FR2464077A1

FR2464077A1 - Electrode biomedicale seche

Info

Publication number: FR2464077A1
Application number: FR7922056A
Authority: FR
Inventors: Franklin C Larimore; Steven M Heilmann
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1979-09-04
Filing date: 1979-09-04
Publication date: 1981-03-06
Also published as: FR2464077B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'INDUSTRIE DU MATERIEL MEDICO-CHIRURGICAL. ELECTRODE BIOMEDICALE 10 COMPORTANT ENTRE LA PLAQUE SERVANT D'ELECTRODE 12 ET LA PEAU UNE MATIERE CONDUCTRICE DE L'ELECTRICITE 18 QUI EST UNE COMPOSITION HOMOGENE CONSTITUEE ESSENTIELLEMENT D'UN POLYMERE SYNTHETIQUE HYDROPHILE, NON IONIQUE, CONFORMABLE ET COHESIF. APPLICATION NOTAMMENT AUX ELECTRODES BIOMEDICALES SECHES A USAGE UNIQUE.

Description

La présente invention concerne des électrodes à usage uni. ie, souvent appelées électrodes "biomedicales" utiles pour établir un raccordement électriqlle entre la peau du corps humain et un appareil électromédical, tel qu'un électromyographe à haute impédance, un électrocar diograohe, un électrostomulateur pour soulager la douleur et similaires.

Plus particulièrement l'invention concerne des électrodes biomédicales "séches" qui ne nécessitent pas 11 emploi de crèmes ou de gels salissants pour accroître la conductivité entre la peau et la plaque faisant électrode.

On connait diverses électrodes biomédicales à usage unique. Généralement elles sont constituées d'une plaque métallique faisant électrode conçue pour être raccordée à un conducteur qui est Ziu- m8me rattaché à un appareil électromédical. De façon typique, on utilise une pate, une crème ou un gel à caractère conducteur pour améliorer le raccordement électrique et réduire la résistance électrique entre la peau du patient et la plaque faisant électrode. On utilise habituellement un ruban adhésif pour fixer la totalité de l'appareil à la peau. Des exemples d'électrodes correspondant à ce type général sont décrits dans les brevets des Etats
Unis d'Amérique n0 3 587 565 et n0 3 805 769.

tes pâtes, crèmes ou gels à caractère conducteur utilisés dans ces électrodes biomédicales de l'art antérieur sont désagréables à utiliser, détrempés et souvent irritants pour la peau en particulier lorsqu'on nettoie et abrase la peau avant l'application de l'électrode. Comme toutes ces électrodes contiennent de l'eau comme constituant principal pour solvater les ions présents et se comportent comme un milieu à travers lequel les ions solvatés migrent, elles nécessitent un emballage élaboré pour éviter les pertes d'eau avant l'emploi. De plus, lorsqu'on retire l'électrode, il demeure sur la peau un résidu que l'on doit nettoyer.Un autre inconvénient de beaucoup des électrodes utilisant des pâtes, des cremes ou des gels à caractère conducteur, est qu'elles créent une surtension dans les techniques de défibrillation Si la surface de la plaque faisant électrode n'est pas recouverté d'un mélange coûteux d'argent et de chlorure d'argent.

On a quelque peu réduit le caractère salissant, désagréable et incommode des électrodes utilisant des gels ou des crèmes à caractère conducteur par imprégnation d'un tampon poreux avec une matière conductrice comme indiqué par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amerique n0 3 845 757 et n0 3 901 218. Cependant un emballage élaboré demeure néces spire et le gel tend à sécher lors de l'emploi ce qui provoque des variations de l'impédance électrique et par conséquent de la qualité du signai.

Pour résoudre beaucoup de problèmes associés aux électrodes "humides", on a proposé des électrodes biomédicales utilisant une matière conductrice "sèche". tes brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 565 059 et n0 3 911 906 décrivent des électrodes biomédicales qui utilisent des adhésifs imprégnés de particules conductrices. Ces adhésifs servent à la fois pour accroître la conductivité avec la peau et pour assujettir l'électrode à la peau. Bien qu'elles évitent les problèmes que posent le caractère détrempé et l'emballage des gels et des pâtes, ces électrodes n'établissent généralement pas un raccordement électrique satisfaisant avec la peau par suite de la présence de la charge conductrice qui donne une valeur élevée au rapport signal-bruit et nuit à l'adhérence.Généralement ltemploi de compositions conductrices non homogènes dans les électrodes biomédicales provoque des signaux électriques perturbés. Il semble que les particules de métal ou de sel dispersées dans la matrice de liage forment un trajet conducteur de l'électricité discontinu qui crée des champs électriques non uniformes aléatoires entre les particules ce qui provoaue un bruit perturbateur.

Le brevet des Etats-Unis d1 Anérique n0 3 993 049 décrit une électrode biomédicale comportant un sel dispersé dans une couche adhésive.

Ta couche adhésive permet d'assujettir l'électrode à la peau et le sel sert de conducteur au courant. De préférence le sel comporte un cation du métal formant la surface de la plaque servant d'électrode et c'est par exemple un halogénure d'argent dans le cas d'une plaque d'électrode en argent. On préfère également incorporer des poudres métalliques dans l'adhésif ou utiliser une toile métallique portant l'adhésif. On préfère des adhésifs solubles dans peau. Cette électrode biomédicale nécessite l'addition d'une matière étrangère, c' est-à-dire d'une solution de sel et de poudres métalliques, à la couche adhésive pour qu'on obtienne une conductivité électrique acceptable.Ceci accroît les risques d1 irritation cutanée et le coft global de l'électrode.

Bien que les électrodes biomédicales comme précédemment décrit soient essentiellement des électrodes d'enregistrement utiles pour le diagnostic, on voit apparaître un nombre croissant d'électrodes de mise à la terre et d'électrodes de stimulation électrique des parties du corps pour favoriser la cicatrisation des lésions, des traumatismes et similaires.

Pour la plupart des électrodes biomédicales de mise à la terre et de stimulation précédemment décrites ont une surface supérieure à celle des électrodes d'enregisiresent pour permettre d'utiliser des densités de courant supérieures sans briller les tissus de 11 organisme. Généralement ces électrodes plus grandes utilisent une solution, un gel ou une pâte d'électrolyte pour établir un contact électrique entre la surface du corps et l'électrode. Prl?n les brevets qui décrivent de telles électrodes, figurent par exemple le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 817 252 qui décrit une électrode adaptable au corps utilisant une "grille de diffusion" et une pâte conductrice ;; n0 3 848 600 qui décrit une électrode profilée utilisant comme électrolyte une solution salée aqueuse contenant C,2 à 8 p de mucilage neutralisé et n0 3 964 477 qui décrit une électrode constituée d'une électrode poreuse à l'argent-chlorure d'argent et une solution d'électrolyte. Toutes ces électrodes utilisent un électrolyte présentant l'in coxsrénient d'être salissant.

Une autre électrode biomédicale utile pour la stimulation nerveuse transcutanse utilise un polymère naturel, précisèment une gomme, le karaya, pour assujettir l'électrode à la peau. te karaya est un polysaccharide complexe combiné à certains cations métalliques tels que les cations sodium, potassium, calcium ou magnésium. La gomme ne se dissout pas mais gonfle dans l'eau pour former un gel pateux (Eirk -Othmer, Encyclopedia of Chemical Techmology, Vol. 10, 1966).Comme les polymères naturels proviennent de végétaux cultivés dans des sols et sous des climats variables et récoltés et traités de façon variable, leurs propriétés physiques et chimiques aluni que leur teneur en impuretés sont très irrégulières. Cette irrégularité conduit à des variations des performances électriques des électrodes biomédicales constituées de tels polymères. On ne peut tolérer de telles variations des performances électriques dans des électrodes biomédicales dont la constance des propriétés électriques est importante. De plus, les polymères naturels sont indésirables car ils sont généralement sujets à un développement microbien et risquent de créer des sensibilités cutanées indésirables, y compris des réactions allergiques et antigéniques (Nerck
Index, 8 me édition, 1969, page 598).

On connaît égalaUieI des électrodes "sèches" de stimulation.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 812 861 décrit une électrode de mise à la terre constituée d'une feuille flexible de carton revêtue sur ses deux faces de feuilles métalliques minces conductrices, électri- quement raccordées et d'un dispositif pour assujettir l'électrode autour d'un membre. Ces électrodes qui comportent une interface métal-tissu sont indésirables par suite de l'inconxpatibilité biologique de la plupart des métaux et de la difficulté d'obtenir une bonne adaptation à la surface du corps.Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 994 302 décrit une électrode de stimulation implantable dans laquelle la surface en contact avec les tissus est constituée d'une résine échangeuse d'ions, telle que par exemple de la vinylpvridine quaternisée, greffée sur du polyéthylène.

Pour l'emploi, on peut activer ltélectrode avec une solution aqueuse. Cette électrode ne semble pas utile à la surface de la peau.

L'invention repose sur la découverte que la présence de sels ou d'une matière conductrice dispersée dans la matière constituant l'interface entre la peau et la plaque servant d'électrode ntest pas nécessaire pour qu'une électrode biomédicale soit satisfaisante.

L'invention concerne certains polymères synthétiques hydrophiles non ioniques se comportant comme des matières conduisant de façon efficace 1' électricité dans des électrodes biomédicales.,
L'invention a pour objet une électrode biomédicale améliorée, essentiellement sèche, à usage unique, constituée d'une plaque servant d'électrode dont une surface porte un dispositif de raccordement électrique à un appareil électromédical et la face opposée, venant en contact avec le corps, porte une matière conductrice de l'électricité, cette matière étant constituée essentiellement d'un polymère hydrophile, syn- thétique, non ionique, cohésif, conformable et n'irritant pas la peau.

L'électrode biomédicale de l'invention a une impédance de 500 kJL ou moins à la fréquence de 10 BB.

L'électrode biomédicale sèche de l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux électrodes classiques de l'art antérieur. Comme elle ne nécessite pas de quantités importantes d'eau, un emballage coûteux de l'électrode et d'autres mesures pour assurer la conservation de lteau deviennent inutiles. Le seul emballage nécessaire est un revêtement protégeant la surface adhésive. On applique I'élec- trode sous une forme sèche, ni salissante, ni détrempée, et iorsquton retire l'électrode de la peau d'un patiert, il ne demeure pas de résidu salissant sur la peau. On peut préparer la peau avec de l'eau ou une solution salée physiologique au lieu de l'alcool qvi tend à être irritant.

Il n'est pas nécessaire d'attendre que la peau soit totalement seche avant de fixer électrode car l'adhésion de l'électrode à la peau est quelque peu accrue par l'humidité de la peau. L'électrode peut avoir un diamètre et une épaisseur plus faibles que les électrodes à usage unique hnbi- tuelles ce qui les rend plus confortables et plus pratiques en particulier pour la surveillance à long terme. De plus il n'est pas nécessaire d'effectuer un traitement coûteux de la surface de la plaque servant d'électrode pour qu'on puisse la raccorder à un appareil de défibrillation.

On entend ici par "conformable", le fait que la matière conductrice présente une certaine nlasticité, suffisante pour qu'elle s'adapte à la surface de la. peau située en-dessous de la plaque servant d'électrode afin qu'il existe une surface de contact importante entre la peau et cette plaque. La condition importante d'adaptabilité des matières utilisées dans l'invention est généralement remplie lorsque les compositions therwo- plastiques ont un indice de plasticité Williams (comme décrit dans le brevet des Etats-Unis diAnérique n0 3 725 121) compris entre 0,5 et 4,0 mm.

Lorsqu'on a réticulé un polymère selon l'une quelconque des diverses techniques connues, pour améliorer ses propriétés de cohésion, la réticu- lation rend la composition insoluble et non fluide. On ne peut soumettre ces matières à la détermination de l'indice de plasticité Williams qui nécessite la fluidité. L'indication de la température de transition vitreuse est utile pour distinguer les matières de ce type présentant une adaptabilité appropriée. On trouvera un exposé général relatif aux températures de transition vitreuse et au caractéristiques physiques dans un texte de J.D.Ferry intitulé "Viscoelastic Properties of Polimers". (Wiley Netr York, chapitre 2 (î 970)). De façon générale les polymères réticulées présentant une température de transition vitreuse comprise entre -20 et -950C ont une adautabilité appropriée
L'expression "polymère hydrophile non ionique" désigne ici une grosse molécule constituée par répétition d'un nombre suffisant de petits motifs chimiques dont an moins 15 moles ? sont solubles dans l'eau pour qu'on obtienne les propriétés cohésives et filmogènes,ce polymère ayant de façon générale une moyenne en poils du poids moléculaire d'au moins environ 10.000 et de préférence de 100.000. tepdLymère ne doit pas contenir de groupes ioniques.

Le terme "synthétique" s'applique ici aux polymères hydrophiles que l'on a synthétisés par opposition aux polymères que lton a récoltés dans la nature et simplement traités pour éliminer les matières étramv gères telles que la poussière, les feuilles et les insectes et que l'on a pas soumis à une réaction chimique. Le terme "synthétique" stap- plique également aux polymères que lton a préparés par modification chimique d'un polymère naturel pour modifier sa structure chimique et standardiser ses propriétés chimiques et physiques.

Le terme "cohésion" concerne l'union mutuelle interne des différentes parties de la matière conductrice. Généralement, la matière conductrice est filmogène et doit étire plus cohésive qu'adhésive pour la peau si bien que lorsqu'on la retire de la peau, la couche conductrice demeure intacte et n'y laisse pas de résidu indésirable.

tes polymères hydrophiles,non ioniques, conformables convenant comme matières conductrices de l'électricité de ltélectrode biomédicale de 11 invention peuvent consister en un polymère hydrophile synthétique filmogène cohésif, n' irritant pas la peau, choisi parmi les catégories suivantes
A. Les polymères solubles dans l'eau non ioniques, B. Les interpolymères solubles dans l'eau non ioniques de mo monomères solubles dans liteau et de monomères insolubles dans l'eau,
C.Les interpolymères insolubles dans l'eau, hydrophiles, non ioniques de monomères solubles dans l'eau et de monomères insolubles dans l'eau qui contiennent au moins 15 moles % de monomères solubles dans liteau interpolymérisables
Les polymères de la catégorie A qui sont des polymères synthétiques, solubles dans l'eau, non ioniques, sont bien connus et on en a préparé un grand nombre. Ils conviennent tous dans l'invention lorsoutils sont filmogènes ; généralement ils sont filmogènes lorsque la moyenne en poids de leur poids moléculaire est d'environ 10.000.

On peut citer comme exemples de polymères de la catégorie A
des hydroxyaullcelluloses telles que les hydroxy-2 éthylcelluloses ; et
des polymères synthétiques de monomères solubles dans l'eau.

Parmi les monomères solubles durs l'eau que l'on peut homopo- lymériser ou interpolymériser avec d'autres membres de la mess série pour obtenir selon des procédés bien connus des polymères non ioniques solubles dans l'eau de la catégorie A figurent les monomères vinyliques suivants
des acides acryliques tels que l'acide acrylique et l'acide méthacrylique ;;
des acides polycarboxiliques oléfiniques tels que l'acide maléique, l'acide fumarique, l'acide itaconique, l'acide aconitique, et l'acide citraconique
des acrylamides tels que l'acrilamide, le méthacrylamide, des
N-alkylacrylamides tels que le N-métilacrylamides, le N-butylacryla mide et le N-metilacrylamides
tes alcools vinyliques, obtenus par polymérisation dlacylates de vinyle tels que l'acétate de vinyle et hydrolyse du polymère obtenu ;;
des vinyllactames tels que la N-vinylpyrrolidone
la vinyl-2 imidasoline décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérinue n 3 557 Oo1
la vinyl-2 tetrahydropyrimidine décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 557 061
des vinylpyridines telles que la vinyl-2, -3 ou-4 pyridine
des composes aminoalkylaryliques, par exemple des aminoalkyla- crylmaides tels que le N-(diméthylasino-2 éthyle acrylamide, des composés de N-(diméthylamino-2 éthyl)acrylamide, de N, N-bis (dimétyla- mino-2 éthyl) acrylamide et de N-(dimétylamino-4 cyclohexyl) acrylamide et des acrylates d'aminoalkyle tels que les acrylates de dimétylamino-2 -acrylates, le composé d'acrylate de diaéthylamino-2 propyle et de méthacrylate de diéthylamino-3 propyle ; - et
des éthers vinylique tels que l'oxyde de vinyle et de méthyle
D'autres monomères que l'on peut polymériser pour obtenir des polymères solubles dans l'eau de la catégorie A sont l'oxide d'ethylène et 1' éthylèneimine
Les interpolymères hydrophiles, non ioniques, de la catégorie B résultent de l'interpolymérisation de quantités prépondérantes des monomères solubles dans l'eau, polymérisables par addition, précédemment indiqués avec desqaantités moindres de monomères insolubles dans l'eau, non ioniques, polymérisables par addition parmi lesquels figurent entre autres
des esters acryliques tels que l'acrylate de méthyle, le méthacrylate de méthyle, l'acrylate de butyle, l'acrylate d'isooctyle, l'acrylate d' éthyl-2 hexyle, le méthacrylate de dodécyle, le inéthacrylate d'octadécyle et l'acrylate de cyclohexyle
des éthers vinyliques tels que l'oxyde d'éthyl-2 hexyle et de vinyle, l'oxyde de décyle et de vinyle, et l'oxyde d'octadécyle et de vinyle ;
des acylates de vinyle tels que l'acétate de vinyle, le butyrate de vinyle et le dodécanoate de vinyle ;;
des oléfines telles que ltéthylène, le ptotylène, le styrène, l'-méthylstyrèoe, le chloroo4 styrène, l'isobutylène et le vinylcyclohexane J
des esters d'acides - pelycarboxyliques oléfines tels que le malite de diméthyle, le fumarate de dimétyle et l'itaconate de diéthyle ; et
des halogénures de vinyle tels que le chlorure de vinyle et le dichlorure de vinylidèns.

Comme il est évident pour l'homme de l'art, on ne peut indiquer la concentration minimale particulière des monomères solubles dans l'eau nécessaires pour que l'interpolymère soit soluble dans l'eau car sa valeur varie beaucoup selon la nature des monomères solubles dans L'eau et insolubles dans l'eau.

Les polymères hydrophiles que l'on préfère dans l'invention sont les interpolymères insolubles dans 11 eau, hydrophiles, non ioniques de la catégorie C. Les interpolymères de la catégorie B précédemment indiqués constituent un type particulier des interpolymères de la catégorie C dont ils diffèrent par leur solubilité dans l'eau. Les interpolymères de la catégorie C, bien qu'ils ne soient pas solubles dans l'eau sont hydrophiles et on les prépare avec les monomères non ioniques, susceptibles de polymérisation par addition, solubles dans l'eau et insolubles dans l'eau précédemment indiqués, 11 avantage que l'on peut attribuer aux matières de la catégorie C est qu'avec des teneurs en monomère soluble dans l'eau supérieures à 15 moles , on obtient des impédances inférieures à l'impédance limite de 500 kQ (qui semble constituer la limite supérieure pratique d'emploi avec les appareils électriques actuels pour l'électrocardiographie et la rétro-action biologique) et que les propriétés comme adhésifs autocollants sont optimales.On préfère particu lièrement comme matières pour la mise en oeuvre de l'invention celles qui constituent des adhésifs autocollants car elles rendent inutiles un dispositif additionnel pour assujettir l'électrode à la peau. tes adhésifs autocollants sont bien connus dans l'art et on peut les définir comme des adhésifs présentant un équilibre de quatre propriétés qui sont l'adhérence, la cohésion, l'extensibilité et l'élasticité, comme exposé par exemple dans le brevet des Etats-Guis d'Amerique
Reissue nO 24 906.Le plus généralement on obtient cet équilibre des propriétés par interpolymèrisation de monomères qui, si on les homo polymérisait, produiraient un polymère ayant une température de transition vitreuse re)ativement élevée (environ 80 C), et appelés monomères "durs", avec des monomères olli, si on les homopolymérisait, produiraient un polymère ayant une température de transition vitreuse relativement basse (environ -25 C) et appelés monomères "mous".Les monomères "durs" que l'on utilise dans 1' invention sont de façon générale les monomères susceptibles de polymérisation par addition, solubles dans l'eau et non ioniques précédemment décrits, tandis aue les monomères "mous" sont les monomères susceptibles de polymérisation par addition, insolubles dans l'eau et non ioniques précédemment décrits, en particulier ceux qui contiennent des radicaux alkyles relativement grands constitués d'environ 4 à 12 atomes de carbone. Parmi les monomères "mous" que l'on préfère particulièrement, figurent les esters de type acrylate ou méthacrylate d' aiile et les oxydes d'alkyle et de vinyle.On ajuste les proportions de monomères "durs" et "mous" de telle sorte qu'on obtienne un interpolymère ayant une température de transition vitreuse inférieure à -25 0C.

Torque les polymères précédemment décrits ne sont pas suffisamment conformables dans les conditions d'emploi lorsqu'on les utilise seuls, on peut de façon générale, les amener dans les limites précédements décrites, par plastification. L'interpolymérisation des monomères "durs" et "mous" précédement décrite pour les matières de la catégorie B et de la catégorie C, constituent ce selon appelle une plastification "interne" in particulier dans le cas des matières de la catégorie C, cette inter- polymérisation des monomères "mous" avant des substituants alkyles latéraux relativement volumineux avec les monorneres "-5urs" peut rendre le copolyère suffisament fluide.Par exemple, l'interpolymérisation de 35 parties molaires d'arylate dtiso-octyle avec 15 parties molaires d'acide acrylique produit un interpoly=te ayant un indice de plasticité lfillicams de 2,5 mm. t'acrylate dtiso-octyle constitue le monomère "mou" aui provoque la plastification interne de l'acide acrylique "dur" dont l'komopolymère est si cassant qu'on ne peut en mesurer l'indice de plasticité Williams.

Sinon, on peut, pour plastifier les polymères et interpolymères de l'invention, ajouter un -ingrédient pilis "fluide" aux polymères aw à l'interpolymère. Ceci constitue la plastification "externe". Généralement il est souhaitable que ce plastifiant externe soit compatible avec le polymère. te plastifiant externe peut consister en une matière quelconque qui transforme un polymère fragile en un polymère adaptable dont l'indice de plasticité Williams et/ou la température de transition vitreuse ont les valeurs précédemment indiquées.Lorsqu'on ajoute-à du poly(acide acrylique) 85 parties de glycérol (pour 100 parties de poly (acide acrylique) , on obtient un indice de plasticité Williams de 2,5 mm ce slui illustre l'efficacité de cette technique.

Parmi les plastifiants "externes" appropriés, figurent des uoly(hydroxyalcanes) tels que le glycérol, des poly(oxyalkylène) alcools tels que le noly(oxypropylèneglycol et similaires.

Selon l'invention, on peut également, lorsque cela est nécessaire, rendre poisseuses les compositions précédemment décrites en particulier pour préparer des compositions adhésives autocollantes constituant un mode de réalisation préféré de l'invention.

Des agents poisseux appropriés à toutes les catégories de compositions de l'invention sont des dérivés de résines naturelles acides tels que l'acide abiétioue. On peut faire réagir l'acide ou sa forme hydrogénée avec des bases pour former des agents poisseux solubles dans liteau convenant aux polymères et interpolymères solubles dans l'eau des catégories
A et B ou estérifier ou réduire l'acide pour obtenir les agents poisseux insolubles dans l'eau convenant aux interpolymères de la catégorie C.De nombreux autres agents poisseux du commerce peuvent être utilisés en particulier avec les interpolymères de la catégorie C qui constituent les matières préférées de l'invention.

Des exemples de polymères non ioniques conducteurs de l'électricité, préférés utiles pour la réalisation de l'électrode de l'invention figurent dans le tableau I suivant. Tous les rapports sont des rapports molaires.

Tableau I
Polymères préférés de la catégorie À poly(acide acrylique) polyacide méthacrylique) poly(alcool vinylique) poly(vinylpyrrolidone) poly(oryde de vinyle et de méthyle) copoly(oxyde de méthyle et de vinyle-acide maléique) (50/50) poly(acrylamide) poly(oxyéthylène) poly( éthylèneimine).

Interpolymères préférés de la catégorie B copoly (acétate de vinyle-alcool vinylique) (30/70) copoly(acrylate de n-butyle-acide acrylique) (5/95) copoly(méthacrylate d' éthyl-2 hexyle-acide méthacrylique (2/98)
Interoolvsères préférés de la catégorie C copoly (acrylate d'iso-octyle-acide acrylique ) (61/39) copoly (acrylate d'iso-octyle-acide aclzrlioue)( 48/52) copoly (acrylate de butyle-acide itaconique) (67/33) copoly( méthacrylate de lauryle-acide méthacrylique) (34/66) copoly (acétate de vinyle-alcool vinylique ) (70/30) copoly (chlorure de vinyle-alcool vinylique) (60/40) copoly (éthylène-alcool vinylique) (60/40) copoly (acrylate de butyle-diméthylamino-3 propylacrylamide ) (60/40)
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et a' à l'exament des dessins annexés qui illustrent à titre non limitatif un mode de réalisation de l'invention.

La figure 1 est une vue en perspective de dessus d'une électrode biomédicale typique, à usage unique, selon l'invention et
La figure 2 est une coupe agrandie de l'électrode selon la ligne 2-2 de la figure 1.

Comme le montrent les figures 1 et 2, l'électrode 10 est constituée d'une plaque 12 servant d'électrode faite d'une matière conductrice de l'électricité telle que de l'acier inoxydable, de l'argent, du nickel ou similaires, de carbone ou de graphite comprimés, d'un plastique ou d'un tissu revêtus d'un métal ou d'une matière plastique conductrice. Tua plaque servant d'électrode comporte un dispositif qui lui est associé pour la raccorder électriquement à un fil conducteur qui lui-sme est raccordé à un dispositif électromédical.Dans l'électrode 10, le dispositif de raccordement électrique à un fil conducteur consiste en un téton de raccordement 14 qui prolonge verticalement la plaque 12 servant d'électrode. te téton de raccordement 14 est conçu pour s'adapter à la partie. femelle d'un raccord. La surface venant en contact de la peau de la plaque 12 servant d'électrode est rev8tue d'une couche 18 d'une matière conductrice comme précédemment défini. La couche 18 a, de façon générale, une épaisseur comprise entre 25 et 10dom. La surface supérieure de la plaque servant d'électrode est recouverte d'un morceau de ruban adhésif 20 qui déborde à son pourtour. Le ruban adhésif 20 aide à assujettir l'électrode à la peau du patient.Dans les modes de réalisation préférés de l'invention, la matière conductrice de la couche 18 est suffisamment adhésive pour contribuer au maintien de l'électrode sur la peau. Comme la couche 18 est conformable et généralement poisseuse, on obtient un bon raccordement électrique entre la plaque servant d'électrode et la peau sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un grand morceau de ruban adhésif volumineux comme c'est le cas avec beaucoup des électrodes à usage unique de l'art antérieur. Donc, l'électrode de l'invention peut être plus petite et plus facile à manipuler. te c8té de la couche 18 opposé à celui assujetti à la plaque servant d'électrode porte éventuellement un revêtement protecteur amovible 22. Le revêtement amovible 22 protège la couche conductrice 18 et le ctté adhésif de la pièce 20 contreles souillures avant ltemploi.

Il est évident pour lthomme de l'art que l'électrode biomédicale de l'invention peut être construite de diverses façons. Le mode de réalisation illustré constitue un simple exemple d1 électrode typique, à usage unique, pour l'enregistrement. Les électrodes utilisées à d'autres fins, par exemple pour la stimulation, la mise à la terre en électrochirurgie et la rétro-action biologique, doivent être conçues pour répondre aux conditions particulières qui leur sont propres. Tous les types d'électrodes externes li utilisent la matière conductrice de l'invention à l'interface de l'électrode et de la peau entrent dans le cadre de l'invention.

L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants.

Exemple 1
Préparation d'une composition à base de poly (acide acrylique) ( 100 parties) et de glycerol (60 parties).

On mélange intimement du poly( acide acrylique) ayant une moyenne en poids du poids moléculaire d'environ 120000 (5,29 g de polymère dans 25,3 g d'eau) et du glycérol (3,19 Ô.

Pour préparer des électrodes on revêt du polymère plastifié
2 des disques nickelés ayant une surface d'environ 127 mm et on sèche à l'air pendant une nuit. On obtient une couche de polymère épaisse de 75#25 m.

Pour déterminer l'impédance des électrodes, on applique une électrode à la peau de la face interne de l'avant-bras d'un homme adulte : On prérare le site cutané par légère abrasion avec un papier abrasif à revêtement d'oxyde d'aluminium n 220 et on Tasse sur la zone abrasée un tarpon de gaze en 12 épaisseurs mesurant 5 x 5 cm humidifié avec du soluté salé physiologique. On fi e ''électrode au site cutané alors ou'il est encore nettement humide avec un morceau (2,5 x 4 em) de ruban Micropore de la arque 3K.

On mesure l'impédance selon la méthode indicée par Spach et coll., Circulation 34, 649-656 (1966) . On effectue toutes les mesures de l'impédance C la fréquence de 10 Hz. L'électrode a une impédance de 20 ksL
Exemples 1a à 5
On prépare d'autres électrodes avec comme mattières conductrices d'autres polymères solubles dans l'esu. Dans certains cas, on prépare la peau avec de lgeau seule au lieu de la solution salée généralement utilisée. tes résultats sont regroupés dans le tableau suivant
Tableau Il

<tb> EXEMPLE <SEP> MATIERE <SEP> PREPARATION <SEP> IMPEDANCE
<tb> CONDUCTRICE <SEP> DE <SEP> LA <SEP> PEAU <SEP> K#
<tb> 1 <SEP> Poly(acide <SEP> acrylique) <SEP> Eau <SEP> salée <SEP> 20,0
<tb> +60% <SEP> glycerol
<tb> 1a <SEP> Poly(acide <SEP> acrylique) <SEP> Eau <SEP> 20,0
<tb> <SEP> + <SEP> 60 <SEP> % <SEP> glycérol
<tb> <SEP> 2 <SEP> Poly <SEP> (alcool <SEP> vinylique) <SEP> Eau <SEP> salée <SEP> 3,5
<tb> 2a <SEP> Poly <SEP> (alcool <SEP> vinylique) <SEP> Eau <SEP> 98,0
<tb> 3 <SEP> Poly <SEP> (alcool <SEP> vinylique) <SEP> Eau <SEP> salée <SEP> 2,0
<tb> <SEP> + <SEP> 100 <SEP> Y0 <SEP> glycérol
<tb> 3a <SEP> Poly <SEP> (alcool <SEP> vinylique) <SEP> Eau <SEP> 198,0
<tb> <SEP> + <SEP> 100 <SEP> % <SEP> glycérol
<tb> <SEP> 4 <SEP> Poly <SEP> (acide <SEP> acrylique) <SEP> Eau <SEP> salée <SEP> 1 <SEP> 7,0
<tb> <SEP> + <SEP> 400 <SEP> % <SEP> glycérol
<tb> <SEP> 5 <SEP> Copoly <SEP> (oxyde <SEP> de <SEP> mé
<tb> <SEP> thyle <SEP> et <SEP> de <SEP> vinyleacide <SEP> maléique)
<tb> (50/50) <SEP> +150% <SEP> de <SEP> Eau <SEP> salée <SEP> 6,0
<tb> glycérol
<tb>
tes matières conductrices des exemples 1 à 5 sont toutes des compositions poisseuses dans les conditions d'emploi à l'exception de celles des exemples 2 et 3 qui sont facilement conformables mais ne sont pas poisseuses.

Exemple 6 préparation d'un copoly(acrylate d'iso-octyle-acide acrylique) (78/22)
Dans un flacon d'un litre en verre ambré, on dissout 252,0 g d'acrylate d'iso-octyle, 28,0 g d'acide acrylique et 0,700 g (0,25 % en poids par rapport aux monomères) d'azobis (iso-butyronitrile) dans 420 g d'acétone (la concentration en monomères est de 40,00 % en poids).

On oait barboter rapidement de l'azote dans la solution pour chasser l'oxygène dissous, on bouche et on chauffe en agitant à 530C pendant 24 heures. La teneur en copolymère solide obtenu est de 38,3 % en poids et la viscosité inhérente dans le tétrahydrof-uranne à 300C (0,15 g de copolymère pour 100 g de solvant) est de 1,71.

On prépare une électrode avec ce copolymère selon le mode opératoire décrit dans l'exemple 1. On mesure l'impédance de l'électrode qui est de 160 k#
Exemples 7 à 11
On reprend le mode opératoire de l'exemple 6 pour préparer d'autres matières conductrices que l'on incorpore à des électrodes.Ces matières et l'impédance des électrodes figurent dans le tableau suivant
TABLEAU III

<SEP> EXEMPLE <SEP> COMPOSITION <SEP> IMPEDANCE
<tb> <SEP> K#
<tb> 7 <SEP> Copoly <SEP> (acrylate <SEP> d'iso-octyle <SEP> - <SEP> 4200
<tb> <SEP> acide <SEP> acrylique)
<tb> <SEP> (86/14)
<tb> <SEP> 8 <SEP> Copoly <SEP> (acrylate <SEP> d'iso-octyle <SEP> - <SEP> 78
<tb> <SEP> acide <SEP> acrylique)
<tb> <SEP> (61/39) <SEP>
<tb> <SEP> 9 <SEP> Copoly <SEP> acrylate <SEP> d'isooctyle <SEP>
<SEP> acide <SEP> acrylique)
<tb> <SEP> (48/52) <SEP> 43
<tb> <SEP> 10 <SEP> Copoly <SEP> (acrylate <SEP> de <SEP> butyle <SEP>
<tb> <SEP> acide <SEP> itaconique) <SEP>
<tb> <SEP> (67/33) <SEP> 18
<tb> <SEP> 11 <SEP> Copoly <SEP> (méthacrylate <SEP> de <SEP> lauryle <SEP>
<tb> <SEP> acide <SEP> méthacrylique)
<tb> <SEP> (34/66) <SEP> 11
<tb>
Exemple 12
Préparation d'une composition constituée de copoly (acétate de vinyle alcool vinylicue) (54/46) (îoo uarties) et de glycérol (100 parties).

On dissout. 6,3 g de copoly (acétate de vinyle-alcool vinylique) (54/46) commercialisé par Wacker Chemise, et 6,3 g de glycérol dans 56,7 g d'un mélange en poids égaux d'isopropanol et d'eau.

On forme un revêtement avec l'échantillon, on sèche et on évalue comme décrit dans l'exemple 1. t'impédance est de 26 kh. La matière sèche forme une pellicule confortable non poisseuse.

Bien entendu, invention n'est nullement limitée aux exemples décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'nomme de l'art suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention.

Claims

RE}VE-ilDIC EIO-sTS

1. Electrode biomédicale sèche, à usage unique, constituée d'une plaque servant d'électrode, d'un dispositif fixé à ladite plaque

Pour raccorder un fil conducteur et d'une matière conductrice sur la surface venant en contact avec le corPs de ladite plaque pour améliorer le raccordement électrique avec la peau, caractérisée en ce que ladite matière conductrice est constituée essentiellement d'un polymère hydrophilo synthétique, non ionique, cohésif, conformable, n1 irritant pas la peau et en ce que cette électrode a une impédance de 500 kn ou moins à la fréquence de 10 Ez.

2. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le polymère est choisi parmi le groupe constitué par :

(À) les polymères non ioniques, solubles dans l'eau, de monomères solubles dans l'eau ;

(B) les interpolymères solubles dans l'eau, non ioniques, de monomères solubles dans l'eau et de monomères insolubles dans l'eau ; et

(C) les interpolymères insolubles dans l'eau, non ioniques des monomères solubles dans liteau et des monomères insolubles dans l'eau qui contiennent au moins 15 moles ss de monomères solubles dans l'eau.

3. Electrode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le polymère est plastifié,

4. Electrode selon la revendication 3, caractérisée en ce que le polymère est plastifié avec du glycérol.

5. Electrode selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le polymère est choisi parmi l'acide acrylique et l'alcool polyvinylique.

6. Electrode selon la revendication 5, caractérisée en ce que le polymère d'acide acrylique est plastifié par du glycérol.

7. Electrode selon la revendication 2, caractérisée en ce que le polymère est un interpolymère insoluble dans l'eau de monomères solubles dans l'eau contenant des radicaux allyles comportant environ 4 à 12 atomes de carbone.

8. Electrode selon la revendication 7, caractérisée en ce que les monomères insolubles dans liteau sont choisis parmi les acrylates d'alkyle, les méthacrylates d'allyle et les oxydes d'aIkyle et de vinyle.

9. Electrode selon la revendication 8, caractérisée en ce que les monomères insolubles dans l'eau sont choisis parmi l'acrylate < 1 de n-butyle, le méthacrylate d'éthyl-2 hexyle, l'acrylate d'iso-octyle, l'acrylate de butyle et le méthacrylate de lauryle.

10. Electrode selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisée en ce que les monomères solubles dans l'eau sont choisis parmi l'acide acrylique et l'acide méthacrylique.

11. Electrode selon la revendication 10, caractérisée en ce que le monomère insoluble dans l'eau est iso-acrjrlate.