JP3443715B2 - 生体電極用導電性組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生体電極の装着時に
皮膚と電極素子の間に介在させる導電性組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】生体電極とは銀や銀／塩化銀、カーボン
等で作られた電極素子と、この電極素子と皮膚の間を連
絡するなんらかの導電性組成物で構成されており、心電
図や筋電図等の生体電気現象を導出したり、生体に電気
的刺激を与える場合等に、体表面上に装着して用いられ
るものである。

【０００３】人間の正常な皮膚の外層は角質と呼ばれる
層があり、様々な外的因子の侵入から生体を防御してい
る。皮膚は乾燥した外気に触れると角質層から水分が失
われたり、加齢とともに角質層中の含有水分が減少し、
電気的には角質層の抵抗が高くなる。また、皮膚表面は
平坦ではなく、凹凸があり、さらには湾曲しているなど
複雑な形状をしている。

【０００４】このように角質層の水分が欠乏した皮膚表
面に電極素子を直接接触させると、電極素子と皮膚との
密着が阻害されやすく、有効な接触面積が減少するため
接触抵抗が増大し、さらに上記のように角質層の抵抗が
高くなっているため、全体の電気抵抗も高くなる。この
ため、導出した生体電気信号に雑音が混入しやすくな
り、記録が不安定になったり、ときには記録ができなく
なる等の障害が発生する。また、電極を介して体表面よ
り電気的刺激を与える場合はその接触面で高抵抗とな
り、電流密度が高くなり、やけどを起こす等生体に損傷
を与える原因となる。

【０００５】これらの問題を解決するため、生体電極で
は一般に生体と電極間の皮膚抵抗を低減する目的で液体
状やゼリー状またはゲル状の導電性組成物が用いられて
いる。これらの導電性組成物は、多量の水分やＮａＣ
ｌ、ＫＣｌ等の電解質を含有し、これらが皮膚外部から
皮膚角質層に吸収されることによって皮膚抵抗を減少さ
せるように作用する。しかしこれらの導電性組成物は、
その成分特性により、それ自体では粘性は低く流動性が
あるため、電極素子と皮膚の間に長時間安定して保持さ
せることは難しい。そのため電極素子に導電性組成物を
維持させる格納スペースやスポンジ等の保持手段が必要
となる。さらには電極素子を体表面上に固定するために
粘着テープが必要となっている。しかし粘着テープが使
用されると電極素子の装着離脱が繰り返し行なわれた場
合、皮膚に機械的な損傷を与えることになる。

【０００６】ＩＣＵやホルター心電図測定等で電極素子
がこのような導電性組成物を介して体表面に長時間装着
され使用されると、導電性組成物は体動や外部から圧迫
され、機械的負荷を受ける。このため導電性組成物が電
極素子の周囲へ漏れ、電極剥がれが生じたり、導電性組
成物の流出により電極素子と皮膚間の接触が不安定とな
り生体信号の記録が不可能になる。

【０００７】またこのような導電性組成物は使用中に水
分が蒸発し、乾燥するため皮膚抵抗が高くなり、生体信
号の記録が不安定となる。また、導電性組成物から水分
が蒸発すると、導電性組成物中の塩素イオン濃度が高く
なり、皮膚刺激が発生する。さらには、これらの導電性
組成物は電極素子を取り除いても皮膚上に残留するため
皮膚のカブレの原因となる。

【０００８】また、電極には繰り返し使用できる電極
と、１回使用した後廃棄するいわゆる使い捨ての電極が
ある。前者は使用直前に皮膚に導電性組成物を塗布し使
用するが、後者の多くは簡単に装着することができるよ
うにすでに電極に導電性組成物が充填、または組み込ま
れている。このため後者の電極は、使用直前まで導電性
組成物が乾燥しないような構造とすることや、製造後の
保管中に導電性組成物が乾燥しないように密閉包装する
ことが必要となる。従って、後者の電極はその使用、保
管を考慮すると全体に複雑な構造となる。

【０００９】現在ではこれら液体状の導電性組成物での
問題を解決するものとして、流動性がなくソフトでしか
も粘着力のあるソリッドゲル状の導電性組成物があらわ
れてきた（例えば特公昭６２−４４９３３、特公昭６３
−４３６４６、特公昭６３−５９３３４、特公平２−３
２８９２号公報参照）。ソリッドゲル状の導電性組成物
はそれ自体に粘着力を持たせることができるため、液体
状の導電性組成物を用いた電極では必須であった固定用
粘着テープを省略できるので、生体電極に用いるには好
都合のものである。

【００１０】しかし、この種のソリッドゲル状の導電性
組成物の最大の欠点は、電極と皮膚間のインピーダンス
を十分に低減させることができない点である。

【００１１】このソリッドゲル状の導電性組成物におけ
る角質層のインピーダンス低減は自身が有している水分
やＫＣｌやＮａＣｌ等の電解質を皮膚外部から角質層中
へ吸収させることにより行なわれている。一般にソリッ
ドゲル中における水分には自由に動くことができる自由
水と自由に動くことができない結合水の２種類がある。
角質層のインピーダンス低減に大きく働くのは自由水で
あり、自由水の含有量が多いほどその効果がある。しか
し、この自由水の含有量を多くすると。ソリッドゲル表
面に水がしみだしたり、さらには粘着性を失う等ソリッ
ドゲル特有の機能を失うことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のソリッドゲルに
は可塑剤として、グリセリンやプロピレングリコールな
どの多価アルコールが添加されている場合が多いが、こ
れらの可塑剤は非イオン性物質であるので導電性に関与
せず、導電性組成物自体の電気抵抗が高い原因になって
いる。

【００１３】電気抵抗を下げるには、ＫＣｌやＮａＣｌ
等の電解質を添加しさらに電解質の移動をスムーズにす
るために水分の添加も必要となってくる。しかし、電解
質の移動をスムーズにするため水分含有量を増加する
と、前記したごとく粘着力が失われて使用できなくな
る。さらに、体外から経皮的に過剰な水分や電解質を吸
収させるとカブレ等の皮膚障害が発生する。そのため水
分含有量には上限があり、十分に体皮膚インピーダンス
を低下させることができない。

【００１４】本発明の目的は、水分量の増加あるいはＫ
ＣｌやＮａＣｌ等の電解質に頼ることなく、低刺激性で
角質含有水分量を増加させ、電極と皮膚間のインピーダ
ンスを低減することができる生体電極用導電性組成物を
提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ゲル状の生体電極用導電性組成物であって、生体と電極
素子とを電気的および物理的に結ぶ機能を持ち、少なく
とも、１．遊離基重合可能な不飽和化合物 ２．多価ア
ルコール、アミン、エーテル類のうちいずれかの可塑剤
３．皮膚の角質層の生理的保湿機能を補助、増進させ
る保湿剤 ４．重合開始剤 ５．架橋剤 の成分から組
成され、前記保湿剤は、少なくとも １０重量％〜２５重
量％の尿素、 １２重量％〜５０重量％のピロリドンカル
ボン酸ソーダ、 １２重量％〜４０重量％の乳酸ソーダ、
１０重量％〜５０重量％のピロリドンカルボン酸カリ、
１０重量％〜５０重量％の乳酸カリ のいずれかを含むこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の生
体電極用導電性組成物において、不飽和化合物は、アク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、アク
リルアミド、メタクリルアミド、２−アクリルアミド−
２メチルプロパンスルホン酸、それらの塩など、アクリ
ル酸−ビニルピロリドン混合物、酢酸ビニル−エチレン
混合物、酢酸ビニル・マレイン酸ジオクチル混合物のう
ちのいずれかであることを特徴とする。

【００１７】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の生体電極用導電性組成物において、可塑剤は、グ
リセリン、ジグリセリン、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール類、アミレングリコール類、１．５−ペ
ンタンジオール、トリメチロールエタン、ジプロピレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレン
グリコール、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレ
ングリコール、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、
アルキル硫酸トリエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、アミノアルキルプロパノー
ル、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、脂肪
酸ジエタノールアミド、ソルビタンアルキルエーテル、
ソルビタンポリオキシエチレンアルキルエーテル、ジメ
チルアルキルペタインのいずれかまたはこれらを２種以
上組み合わせたものであることを特徴とする。

【００１８】

【００１９】

【００２０】請求項４に係る発明は、請求項１乃至３い
ずれかに記載の生体電極用導電性組成物において、重合
開始剤は、光による重合を開始させる光重合開始剤また
は熱による重合を開始させる熱重合開始剤であることを
特徴とする。

【００２１】請求項５に係る発明は、請求項４記載の生
体電極用導電性組成物において、光重合開始剤は、ベン
ジルジメチルケタル、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル
−フェニル−ケトン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル
−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの共融混合物、２
−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−
モンフォリノプロパノン−１、２−ベンジル−２−ジメ
チルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタ
ノン−１、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル
−プロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−
１−フェニル−プロパン−１−オンと２．４．６−トリ
メチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド
の混合物、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル
プロパン−１−オンとビスアシルフォスフィンオキサイ
ドの混合物、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−
フェニル］−２ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン
−１−オン、ビス（シクロペンタジエニル）−ビス
（２．６−ジフルオロ−３−（ピル−１−イル）チタニ
ウムのいずれかであることを特徴とする。

【００２２】請求項６に係る発明は、請求項４記載の生
体電極用導電性組成物において、熱重合開始剤は、アゾ
ビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパ−オキシド、ラ
ウロイルパ−オキシド、メチルエチルケトンパ−オキシ
ド、シクロヘキサノンパ−オキシド、ｔ−ブチルハイド
ロパ−オキシド、ジ−ｔブチルパ−オキシド、ジ−ｔ−
アミルパ−オキシド、ジクミルパ−オキシド、ｔ−ブチ
ルパ−ベンゾエートのいずれかであることを特徴とす
る。

【００２３】請求項７に係る発明は、請求項１乃至６い
ずれかに記載の生体電極用導電性組成物において、架橋
剤はＮ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド、エチレング
リコールジメタアクリレート、ポリエチレングリコール
４００ジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリ
レート、１．３−ブタンジオールジアクリレート、１．
４−ブタンジオールジアクリレート、１．６−ヘキサン
ジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチ
ルグリコールジアクリル、トルメチロールプロパントル
アクリレート、ペンタエリスリトールトルアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタクリレートのいずれかであ
ることを特徴とする。

【００２４】請求項１に係る導電性組成物は、保湿剤を
有している。この導電性組成物が皮膚に接触していると
保湿剤が角質層に働いて角質層の生理的保湿機能を補
助、増進させる。従ってこの導電性組成物を介して電極
素子が装着されていれば、電極素子と皮膚間のインピー
ダンスは角質層にあらわれる水分のため低下する。そし
て、このような保湿剤によれば、使用時において角質層
の水分増加が顕著となり、また、製造の際、このような
成分の比率であれば保湿剤の量が原因でゲル化が損なわ
れることはない。

【００２５】請求項２に係る導電性組成物は、相互に重
合容易な有機高分子電解質が成分であるので重合反応が
容易に行なわれる。

【００２６】請求項３に係る導電性組成物は、適切な塑
性を有する。

【００２７】

【００２８】

【００２９】請求項４に係る導電性組成物は、製造の
際、光または熱重合開始剤によって光または熱による重
合反応を開始する。

【００３０】請求項５に係る導電性組成物は、製造の
際、光による重合反応の開始が容易に行われる。

【００３１】請求項６に係る導電性組成物は、製造の
際、熱による重合反応の開始が容易に行われる。

【００３２】請求項７に係る導電性組成物は、製造の
際、架橋反応が容易に行われる。

【００３３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１； アクリル酸２０重量％にＮ−Ｎ’メチ
レンビスアクリルアミド０．０８重量％、ベンジルジメ
チルケタル０．０８重量％、グリセリン４５．８４重量
％、ＫＯＨ１２重量％、水１２重量％、尿素１０重量％
を加え、均一に溶解する。これをφ２８ｍｍ、厚さ１．
５ｍｍのシリコン型に充填し、紫外線照射装置（高圧水
銀灯使用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０ｍｍ）を用い
て１５秒間照射により架橋重合を行い、粘着性のあるソ
リッドゲル状の導電性組成物を得る。

【００３４】実施の形態２； アクリル酸２０重量％に
Ｎ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０８重量％、
ベンジルジメチルケタル０．０８重量％、グリセリン４
３．８４重量％、ＫＯＨ１２重量％、水１２重量％、ピ
ロリドンカルボン酸（ＰＣＡ）ソーダ１２重量％を加
え、均一に溶解する。これをφ２８ｍｍ、厚さ１．５ｍ
ｍのシリコン型に充填し、紫外線照射装置（高圧水銀灯
使用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０ｍｍ）を用いて１
５秒間照射により架橋重合を行い、粘着性のあるソリッ
ドゲル状の導電性組成物を得る。

【００３５】実施の形態３； アクリル酸２０重量％に
Ｎ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０８重量％、
ベンジルジメチルケタル０．０８重量％、グリセリン４
３．８４重量％、ＫＯＨ１２重量％、水１２重量％、乳
酸ソーダ１２重量％を加え、均一に溶解する。これをφ
２８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのシリコン型に充填し、紫外
線照射装置（高圧水銀灯使用、出力４５０Ｗ、照射距離
１８０ｍｍ）を用いて１５秒間照射により架橋重合を行
い、粘着性のあるソリッドゲル状の導電性組成物を得
る。

【００３６】実施の形態４； アクリル酸１７重量％に
Ｎ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０７重量％、
ベンジルジメチルケタル０．０７重量％、グリセリン４
２．８６重量％、ＫＯＨ１０重量％、水１０重量％、尿
素２０重量％を加え、均一に溶解する。これをφ２８ｍ
ｍ、厚さ１．５ｍｍのシリコン型に充填し、紫外線照射
装置（高圧水銀灯使用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０
ｍｍ）を用いて１５秒間照射により架橋重合を行い、粘
着性のあるソリッドゲル状の導電性組成物を得る。

【００３７】実施の形態５； アクリル酸１８重量％に
Ｎ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０８重量％、
ベンジルジメチルケタル０．０８重量％、グリセリン４
４．８４重量％、ＫＯＨ１１重量％、水１１重量％、ピ
ロリドンカルボン酸（ＰＣＡ）ソーダ１５重量％を加
え、均一に溶解する。これをφ２８ｍｍ、厚さ１．５ｍ
ｍのシリコン型に充填し、紫外線照射装置（高圧水銀灯
使用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０ｍｍ）を用いて１
５秒間照射により架橋重合を行い、粘着性のあるソリッ
ドゲル状の導電性組成物を得る。

【００３８】実施の形態６； アクリル酸１８重量％に
Ｎ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０８重量％、
ベンジルジメチルケタル０．０８重量％、グリセリン４
４．８４重量％、ＫＯＨ１１重量％、水１１重量％、乳
酸ソーダ１５重量％を加え、均一に溶解する。これをφ
２８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのシリコン型に充填し、紫外
線照射装置（高圧水銀灯使用、出力４５０Ｗ、照射距離
１８０ｍｍ）を用いて１５秒間照射により架橋重合を行
い、粘着性のあるソリッドゲル状の導電性組成物を得
る。

【００３９】実施の形態７； アクリル酸２０重量％に
Ｎ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０８重量％、
ベンジルジメチルケタル０．０８重量％、グリセリン４
５．８４重量％、ＫＯＨ１２重量％、水１２重量％、ピ
ロリドンカルボン酸（ＰＣＡ）カリ１０重量％を加え、
均一に溶解する。これをφ２８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの
シリコン型に充填し、紫外線照射装置（高圧水銀灯使
用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０ｍｍ）を用いて１５
秒間照射により架橋重合を行い、粘着性のあるソリッド
ゲル状の導電性組成物を得る。

【００４０】実施の形態８； アクリル酸２０重量％に
Ｎ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミ０．０８重量％、ベ
ンジルジメチルケタル０．０８重量％、グリセリン４
５．８４重量％、ＫＯＨ１２重量％、水１２重量％、乳
酸カリ１０重量％を加え、均一に溶解する。これをφ２
８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのシリコン型に充填し、紫外線
照射装置（高圧水銀灯使用、出力４５０Ｗ、照射距離１
８０ｍｍ）を用いて１５秒間照射により架橋重合を行
い、粘着性のあるソリッドゲル状の導電性組成物を得
る。

【００４１】実施の形態９； アクリル酸１６重量％に
Ｎ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０７重量％、
ベンジルジメチルケタル０．０７重量％、グリセリン３
８．８６重量％、ＫＯＨ１０重量％、水１０重量％、尿
素２５重量％を加え、均一に溶解する。これをφ２８ｍ
ｍ、厚さ１．５ｍｍのシリコン型に充填し、紫外線照射
装置（高圧水銀灯使用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０
ｍｍ）を用いて１５秒間照射により架橋重合を行い、粘
着性のあるソリッドゲル状の導電性組成物を得る。

【００４２】実施の形態１０； アクリル酸２２重量％
にＮ−Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０９重量
％、ベンジルジメチルケタル０．０９重量％、グリセリ
ン２５．８２重量％、ＫＯＨ１３重量％、水１３重量
％、ピロリドンカルボン酸（ＰＣＡ）ソーダ２６重量％
を加え、均一に溶解する。これをφ２８ｍｍ、厚さ１．
５ｍｍのシリコン型に充填し、紫外線照射装置（高圧水
銀灯使用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０ｍｍ）を用い
て１５秒間照射により架橋重合を行い、粘着性のあるソ
リッドゲル状の導電性組成物を得る。

【００４３】比較例１； アクリル酸２２重量％にＮ−
Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０９重量％、ベン
ジルジメチルケタル０．０９重量％、グリセリン５１．
８２重量％、ＫＯＨ１３重量％、水１３重量％、を加
え、均一に溶解する。これをφ２８ｍｍ、厚さ１．５ｍ
ｍのシリコン型に充填し、紫外線照射装置（高圧水銀灯
使用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０ｍｍ）を用いて１
５秒間照射により架橋重合を行い、粘着性のある導電性
組成物を得る。

【００４４】比較例２； アクリル酸１７重量％にＮ−
Ｎ’メチレンビスアクリルアミド０．０７重量％、ベン
ジルジメチルケタル０．０７重量％、グリセリン４２．
８６重量％、ＫＯＨ１０重量％、水３０重量％を加え、
均一に溶解する。これをφ２８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの
シリコン型に充填し、紫外線照射装置（高圧水銀灯使
用、出力４５０Ｗ、照射距離１８０ｍｍ）を用いて１５
秒間照射により架橋重合を行い、粘着性のある導電性組
成物を得る。

【００４５】図１に実施の形態１〜１０、比較例１、２
の導電性組成物それぞれの組成とその特性を示す。特性
の欄において、ゲル化はこの種導電性組成物として適切
なゲル状になっているか否かを意味し、適切なものには
丸印、そうでないものにはバツ印を付けている。室温重
量変化は、各組成物を室内に一定時間放置した場合にお
ける水分の蒸発の度合いを意味し、本例では２４時間経
過後の重量％の変化を示す。対皮膚粘着力は、各導電性
組成物を２０ｍｍの短冊状にして（この特性試験のため
に上記シリコン型とは異なるシリコン型を用いて厚さ
１．５ｍｍ、幅２０ｍｍの短冊状のものを製造する）皮
膚に貼着し、それを剥がす際に要する力を意味し、ｇ／
２０ｍｍで示す。角質層水分量は、各導電性組成物を皮
膚に一定時間貼着した後剥がし、さらに一定時間経過後
のその水分含有量を意味し、コンダクタンス（単位はμ
Ｓ）で示す。本例では１時間貼着した後剥がし、３０分
経過後に測定した値である。対皮膚インピーダンスは、
図４に示すように電極素子２を各導電性組成物１を介し
て皮膚に装着し電極の一部として使用した場合のインピ
ーダンス値である。本例では、周波数１０Ｈｚにおける
値であり、ｋΩで示す。

【００４６】図１によれば実施の形態１〜１０は適度な
ゲル状であり、室内に放置しても水分が蒸発することも
なく、対皮膚粘着力は大きく、角質層の水分量も多く、
対皮膚インピーダンスは極めて小さい。実施の形態１〜
１０は比較例１および２よりも優れた特性を持つ。即ち
保湿剤を含む組成物は、保湿剤を含まない組成物に比べ
生体電極用導電性組成物として非常に適している。

【００４７】図２は、保湿剤の重量％をどの程度とすれ
ば生体電極用導電性組成物として適切であるかを確認す
るため行った実験の結果である。試作品Ｓ１〜Ｓ１５は
それぞれ図に示す重量％の各成分を用いて実施の形態１
〜１０と同様にして作成したものである。これによる
と、保湿剤が尿素である場合は１重量％〜２５重量％、
ピロリドンカルボン酸ソーダである場合は１重量％〜５
０重量％、乳酸ソーダである場合は１重量％〜４０重量
％、ピロリドンカルボン酸カリである場合は１重量％〜
５０重量％、乳酸カリである場合は１重量％〜５０重量
％が適切であることが判明した。各保湿剤の適切な重量
％範囲を上記のようにした理由は、その範囲以下の場合
は保湿剤を用いた効果は現れず、その範囲以上の場合は
適切なゲル化が得られないからである。

【００４８】図１に示した実施の形態１〜１０および図
２に示した試作品Ｓ１〜Ｓ１５では不飽和化合物は、遊
離基重合可能な不飽和化合物であるアクリル酸とした
が、これに代えて同じく遊離基重合可能な不飽和化合物
であるメタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、アクリ
ルアミド、メタクリルアミド、２−アクリルアミド−２
メチルプロパンスルホン酸、それらの塩などの重合体、
アクリル酸−ビニルピロリドン共重合体、酢酸ビニル−
ピロリドン共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、
酢酸ビニル−マレイン酸ジオクチル共重合体のいずれか
であっても同様の作用効果が得られる。

【００４９】また同様に可塑剤は、グリセリンとした
が、これに代えてジグリセリン、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール類、アミレングリコール類、
１．５−ペンタンジオール、トリメチロールエタン、ジ
プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポ
リエチレングリコール、ポリオキシエチレン、ポリオキ
シプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンブチル
エーテル、アルキル硫酸トリエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、アミノアルキル
プロパノール、アルキルトリメチルアンモニウムクロラ
イド、脂肪酸ジエタノールアミド、ソルビタンアルキル
エーテル、ソルビタンポリオキシエチレンアルキルエー
テル、ジメチルアルキルペタインのいずれかまたはこれ
らを２種以上組み合わせたものであっても同様の作用、
効果を有する。

【００５０】また同様に重合開始剤は、光による重合を
開始させる光重合開始剤のベンジルジメチルケタルとし
たが、これに代えて１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−
フェニル−ケトン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−
フェニル−ケトンとベンゾフェノンの共融混合物、２−
メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モ
ンフォリノプロパン−１、２−ベンジル−２−ジメチル
アミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン
−１、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プ
ロパノン−１−オンと２．４．６−トリメチルベンゾイ
ルジフェニル−フォスフィンオキサイドの混合物、２−
ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−
オンとビスアシルフォスフィンオキサイドの混合物、１
−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２
ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、ビ
ス（シクロペンタジエニル）−ビス（２．６−ジフルオ
ロ−３−（ピル−１−イル）チタニウムのいずれかであ
っても同様の作用効果が得られる。

【００５１】また上記の例ではいずれも光による重合を
行わせて組成物を製造したが、熱による重合を行わせて
も組成物を製造できる。この場合の重合開始剤は、アゾ
ビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパ−オキシド、ラ
ウロイルパ−オキシド、メチルエチルケトンパ−オキシ
ド、シクロヘキサノンパ−オキシド、ｔ−ブチルハイド
ロパ−オキシド、ジ−ｔ−ブチルパ−オキシド、ジ−ｔ
−アミルパ−オキシド、ジクミルパ−オキシド、ｔ−ブ
チルパ−ベンゾエートのいずれであっても良い。このよ
うな重合により製造された組成物によっても光による重
合により製造された組成物と同様の作用効果が得られ
る。

【００５２】また同様に架橋剤は遊離基重合可能な多感
応性不飽和材料であるＮ−Ｎ’メチレンビスアクリルア
ミドとしたが、これに代えて同じく遊離基重合可能な多
感応性不飽和材料であるエチレングリコールジメタアク
リレート、ポリエチレングリコール４００ジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジアクリレート、１．３−ブ
タンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコール
ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペ
ンチルグリコールジアクリル、トルメチロールプロパン
トルアクリレート、ペンタエリスリトールトルアクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ト
リメチロールプロパントリメタクリレートのいずれかで
あっても同様の作用効果が得られる。

【００５３】また同様に保湿剤は、可塑剤としての機
能、および皮膚インピーダンスを下げる機能を持つ乳酸
カリ、乳酸ソーダ、ピロリドンカルボン酸ソーダ、ピロ
リドンカルボン酸カリとした。しかし、これらの代わり
に乳酸、ピロリドンカルボン酸を添加しても同様の作用
効果がえられる。いずれを用いた場合であっても図５、
図６に示す如く添加後は同じ物質が存在することになる
からである。また保湿剤は、上記各実施の形態におい
て、１種類としたが、上記各保湿剤を２種類以上組み合
わせても同様の作用、効果が得られる。

【００５４】尚、心室細動等の治療のため、心細動除去
装置が用いられるときがある。このような場合、心電図
も同時に記録して、その治療直後に効果を確認する必要
がある。しかし、この時使用している電極素子の材料や
導電性組成物により、心電図の記録が正確に行うことが
できない場合がある。この原因は、心細動除去装置を使
用した際に心電図用電極間に一部電流が流れ、分極電圧
が発生し、一時的に過大かつ急激な直流電圧の変化が起
こるためである。この問題を解決するためには電極素子
にＡｇ／ＡｇＣｌやＡｇＣｌ等の不分極電圧を使用する
必要がある。さらには、この不分極性の効果を引き出す
ためには、電極素子と接触する導電性組成物に電極素子
と共通イオンであるＣｌイオンが含まれていなければな
らない。本導電性組成物においても、ＫＣｌを含有させ
れば図３に示すように、分極電圧発生の低減には十分効
果があることがわかる。図３には実施の形態４の組成物
と、この実施の形態４の組成物を組成する成分全体に対
し、０．７重量％のＫＣｌを添加して得られる実施の形
態１１の組成物にそれぞれ電流０．５μＡを流したとき
に生じる分極電圧を示している。

【００５５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、保湿剤が皮膚
角質層に浸透すると、保湿剤に組織中の水分が結合し、
角質層全体の保湿性が上昇する。これにより、外部から
強制的に水分を吸収させることなく皮膚角質層の水分量
を高めることができる。そして角質層の水分量が増える
と角質層の電気抵抗が小さくなるので、電極の対皮膚イ
ンピーダンスを低く抑えることができる。

【００５６】また、このように保湿剤が対皮膚インピー
ダンスを小さくする機能を果たすため、対皮膚インピー
ダンスを小さくする目的で加えられる水分量を少なくす
ることができる。このため本伝導性組成物は、水の浸出
による粘着力の喪失、皮膚が体外から経皮的に過剰な水
分を吸収することによる皮膚障害の発生、等の問題を回
避することができる。同時に本導電性組成物は、もとも
と水分含有量が少ないことと、保湿剤の保湿性により、
保存中あるいは使用中の水分蒸発が抑えられ、導電性組
成物としての性能低下を避けることができる。さらに、
粘着性付与の機能を持つ保湿剤が添加されるので、これ
により、対皮膚粘着力が向上する。またこの保湿剤の添
加量を変えることで容易に対皮膚粘着力をコントロール
することができる。 さらに、ピロリドンカルボン酸ソー
ダ、ピロリドンカルボン酸カリ、乳酸カリ、乳酸ソーダ
等はイオン性物質であるので非イオン性の多価アルコー
ルを添加した場合と比較してＮａＣｌやＫＣｌ等の電解
質を加えることなく本導電性組成物自体の導電性を高め
ることができる。また、これらの保湿剤は、皮膚角質層
にもともと存在する物質であるため、添加しても皮膚刺
激性が生じる危険性が少ない。 さらにこのような成分比
であれば、製造物がゲル化の範囲を逸脱しないという効
果を有する。

【００５７】請求項２の発明によれば、製造の際、重合
反応が容易に行なわれる。

【００５８】請求項３の発明によれば、製造物に容易に
塑性を持たせることができる。

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】請求項４の発明によれば、製造時において
重合反応が効率良く行なわれるという効果を有する。

【００６３】請求項５の発明によれば、製造時において
光による重合反応が効率良く行なわれるという効果を有
する。

【００６４】請求項６の発明によれば、製造時において
熱による重合反応が効率良く行なわれるという効果を有
する。

【００６５】請求項７の発明によれば、製造時において
架橋反応が効率良く行なわれるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１〜１０、比較例１、２の導電性組
成物それぞれの組成とその特性を示す図。

【図２】保湿剤の種類と各保湿剤が占める重量％を変え
て作成した試作品それぞれの組成とその特性を示す図。

【図３】電極間に生じる分極電圧を低減させるため含有
させるＫＣｌの重量％と分極電圧との関係を示す図。

【図４】実施の形態１〜１０、比較例１、２の導電性組
成物が用いられた電極の構成を示す図。

【図５】保湿剤が塩の場合、その添加の前後における状
態を説明するための図。

【図６】保湿剤が酸の場合、その添加の前後における状
態を説明するための図。

【符号の説明】 １ 導電性組成物 ２ 電極素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−181897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−11432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−179165（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−25383（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−193260（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−207984（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−293951（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−258239（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/04 A61N 1/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体と電極素子とを電気的および物理的に
   結ぶ機能を持ち、少なくとも、 １．遊離基重合可能な不飽和化合物 ２．多価アルコール、アミン、エーテル類のうちいずれ
   かの可塑剤 ３．皮膚の角質層の生理的保湿機能を補助、増進させる
   保湿剤 ４．重合開始剤 ５．架橋剤の成分から組成され、 前記保湿剤は、少なくとも １０重量％〜２５重量％の尿素、 １２重量％〜５０重量％のピロリドンカルボン酸ソー
   ダ、 １２重量％〜４０重量％の乳酸ソーダ、 １０重量％〜５０重量％のピロリドンカルボン酸カリ、 １０重量％〜５０重量％の乳酸カリ のいずれかを含むことを特徴とするゲル状の生体電極用
   導電性組成物。
2. 【請求項２】不飽和化合物は、アクリル酸、メタクリル
   酸、クロトン酸、イタコン酸、アクリルアミド、メタク
   リルアミド、２−アクリルアミド−２メチルプロパンス
   ルホン酸、それらの塩など、アクリル酸−ビニルピロリ
   ドン混合物、酢酸ビニル−エチレン混合物、酢酸ビニル
   ・マレイン酸ジオクチル混合物のうちのいずれかである
   ことを特徴とする請求項１記載の生体電極用導電性組成
   物。
3. 【請求項３】可塑剤は、グリセリン、ジグリセリン、プ
   ロピレングリコール、ブチレングリコール類、アミレン
   グリコール類、１．５−ペンタンジオール、トリメチロ
   ールエタン、ジプロピレングリコール、ポリプロピレン
   グリコール、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチ
   レン、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシプ
   ロピレンブチルエーテル、アルキル硫酸トリエタノール
   アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、
   アミノアルキルプロパノール、アルキルトリメチルアン
   モニウムクロライド、脂肪酸ジエタノールアミド、ソル
   ビタンアルキルエーテル、ソルビタンポリオキシエチレ
   ンアルキルエーテル、ジメチルアルキルペタインのいず
   れかまたはこれらを２種以上組み合わせたものであるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の生体電極用導電
   性組成物。
4. 【請求項４】重合開始剤は、光による重合を開始させる
   光重合開始剤または熱による重合を開始させる熱重合開
   始剤であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに
   記載の生体電極用導電性組成物。
5. 【請求項５】光重合開始剤は、ベンジルジメチルケタ
   ル、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケト
   ン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケト
   ンとベンゾフェノンの共融混合物、２−メチル−１−
   ［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モンフォリノプ
   ロパノン−１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１
   −（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−
   ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１
   −オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−
   プロパン−１−オンと２．４．６−トリメチルベンゾイ
   ルジフェニル−フォスフィンオキサイドの混合物、２−
   ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−
   オンとビスアシルフォスフィンオキサイドの混合物、１
   −［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２
   ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、ビ
   ス（シクロペンタジエニル）−ビス（２．６−ジフルオ
   ロ−３−（ピル−１−イル）チタニウムのいずれかであ
   ることを特徴とする請求項４記載の生体電極用導電性組
   成物。
6. 【請求項６】熱重合開始剤は、アゾビスイソブチロニト
   リル、ベンゾイルパ−オキシド、ラウロイルパ−オキシ
   ド、メチルエチルケトンパ−オキシド、シクロヘキサノ
   ンパ−オキシド、ｔ−ブチルハイドロパ−オキシド、ジ
   −ｔブチルパ−オキシド、ジ−ｔ−アミルパ−オキシ
   ド、ジクミルパ−オキシド、ｔ−ブチルパ−ベンゾエー
   トのいずれかであることを特徴とする請求項４記載の生
   体電極用導電性組成物。
7. 【請求項７】架橋剤はＮ−Ｎ’メチレンビスアクリルア
   ミド、エチレングリコールジメタアクリレート、ポリエ
   チレングリコール４００ジアクリレート、ジエチレング
   リコールジアクリレート、１．３−ブタンジオールジア
   クリレート、１．４−ブタンジオールジアクリレート、
   １．６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチ
   ルグリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エ
   ステルネオペンチルグリコールジアクリル、トルメチロ
   ールプロパントルアクリレート、ペンタエリスリトール
   トルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアク
   リレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート
   のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至６いず
   れかに記載の生体電極用導電性組成物。