polimérica.

Preferiblemente, el procedimiento comprende las siguientes etapas adicionales:

c) dejar endurecer la al menos primera parte de la capa polimérica conductora,

d) verter o aplicar mediante rasqueta una segunda parte de la capa polimérica conductora sobre un segundo lado opuesto al primer lado de la capa polimérica y

e) introducir a presión una capa de contacto de electrodo en la segunda parte de la capa polimérica, de modo que la capa de contacto de electrodo está incrustada parcialmente en la capa polimérica y sobresale de la capa polimérica en el segundo lado.

Después de que en consecuencia se haya introducido a presión la primera capa, por ejemplo el velo de nanofibras, en la primera parte del polímero conductor, se deja endurecer el polímero hasta que puedan moverse y en particular darse la vuelta conjuntamente las dos capas, es decir el velo de nanofibras y la capa polimérica conductora. Tras darles la vuelta puede aplicarse al lado originariamente inferior que se encuentra ahora arriba de la primera parte de la capa polimérica conductora una segunda parte de la capa polimérica conductora. También esta se aplica en estado líquido, de modo que una capa de contacto de electrodo, que puede encontrarse por ejemplo en forma de un material textil conductor, pueda introducirse a presión en esta segunda parte. También en este caso puede ajustarse de manera muy exacta con qué profundidad debe penetrar la capa de contacto de electrodo en el polímero y cuánto sobresale del polímero. A continuación puede colocarse sobre la capa de contacto de electrodo, por ejemplo el material textil conductor recubierto metálicamente, un alambre de conexión, en particular con varios cordones, para garantizar así un contacto óptimo en el mayor número posible de puntos.

Finalmente puede pegarse sobre el lado del electrodo, que en el caso de uso está dirigido en sentido opuesto a la piel, es decir sobre el lado en el que la capa de contacto de electrodo sobresale de la capa polimérica, por ejemplo un material textil eléctricamente aislante, autoadhesivo. Con ello se impiden contactos no deseados, por ejemplo con la ropa del paciente.

Las partículas conductoras que pueden usarse para la capa polimérica conductora comprenden en particular partículas metálicas dendríticas, preferiblemente plata, negro de carbón conductor, grafito, CNT o pigmentos conductores. Estas pueden estar compuestas por ejemplo por una plaquita de mica y una bolita de mica como núcleo, que están recubiertas por ejemplo con una capa de óxido de estaño dopado con antimonio. En particular ha dado buen resultado la combinación de plaquitas y bolitas como partículas añadidas para poder superar de manera sencilla y segura el umbral de percolación.

Por consiguiente, con un electrodo según la invención se superan todas las desventajas del estado de la técnica. No se produce una adhesión del electrodo a la piel del paciente, de modo que ni siquiera aparece el desprendimiento y la adhesión desagradables que se provocan debido al movimiento. Además, debido a la estructura flexible y elástica del electrodo se garantiza que incluso en el caso de una fuerte solicitación mecánica, se siga garantizando el contacto eléctrico. Esto es válido en particular también para las configuraciones, en las que se coloca un alambre de conexión por ejemplo sobre un material textil metálicamente conductor. Debido al gran número de diferentes puntos de contacto, la unión no es susceptible a cargas mecánicas.

Ventajosamente se vierte la al menos una primera parte de la capa polimérica conductora sobre una capa de contacto de electrodo. De este modo es posible producir un electrodo según un ejemplo de realización de la presente invención de manera sencilla, rápida y económica. Se impide en particular el doble vertido y/o la doble aplicación mediante rasqueta de una parte de la capa polimérica conductora, dado que toda la capa polimérica puede aplicarse en una pasada.

A través de la viscosidad de la capa polimérica aplicada puede determinarse cuánto debe estar atravesada la capa de contacto de electrodo por la capa polimérica aplicada. Al mismo tiempo puede determinarse también cuánto debe penetrar la primera capa aplicada posteriormente en la capa polimérica líquida ya aplicada. La viscosidad de la capa polimérica puede determinarse por ejemplo a través del porcentaje de disolventes dentro de la capa o a través de suplementaciones. Además, la profundidad de penetración puede regularse a través de la presión de aplicación, con la que se aplica una capa sobre la capa subyacente.

En particular, cuando como primera capa se usa un velo de fibras, por ejemplo un velo de nanofibras, es posible producir este a partir de un polímero, que corresponde también al polímero de base de la capa polimérica conductora. En este caso, es posible de manera especialmente sencilla producir una unión entre el velo de nanofibras que actúa como primera capa y la capa polimérica a partir de polímero conductor. A este respecto se aplica por ejemplo la capa polimérica sobre una placa de trabajo. Se endurece ligeramente, hasta que el porcentaje del disolvente todavía presente en la capa polimérica presenta un valor predeterminado. A continuación se aplica el velo de nanofibras, que está compuesto a partir del mismo polímero, sobre la capa polimérica. Mediante los disolventes todavía contenidos en la capa polimérica se disuelve también ligeramente el velo de fibras, de modo que puede unirse con la capa polimérica todavía igualmente disuelta. Se habla en este caso de soldadura en frío. De esta manera se consigue una unión especialmente buena entre las capas individuales.

Como ya se ha expuesto, los velos de nanofibras se producen en particular mediante electrohilatura. Dado que en el caso de la capa polimérica conductora se trata de una capa eléctricamente conductora, es posible hilar el velo de nanofibras directamente sobre esta capa eléctricamente conductora. También de ese modo se ahorran etapas de trabajo, de modo que puede acelerarse el procedimiento en total y por consiguiente reducirse los costes de producción.

Si para ello se usa el polímero todavía no endurecido completamente de la capa polimérica aplicada, se produce al mismo tiempo la unión por soldadura en frío descrita, de modo que además de la producción sencilla, rápida y económica se consigue además también una unión especialmente buena entre las capas individuales.

Un electrodo según un ejemplo de realización de la presente invención puede usarse en particular en un vendaje. Por tanto, un vendaje según la invención comprende al menos uno de los electrodos descritos. Mediante la presente invención pueden configurarse electrodos de tal manera que no se adhieran por sí mismos a la piel del paciente. Por tanto, a través de un vendaje existe una buena posibilidad de fijar la posición de los electrodos en el cuerpo del paciente, sin enrojecer la piel o conducir a irritaciones cutáneas. A este respecto, ha demostrado ser especialmente ventajoso que el al menos un electrodo esté dispuesto de manera separable, por ejemplo por medio de un velcro, en una banda del vendaje. De esta manera es posible separar los electrodos tras su uso, por ejemplo tras el fin de la terapia, del vendaje y seguir usándolos en otro vendaje dado el caso para partes del cuerpo completamente distintas. Por tanto, tales electrodos pueden utilizarse a lo largo de un periodo de tiempo largo dado el caso también en diferentes partes del cuerpo para diferentes terapias con dado el caso incluso pacientes diferentes.

Con ayuda de unos dibujos se explica a continuación más detalladamente un ejemplo de realización de la presente invención. Muestran:

la figura 1 - una representación esquemática de un electrodo según un primer ejemplo de realización de la presente invención; y

la figura 2 - un electrodo según un ejemplo de realización de la presente invención en una representación en despiece ordenado.

La figura 1 muestra un electrodo 1 según un primer ejemplo de realización de la presente invención. Se reconoce un alambre 2 de conexión, en cuyo extremo está dispuesta una clavija 4. A través de la misma puede unirse por ejemplo con un control eléctrico o un aparato adicional, que procesa adicionalmente señales eléctricas captadas por el electrodo 1 o envía a través del alambre 2 de conexión impulsos eléctricos al electrodo 1, para transmitirlos al cuerpo de un paciente. En lugar de la forma de realización mostrada en la figura 1, naturalmente también es posible prever otras formas del contacto eléctrico, que son en particular compatibles con aparatos existentes, por ejemplo ECG, EEG o EMG.

En el extremo dirigido en sentido opuesto a la clavija 4 del alambre 2 de conexión se encuentra el electrodo 1. En la región central del electrodo 1 se reconoce un velo 6 de nanofibras, que en el caso de uso del electrodo 1 entra en contacto con la piel de un paciente. Alrededor de esta región de contacto se encuentra una lámina 8, que puede estar compuesta por ejemplo de un poliuretano. Esta está prevista en el ejemplo de realización mostrado para delimitar la superficie del electrodo, a través de la que pueden emitirse señales eléctricas a la piel, y al mismo tiempo para impedir que una capa 10 polimérica conductora que se encuentra por debajo del velo 6 de nanofibras entre en contacto con la piel del paciente.

La forma geométrica del electrodo puede elegirse de manera completamente libre y puede adaptarse a las intensidades de corriente o tensiones deseadas, a las partes del cuerpo en las que debe usarse el electrodo y a otras circunstancias individuales.

La figura 2 muestra el electrodo representado en la figura 1 en una representación en despiece ordenado. Se reconoce de nuevo un alambre 2 de conexión, en cuyo extremo se encuentra la clavija 4. El otro extremo todavía no está unido en la figura 2 con el electrodo 1. Se ven los cordones 12 individuales, que sobresalen del alambre 2 de conexión. El verdadero electrodo 1 se representa estando compuesto por cinco capas diferentes. En el centro se encuentra la capa 10 polimérica, que comprende partículas conductoras. A este respecto es importante que las partículas se elijan en forma y número de tal manera que se supere el umbral de percolación, de modo que sea posible la conducción de la corriente eléctrica a través de toda la capa 10 polimérica.

Por encima de la capa 10 polimérica se encuentra el velo 6 de nanofibras. En el estado terminado del electrodo 1, este se encuentra parcialmente dentro de la capa 10 polimérica, de modo que se produce un contacto óptimo entre las dos capas. A este respecto, el velo 6 de nanofibras está impregnado con un líquido que contiene iones. En consecuencia se trata de un material iónicamente conductor, a través del que pueden transmitirse señales eléctricas especialmente bien a la piel de un paciente. Por encima del velo de nanofibras puede reconocerse en la figura 2, al igual que en la figura 1, la lámina 8, que puede estar compuesta por ejemplo de un poliuretano. Con esta por un lado se delimita de nuevo la superficie del electrodo, a través de la que pueden emitirse impulsos eléctricos a la piel, y por otro lado se impide un contacto directo entre la capa 10 polimérica y la piel. En el caso de la capa 10 polimérica con las partículas conductoras contenidas en la misma se trata de un conductor de electrones. En consecuencia, el flujo de corriente en esta capa se consigue mediante el transporte de electrones y no, como en el velo 6 de nanofibras, mediante el transporte de iones. Por consiguiente, un contacto directo entre la capa 10 polimérica y la piel del paciente puede ser desagradable y doloroso para el paciente. Si un contacto de este tipo puede impedirse de manera segura de otra manera, entonces la lámina 8 es superflua.

Por debajo de la capa 10 polimérica, en la figura 2 se muestra una capa 14 de contacto de electrodo, que puede encontrarse por ejemplo en forma de un material textil conductor. A este respecto, el material textil se vaporiza o se recubre por ejemplo con metal, de modo que se vuelve eléctricamente conductor. Un material textil de este tipo, que puede encontrarse por ejemplo en forma de un tejido recubierto, dispone de un gran número de posibles conducciones eléctricas y canales. Mediante la aplicación de los cordones 12 del alambre 2 de conexión sobre esta capa de contacto de electrodo se forman un gran número de contactos, que pueden todos conducir la corriente eléctrica desde el alambre de conexión a la capa 14 de contacto de electrodo. Si ahora debido a la solicitación mecánica o debido a errores de fabricación fallan algunos de estos contactos, esto no tiene como consecuencia un corte del contacto. Por consiguiente, además se garantiza que funcione el electrodo 1 y puedan emitirse señales eléctricas por ejemplo al cuerpo del usuario.

El final lo forma en la figura 2 una capa de un material 16 textil eléctricamente aislante. Con este se impide que entre la capa 14 de contacto de electrodo y por ejemplo la ropa del paciente se generen contactos eléctricos, que puedan tener una influencia perjudicial sobre las señales eléctricas que deben transmitirse.

En la producción de un electrodo 1 de este tipo se vierte en primer lugar una parte de la capa 10 polimérica en estado líquido y dado el caso se aplica mediante rasqueta a una superficie. En este polímero todavía líquido de la capa 10 polimérica con las partículas conductoras ya contenidas en la misma se introduce a presión la primera capa, por ejemplo en forma del velo 6 de nanofibras, que puede encontrarse por ejemplo en forma de un velo de electrohilatura. A través de la presión y/o la viscosidad de la capa polimérica, que puede controlarse por ejemplo a través del contenido de disolvente, puede determinarse de manera muy exacta con qué profundidad penetra el velo 6 de nanofibras en la capa 10 polimérica, de modo que también puede establecerse de manera igualmente exacta cuánto sobresale del polímero. Con ello es posible un contacto óptimo. En una etapa adicional se endurece el polímero tanto que pueda moverse con el velo 6 de nanofibras que se encuentra en el mismo. En particular ahora puede darse la vuelta, de modo que el velo 6 de nanofibras pase a estar debajo, por debajo de la primera parte de la capa 10 polimérica. Sobre la primera parte ya ligeramente endurecida de la capa 10 polimérica se vierta ahora una segunda parte de la capa 10 polimérica, en la que se ve igualmente en estado líquido la capa 14 de contacto de electrodo, por ejemplo en forma de un material textil recubierto metálicamente. También esta capa se introduce a presión en el polímero líquido de la capa 10 polimérica, de modo que puede establecerse de manera óptima con qué profundidad penetra la capa en el polímero y cuánto sobresale del mismo.

Después de que en una etapa de procedimiento adicional se hayan endurecido tanto las dos capas 10 poliméricas que el electrodo 1 puede procesarse adicionalmente, puede colocarse sobre la capa 14 de contacto de electrodo unida ahora con la capa 10 polimérica, y tras el corte a medida del electrodo, el alambre 2 de conexión con sus cordones 12. A este respecto se producen los muchos contactos eléctricos ya mencionados, de modo que el fallo de algunos de estos contactos no tiene como consecuencia el fallo completo del electrodo.

Lista de números de referencia

1 - electrodo

2 - alambre de conexión

4 - clavija

6 - velo de nanofibras

8 - lámina

10 - capa polimérica

12 - cordón

14 - capa de contacto de electrodo

16 - material textil eléctricamente aislante

Claims

REIVINDICACIONES

i. Electrodo (1) para la transmisión transcutánea de señales eléctricas con

a) una primera capa y

b) una capa (10) polimérica eléctricamente conductora, que contiene partículas conductoras,

estando atravesada la primera capa parcialmente por la capa (10) polimérica, de modo que sobresale de la capa (10) polimérica en al menos un primer lado, caracterizado porque la primera capa está configurada para retener un líquido al menos también debido a una fuerza capilar, y porque el electrodo (1) presenta una capa (14) de contacto de electrodo, que está incrustada parcialmente en la capa (10) polimérica, de modo que sobresale de la capa (10) polimérica en un segundo lado opuesto al primer lado, tratándose en el caso de la primera capa de un velo de fibras o una esponja.
2. Electrodo (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque en el caso de la primera capa se trata de un velo (6) de nanofibras.
3. Electrodo (1) según la reivindicación 2, caracterizado porque en la capa (14) de contacto de electrodo está dispuesto un alambre (2) de conexión.
4. Electrodo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa (14) de contacto de electrodo comprende una capa de un material textil conductor.
5. Electrodo (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque el material textil conductor es un material textil recubierto con un metal, en particular plata.
6. Electrodo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa (14) de contacto de electrodo comprende una tinta metálica impresa sobre una lámina portadora, en particular una tinta de plata.
7. Electrodo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa (10) polimérica eléctricamente conductora contiene como partículas conductoras pigmentos conductores, grafito, negro de carbón conductor, CNT o partículas metálicas dendríticas.
8. Procedimiento para producir de un electrodo (1) según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende las siguientes etapas:

a) verter o aplicar mediante rasqueta al menos una primera parte de una capa (10) polimérica conductora a partir de un polímero, que contiene partículas conductoras,

b) introducir a presión una primera capa, por ejemplo un velo de fibras, en particular un velo (6) de nanofibras en la capa (10) polimérica, de modo que la primera capa está atravesada parcialmente por la capa (10) polimérica y sobresale de la capa (10) polimérica en un primer lado.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por las etapas adicionales de:

c) dejar endurecer la primera parte de la capa (10) polimérica conductora,

d) verter o aplicar mediante rasqueta una segunda parte de la capa (10) polimérica conductora sobre un segundo lado opuesto al primer lado de la capa (10) polimérica y

e) introducir a presión una capa (14) de contacto de electrodo en la segunda parte de la capa (10) polimérica, de modo que la capa (14) de contacto de electrodo está incrustada parcialmente en la capa (10) polimérica y sobresale de la capa (10) polimérica en el segundo lado.
10. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la al menos una primera parte de la capa (10) polimérica conductora se vierte o se aplica mediante rasqueta sobre una capa (14) de contacto de electrodo.
11. Vendaje con al menos un electrodo según una de las reivindicaciones 1 a 7.
12. Vendaje según la reivindicación 11, caracterizado porque el al menos un electrodo está dispuesto de manera separable, por ejemplo por medio de un velcro, en una banda del vendaje.