JPS6329649A - 接着性ポリエチレンオキシドヒドロゲルシ−トおよびその製造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本立ユ皇且且 本発明は、それらの接着性を失うことなく多量の水溶液
を吸収することができる新規な接着性の架橋したポリエ
チレンオキシドヒドロゲルシート材料と、そしてそれら
の製造方法に関する。

本発明は、同時に出願された“導電性接着性医療用電橋
”と題する米国特許出１！Ｊ［ＮＱ　８７９，８７７と
関連し、該出願は、患者の皮膚とインターフェースする
導電性部材として、本発明の親水性ゲルのシートまたは
フィルムを含む、皮膚との電気的接触を提供するように
皮膚へ接着して通用するのに通したそのようなアセンブ
リをクレームしている。

このタイプの医療用電極はこの分野において良く知られ
ている。

医療用電極に関係する用途に使用するのに適したヒドロ
ゲルシートはＭｅｄｔｒｏｎｉｃ、　Ｉｎｃ、社の一部
門であるＰｒｅｍｅｏｎ　（ミネソタ州プルツクリンセ
ンター）、ファイザー社の一部門であるＶａｌｌｅｙｌ
ａｂｓ。

Ｉｎｃ、　（コロラド州ブールダー）　＋　Ｂｉｏｓｔ
ｉｍ、　Ｉｎｃ。

にュージャージー州プリンストン）　、　Ｌｅｃｔｅｃ
Ｃｏｒｐ、　　（ミネソタ州エデンプレイリー）および
Ｃｏｎｍｅｄ　にューメキシコ州ユチカ）によって商業
的に製造されている。

多数の米国特許が親水性ゲルおよびそれらを使用する医
療用電極を開示している。以下はこの先行技術の初期の
状態を例証する。

３．３５７，９３０　　（ゲルの形のポリマーマトリ・
ノクス、その可塑剤、可塑剤に可溶なイオン化電解質お
よびイオン化し得る溶媒、例えば固体ポリビニルアルコ
ール、グリセリン、塩化リチウムおよびシリカよりなる
導電性透明フィルム） ３．９１１，９０６　　（微細な導電性粒子を含む感圧
性接着剤、例えば炭素粉末を含むアクリル共重合体の皮
膚インターフェースフィルムを持った電極）３．９９３
，０４９　　（塩含有接着剤で皮膚の上に張るのに通し
た側にカバーされたホルムアミノ化材料の曲げ易いパッ
チを含む電極） ３．９９４，３０２　　（皮膚接触エレメントがイオン
交換物質１例えばポリエチレンベースヘゲラフトしたビ
ニルピリジンである刺激電極） 米国特許第３，９９８，２１５号は繊維質担体を含浸し
たヒドロゲルを使用する導電性パッドをクレームする。

実施可能としてそこに記載されたポリマーは化学的架）
開用を特徴とする特許権者（ミネソタ、マイニング、ア
ンド、マニュファクチャリング、カンパニー）によって
販売されるその商業製品は貧弱な皮膚接着力を有し、そ
して気泡を含有する。（後者は恐らく出発ゲルの粘度お
よび／または繊維質担体を出発ポリマー溶液で含浸する
ために採用される技術による。）導電性バンド中の気泡
は違った電気的性質の局部的区域を形成するので好まし
くない。

米国特許第３，９９８，２１５号の発行以後、患者の皮
膚とインターフェースする電気的接触手段として親水性
ゲルを採用する多数の他の特許が発行された。以下はそ
のような特許の例証である。

４，００８，７２１　　（接着性材料、例えばアクリル
共重合体の皮ｉ接触眉を含むテープ電極） ４．０５４，７１４　　（ポリマーバインダー、その表
面が貴金属である導電性粉末および平常は液体の多価ア
ルコールよりなる、電子デバイスの表面を結合するのに
有用な導電性接着剤） ４．０６７．３４２　　（接着剤、例えばアクリルポリ
マー接着剤と結合した導電性材料の表面と、そして磁性
材料を含む導電性材料の第２の表面とを有するテープを
使用する、皮膚を通って体内へ電気信号を送信するため
のテープ電極） ４．０６６．０７８　　（例えば（ａ）　ｃｔ　、　　
β−オレフィン性不飽和ジカルボン酸とモノもしくは多
価アルコールとのエステル１０〜９０部、（ｂ）α、β
−オレフィン性不飽和コモノマー９０〜１０部、（Ｃ）
二官能七ツマ−かうなる架橋剤少なくとも０．０２部よ
りなる共重合体から製造した、接着性、可塑性および親
水性を有する皮膚インターフェースフィルムを持った電
極） ４．０９２，９８５　　（高含水量液体もしくは半固体
状導電性媒体を浸透した透水性多孔ウェブの弾性的に伸
張し得る眉を含む使い捨て電極） ４．１０９，６４８　　（ヒドロゲルの自己支持性本体
、例えば黒鉛ファイバーのまわりに過硫酸アンモニウム
およびメタ重亜硫酸ナトリウムで重合したヒドロキシエ
チルメタクリレートを含む電極アセンブリ） ４．１２５，１１０　、再発行３１，４５４　　（皮膚
インターフェース基体として、カラヤのような天然親水
性多糖類および塩の連続相としてのアルコール中のコロ
イド状分散液を含む電極） ４．１４１，３６６　　（、適当な溶媒による通用時に
活性化される平常はドライな接着剤を使用する、皮膚を
通って電気信号を送信するための電極）４．２７３，１
３５　　（、導電性インターフェースとして、七ツマ−
１例えばグリセロールで可塑化した凝集性適合性非イオ
ン性合成ポリマーを使用する実質上ドライな電極。この
電極は生理食塩水または水で湿した研磨した皮膚へ通用
される。）４．２７４，４２０　　（接着剤基体が導電
性流体を支持するカラヤゴムマトリックスよりなる米国
特許４゜１２５、１１０に類似の電極） ４．３００，５７５　　（カラヤ、カーボンブラック、
イソプロピルアルコールおよびカラヤゴム導電性溶液よ
りなる導電性エレメントを有する電極）４．３１７．２
７８　　；　　４．３１８．７４６および４，３６２，
１６５　（環の中央区域に電極ゲルを持った発泡体より
なる電極。該ゲルは米国特許４，３１８，７４６の対象
であり、そして２種のポリマー、すなわち一方は熱水可
溶であり例えばカンパ力うゲナンであり、他方はそうで
ない例えばヒドロキシプロピルメチルセルロースであり
、そしてゲルの導電率を増加させるためカリウム塩を含
有する。） ４．３６５，６３４　　、　４，３９３，５８４および
４，５２２，２１１　（半可撓性のプラスチック様シー
トへ固着され、そして既知の導電性接着剤、例えば米国
特許４，０６６゜０７８または４，００８，７２１；　
３，９９８，２１５；　３，９９３，０４９および３，
９１１，９０６に開示されているジョンソン、アンド、
ジョンソンの“Ｂｉｏａｄｈｅｓｉｖｅ　、好ましくは
米国特許３，８２２，２３８　；　　４，１５６，０６
６および４゜１５６、０６７に開示されている親水性材
料からつくった接着層を備えた電極） ４．３８３，５２９　　（例えば寒天、タンパクまたは
合成ポリマー例えばメチルセルロースからつくった半固
体状親水性水和ゲルを持った電離療法電極器具）４．４
５８，６９６　　（導電性接着剤、好ましくはメチルジ
ェタノールアミンで中和した７５：２５アクリル酸ブチ
ル−アクリル酸共重合体へ水溶性可塑剤および米国特許
３，０６５，７７０に記載されているような粘着剤を加
えてなる導電性接着剤で被覆した担体部分からなる１０
ミル厚みまでの展延し得るインターフェース層を持った
ＴＥＮＳ電掻）４．５１５，１６２　　（電極端子プレ
ートへ接着した粘着性架橋ヒドロゲル、例えばポリアク
リル酸およびポリアクリル酸塩、水、架橋成分として少
なくとも２個のエポキシ基を含んでいる化合物、そして
任意に粘着剤、例えばグリセリン、プロピレングリコー
ルもしくはポリエチレングリコール、電解質例えば塩化
ナトリウムもしくは塩化カリウム、ｐＨ調節剤、可撓性
付与剤、抗カビ剤等を含む電極バンド） ４．５２４，０８７　　（例えばグリセロールと水酸化
カリウム水溶液を加えたアクリル酸に熔解したトリエチ
レングリコール−ビス−メタクリレートよりなる混合物
を重合を開始するためのフリーラジカル開始剤、例えば
光開始剤を使用してＵＶ重合することによって製造され
た、膨潤し得る、皮膚刺激性のない、適合性の、相互接
着性のイオン性親水性ポリマーである導電性接着剤をそ
の上に持っている電極） ４．５４３，９５８　　（例えばＬｅｃｔｅｃ　Ｃｏｒ
ｐ、からシート形で入手される、または米国特許３，３
５７，９３０　；３．９９３，０４９　　；　　４，０
６６．０７８および４，１４１，３６６に記載されてい
るような天然カラヤゴムよりなる導電性接着フィルムを
有する電極） しかしながら、ここに例示した、非粘着性でそ條て非接
着性である特定のヒドロゲルと異なって、本発明のヒド
ロゲルはすぐれた接着剤である。基本的性質におけるこ
の基本的違いの理由は後で述べる本発明のヒドロゲルお
よびその製造法の説明から明らかになるであろう。

ヨーロッパ特許出願隘８３３０５７７０．６　　（公開
磁０１０７３７６　）は、非剛直性で、無菌で、粘着性
でそして吸収性であり、そしてイオン化線によって架橋
されそして創傷、皮膚不調および火傷の処置に有用なポ
リビニルピロリドンゲルドレッシングを開示する。

これらのゲルドレッシングは１０ないし２５％。

好ましくは１５〜２０％、そして最も好ましくは２０％
の架橋したポリビニルピロリドンと水から１〜３メガラ
ツドの線量を照射することによってつくられる。他の特
許もゲルへ架橋した親水性ポリマーを記載し、例えば米
国特許３，９９８，２１５号は３０％までの濃度におい
てポリマーとしてポリビニルアルコールを有する。これ
ら特許は、各ポリマーは異なる挙動を示すので、架橋し
た吸収性の可撓性接着性ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ
）シートの製造方法に関して教示を与えない。実際、非
常に少数の水溶性架橋可能ポリマーのみが本発明のＰＥ
Ｏゲルが所有する強度、吸収性、可撓性および接着性の
要件を満たすことができ、そして照射架橋可能な与えら
れた親水性ポリマーが任意のポリマー濃度において吸収
性、接着性、強度および可撓性の基準のすべてを満たす
ヒドロゲルシートを形成することができるかどうかを予
測することは不可能である。架Ｊｉ　Ｐ　Ｅ　Ｏゲルの
過去の教示および用途は表面上のシートの平滑性および
除去容易性を強調する。接着性ＰＥ○架橋ヒドロゲルシ
ートに対する６％以上の主要濃度範囲は見過ごされ、そ
してそれらの接着性は発見されなかった。線量に関する
以前の教示によって与えられた唯一の方向はゲル化を達
成することであり、その場合教示は、（１）架橋したＰ
ＥＯヒドロゲルを得るための線量は濃度に反比例するこ
と（Ｕ、Ｓ、　３，４１９゜００６）、および（２）線
量は０．５２メガラット以上でなければならないこと（
Ｕ、Ｓ、　３，２６４，２０２、クレーム６）を述べて
いた。これら基準の各自は接着性ＰＥＯゲルの合成には
役立たず、そして実際ミスリーディングである。ポリエ
チレン水系は高エネルギー線に対してユニークなレスポ
ンスを有する。

低濃度においては架橋は間接効果により、すなわち溶媒
によって開始されるが、高濃度においては（ＰＥＯが固
体形である限度において）ポリエチレンオキシドは全く
架橋しない。この事実は吸収性、強度、可撓性および接
着性の効果的な組合せを達成する条件を予測することを
さらに困難にする。

シート形のゲルを含む親水性ゲルは今日市販されている
が、どれも本発明の接着性シートの基４−のすべて、す
なわち皮膚科的に不活性である、すなわち有機溶媒、残
存上ツマー１化学的架橋剤または未架橋接着性ポリマー
の実質量を含まない接着剤からつくられること、粘弾性
固体であること、すなわち皮膚の非平坦区域へ容易に一
致すること、皮膚へしっかり接着するように十分に接着
性であり、そのため使用中落下の危険性は少ないが除去
に際し皮膚へ痛みおよび／または損傷を与えるほど接着
性ではないこと、乾いた皮膚と同様に湿った皮膚へも、
そしてきれいな皮膚と同様に汚れた皮膚へも適切に接着
性であり、そのため有機溶媒または研野村による皮Ｉ′
ｆ事前準備を必要としないこと、その性質は接着シート
がその中へシールされる容器が開封されてから使用前ま
たは使用中までの間に容易に劣化しないことを満足しな
い。本発明の接着性シートはすべてのこれらおよび他の
有益な性質を有する。

接着性フィルムまたはシートは通常厚みが１０ミル以下
であり、大部分有意量の水を吸収しない。

本発明の接着性ヒドロゲルシートは厚みが少なくとも１
０ミルであり、そして水性液体中において少なくともそ
の自重と同じおよび自重の１０倍を吸収することができ
る。特に医療および化粧品分野に関するこの接着剤の用
途はドレッシング、被覆、電極、制御された放出シート
、外科用ドレープ、テープおよび特に皮膚に関する他の
用途に関する。本発明の接着性シートの特別の利益はそ
の純度および不活性と、それから生ずるヒト組織に対す
る生体適合性である。この接着性シートはそれらの生物
学的不活性が有名な高分子量線状ポリエチレンオキシド
ポリマーと水とからつくられ、そして高エネルギー線照
射によって架橋されるから、それらは架橋剤または遊離
接着性添加剤を含まない。また製造直後の照射されたシ
ートは無菌であり、または少な（とも非常に低い微生物
カウントを含有し、それが最終接着性製品の全体の純度
へ寄与する点において、この照射はヒドロゲルシート純
度へ貢献する。事実本発明の重要な特徴の一つは、水溶
性ポリマーについて分子量および濃度の適切な条件を選
択し、そして適切な照射線量を与えることにより、種々
の接着性の程度を持ったヒドロゲルシート材料をつくる
ことができることである。架橋したポリエチレンオキシ
ドヒドロゲルシート材料に関する先行技術においては、
それらの接着性に言及がなく、また本発明の態様でどの
ようにしてそれらを高度に接着性にするかに関して全く
教示がない。事実過去の教示は、接着性であるが弱く、
そして非接着性の非凝築性もしくは強凝集性無摩擦ゲル
である粘性糸引きポリエチレンオキシドヒドロゲルに関
する。

本玉」Ｂ凶１昨 本発明の目的は、実質上水と架橋したポリエチレンオキ
シドホモポリマーよりなる親水性ゲルからつくった新規
な接着性シートを提供することである。

他の目的は、その親水性ゲルが生物学的に不活性である
そのようなシートを提供することである。

他の目的は、皮膚１ｍ、例えば研摩および／または溶媒
による乾燥の必要性なしに皮膚へ接着するそのような接
着性シートを提供することである。

さらに他の目的は、その皮膚への接着性は皮膚上に正常
量の水分の存在によって悪影響されないそのような接着
性シートを提供することである。

さらに別の目的は、使用後皮膚への損傷なく、そして認
知し得る残渣なしに皮膚から剥離し得るそのような接着
性シートを提供することである。

さらに他の目的は、そのヒドロゲルが浸出し得る成分、
例えば七ツマー１可塑剤、架橋剤、粘着剤等を含まない
そのような接着性シートを提供することである。

さらに他の目的は、その親水性ゲルが環境雰囲気へ露出
する時その含水量を容易に失わないそのような接着性シ
ートを提供することである。

さらに他の目的は、本発明の製品の性質を有する接着性
シートを製造する方法を提供することである。

本明１０書をさらに検討する時、本発明のその他の目的
および利益は当業者に明らかになるであろう。

本玉」Ｂ四１又 物品面において、本発明は、それがヒトの皮膚へ接着性
であるよりも凝集性であり、そして皮膚上に認知し得る
残渣を残さず、そして本釣６５ないし９６ｗｔ％と、水
と共に粘着性表面の粘弾性固体を形成するのに有効な約
４ないし３５に）ｔ％の架橋したポリエチレンオキシド
の水に均一に分散した量より実質的になり、実質上未結
合水、モノマーおよび架橋剤を含まない均質な水性？昆
合物である接着性架橋ヒドロゲルにして、前記親水性ゲ
ルは重量平均分子量約０．０２〜６Ｘ１０Ｓダルトンを
有する線状ポリエチレンオキシドの約２〜２０００Ｘ１
０３ｃｐｓの粘度を有する）皮体フィルムを該液体フィ
ルムを粘弾性固体のシートへ変換するのに有効な量の高
エネルギー線へ服せしめることによって製造されるもの
である前記接着性シートに関する。

製造法面において、本発明は、約２〜２０００Ｘ１０３
ｃｐｓの粘度を有する、線状水溶性ポリエチレンの２〜
２５ｗｔ％水溶液の液体フィルムを該液体フィルムを粘
弾性固体のシートへ変換するのに有効な量の高エネルギ
ー線へ服せしめる工程を含む、本発明の架橋したヒドロ
ゲルの接着性シートの製造法に関する。

庇狙星旧論 本発明に使用される親水性ゲルは、それらは主としてま
たは殆んど全部水からなり、実質上未結合水を含まない
点でユニークである。これはいくつかの理由で重要な性
質である。第１に、それはゲルが圧力および／または上
昇した温度の影響において遊離水をブリードしないこと
を意味する。

そのようなブリーディングはシートの接着性に悪影響し
得る。第２に、それはゲルがもし水の氷点以下の温度へ
さらされても破壊されないことを意味する。これは貯蔵
および輸送安定性の見地から非常に重要である。最後に
、それはシールされた気体および水分不透過性包装から
取り出した後ゲルをひあがりに対し一層抵抗性とする。

医療用電極の皮膚接触部材としてまたは包帯として使用
する時、接着性ヒドロゲルのシートは無菌でなければな
らないから、該シートの包装はそのような無菌性を確実
にしなければならない。これはオートクレーブ滅菌はポ
リマーに悪影響またはゲルの含水量を変えることがある
ので慣例的にオートクレーブ滅菌によって便利に達成で
きないが、無菌性は他の手段、例えばエチレンオキサイ
ドにより、またはヒドロゲルシートを出発液体ポリマー
溶液を固体のヒドロゲルへ変換する高エネルギー線工程
の一体部分として包装することによって容易に達成する
ことができ、それによってヒドロゲルおよび関連する構
造および包装材料を効果的に滅菌する。

本発明のヒドロゲルは、接着面を有する粘着性表面の粘
弾性固体であることが特徴であり、それは後記のころが
りボールタックテストにおいて典型的には約Ｉｏｎ以下
のころがりボール距離を与え、そして後記の接着エネル
ギー密度測定テストにおいて典型的には約２ないし８０
ｇ−ｃｍ／−の接着エネルギー力を与え、その接着性シ
ートは接着強度より大きい凝集強度を有し、それにより
該シートは目視し得る残渣を残すことなくそれが付着し
た表面から除去することができる。それらの表面粘着性
はその指触検査はゲルのシートをはがした時皮膚上に残
渣を残さなければならないほど強い印象を人に与えるほ
ど顕著である。しかしながら、ゲルのシートは熱可塑性
ポリマーによ（似た一体の単一構造である。それ故それ
らはそれらの接着強度より大きい凝集強度を有し、それ
はそれらが付着した表面、例えばヒト皮膚から剥がされ
る時シートから材料が分離するのを防止する。

この親水性ゲルは水、および架橋したポリエチ゛レンオ
キシド（ＰＥＯ）の水性混合物である。それらは実質上
または完全に未結合水を含まず、その利益は前に論じた
ばかりか、沈降またはゲルの物理的または化学的性質に
他の様に悪影響し得る分離したポリマー粒子を実質上も
しくは完全に含まない。

盟」シ」区 これら架橋ＰＥＯポリマーおよび高エネルギー線の照射
によってそれから製造した本発明の接着性親水性ゲルは
一般に米国特許３，２６４，２０２および３．４１９，
００６に記載されており、それらの記載をここに参照と
して取り入れる。しかしながら、本発明に使用される特
定の高度に粘着性の親水性ゲルはそこには記載されてい
ない。そのようなゲルは固体ゲルを製造するのに必要な
最小値よりも高い出発線状ＰＥＯポリマー濃度を使用し
、そしてそれへ出発液体フィルムがかけられる線量を変
更することによって製造される。換言すれば、低固形分
および／または高照射ゲルは、同じ出発水溶性線状ＰＥ
○から製造した高固形分低照射ゲルよりも粘着性でない
。同様に低分子量出発線状ＰＥ○は高固形分において高
分子量出発ポリマーが対応する低固形分におけるよりも
もっと粘着性の親水性ゲルを生成する。従って、３．４
１９．００６のゲルの好ましいポリマー含量は２ないし
６ｗｔ％の間であるが、本発明のゲルのそれは出発ポリ
マーの分子量に応じ、約４ないし３５ｗｔ％である。前
記特許の実施例の出発線状ＰＥＯは３Ｘ１０’ダルトン
の分子量を有し、そして２ｗｔ％の濃度で使用されたが
、本発明の実施例の出発ポリマーは０．６ないし５×１
０６ダルトンの分子量を有し、モして４ないし２０ｗｔ
％の濃度で使用された。ＰＥＯのより高い濃度が低い濃
度よりもより粘着性表面のヒドロゲルをつくった。

可撓性の高いポリマーは高エネルギー電子またはベータ
粒子のような高エネルギー線の存在において架橋する傾
向を有する。通常の全体の発生はポリマー鎖のバックボ
ーンから水素の引抜きにより鏡上にフリーラジカルをつ
くり、それが結合して二つの鎖の間に架橋を形成するこ
とである。このプロセスはバルク系において発生する時
、平均鎖あたり少なくとも１個の架橋があり、網目構造
が形成され、そして系は架橋したと考えられる。

ゲル化と呼ばれるものが生起する゛。同時に高エネルギ
ーの吸収の結果分解も発生する。もし架橋発生数が分解
または鎖切断発生数よりも高い割合でおこっていれば、
正味の結果は架橋である。可撓性高分子量ポリマーにつ
いては、分解発生数に対する架橋発生数の比は１より大
きい。架橋および分解の同様のプロセスは高エネルギー
線照射へかける時熔液中のポリマーについても発生する
。しかしながら溶液中では架橋および分解発生のコース
を変え得る多数の他の要因が進行し得る。第１に、溶媒
は溶液中のポリマーの可撓性を激しく変更し得る。もし
ポリマーが与えられた濃度において一層可撓性であれば
、それは固体状態にある該ポリマーよりも一層容易に架
橋する。ある場合には、例えばポリエチレンオキシドの
場合、溶液中のポリマーは当初量として架橋するが、純
粋なポリマーは高エネルギー照射の正味効果として実際
に分解する。溶液はまたフリーラジカルの形成を変更し
得る。ある系においては、フリーラジカルが溶液中で実
際に生成し、次に架橋を誘発するようにポリマーバック
ボーンと相互反応する。この場合、溶液で誘発したプロ
セスは間接効果と呼ばれる。他方、高エネルギー照射は
架橋を誘発するようにポリマー自体と直接相互反応する
ことができ、これは直接効果と呼ばれる。

他の要因、例えば不純物および分子量分布があり、これ
はポリマーまたはポリマー溶媒系における架橋のコース
に影響するが、しかし当業者による適切なコントロール
をもって同じ正味効果を得ることができる。架橋または
分解が発生するかどうか、またはそれらの相対的比例が
変わるかどうかは、しばしば系中の酸素の存在によって
変わる。

酸素の存在は、コバルト６０のような低線量源でな（、
電子ビームのような高線量割合の高エネルギーを使用す
ることによって克服し得る。そうすることにより、系内
に存在する酸素の当初量は印加された線量の小割合によ
って消費され、そして残りは新しい酸素が遅い拡散プロ
セスによって補給される機会を持たないような線量割合
においてすべて架橋に利用される。分子量分布の影響は
一般に与えられたポリマー系において架橋効果を変化さ
せる。もしすべてのことが同じであれば、狭い分子量分
布をもった系はより効率的に架橋し、そしてゲル化に対
し、そして与えられた架橋程度に対して低い線量しか必
要としない。主な要件は系内にオリゴマーまたは低分子
量ポリマーのような低分子量分画が少ししか存在ないこ
とである。

これらの成分は系の架橋効率を著しくシフトさせるから
である。

架橋の効果を測定する簡単な手段は、未架横ポリマー（
ゾル）が与えられた線量を受けた後生成したポリマー（
ゲル）の不溶性分画を測定することである。典型的には
、ゲル化は架橋したポリマーを過剰の溶媒中で可溶性（
未架橋）ポリマーのすべてを抽出するのに十分な時間膨
潤させることである。残っている不溶性分画が架橋した
ボマーである。従ってもし異なるポリマー系がどのよう
に架橋するかを比較し、または与えられた系が与えられ
た線量でどのように架橋するかを決定しようと欲するな
らば、該システムのゲル−線量曲線。

すなわち与えられた線量における生成したゲルの量を決
定すればよい。与えられた線量においてより早くそして
速やかにゲルが増加すればする程、架橋プロセスは一層
効率的である。典型的なゲル−線量曲線が最初に形成さ
れる該曲線上の点はゲル化線ｍ　　ｇｅｌ　　（Ａ）と
呼ばれる。その直後、ポリマー鎖の次第に多くが架橋網
目の部分になるにつれ（Ｂ）、ゲル分率は鋭（上昇する
。最後にゲル分率は平原（Ｃ）に達し、そこではもはや
架橋は起こらない。これはこの点において架橋する低分
子量ポリマーの分画は非常に不十分であり、そして常に
いくらかの分解が同時に生起しているために起こる。こ
のすべてが正味の架橋の最大へ誘導する。

ポリエチレンオキシドの水溶液を照射架橋するプロセス
は、たとえ出発溶液が９６％もの水を含んでいても単一
相粘弾性固体ヒドロゲルを生ずる。

この粘弾性固体は水溶液中でツルベート化され、そして
−次化学結合によって網目に相互に不規則に架橋したポ
リマー分子のゆる（構造化された網よりなる。そのよう
な可撓性の架橋系はゴム弾性法則に非常に多く従って挙
動する。網目系は可逆的に膨張し、そして収縮する。そ
の強度は架橋数もしくは架橋密度につれて増加する。こ
の架橋系はまた溶媒の多量を吸収することができ、その
量は架橋の程度とともに減少する。

分子レベルにおいて、網目システムにおける架橋密度を
定量的に記載する最良の方法の一つは、架橋間の平均分
子量（Ｍｃ）を用いることである。

この数は以前別々のポリマー鎖を網目に結合する一次結
合間のくり返し単位の数である。与えられたポリマー網
目についてＭｃ値が低ければ低いほど、その架橋密度お
よびその強度は高い。他方この網目系の膨潤特性は減少
する。Ｍｅが低ければ低いほど、システムはより少ない
与えられた溶媒を熱力学的に吸収する。

粘弾性接着性ヒドロゲルシートについて強度および吸収
性を制御することは非常に重要である。

ヒドロゲルの強度は取り扱いおよび特にそれが付着する
表面、例えばヒト皮膚からの除去の見地から重要である
。もしゲルが弱くそして少ししか生成していなければ、
それは凝集力より大きい接着力を有し、そしてそれは除
去の間離れて表面へ粘着するであろう。低強度、低架橋
密度、高Ｍｃゲルは糸を引き、ねばねばで、そして容易
に破れ、それは一般に取り扱い困難にするであろう。他
方、そのような低強度網目系の溶媒に対する吸収性は高
いであろう。これは接着性シートの下の発汗および／ま
たは分泌物の存在下における吸収性が必要とされるヒト
の皮膚のような湿った環境において使用することを意図
した粘弾性接着剤にとっては非常に望ましい。もしシー
トが少ししか吸水性を持っていなければ、第２の水相（
分離表面）が接着剤のシートと皮膚の間に形成され、そ
れによりその間の接着結合を破壊するであろう。それ故
、そのような最終用途を意図した粘弾性接着性ヒドロゲ
ルシートは、゛出発ポリエチレンオキシドポリマー濃度
と線量の適切なバランスによって高い強度のみならず、
高い吸水性を有することが高度に望ましい。良好な接着
性、凝集強度および吸水性を有する粘弾性ゲルシートは
本発明によって製造することができる。

ある物質の他のものへの接着は、濡れ性、表面あらさを
含む多数のファクターに依存し、そして空気ポケットの
排除が中でも重要な一般的フアクターである。ポリマー
の場合、もし存在すれば官能基の性格、表面にひろがる
ポリマー鎖の量および接着しているポリマーがどこまで
遠く接着剤用自体へ戻ってひろがるかも接着強度にＬ’
ＪＩする重要なファクターである。ポリマー鎖が接着表
面上に適当にひろがり、そして接着剤相中に結合を持つ
ためには、可撓性も同様に重要である。

接着性架橋親水性ポリマーゲルの配合は架）喬密度のバ
ランスを必要とする。水性固体溶液中の与えられた分子
量および与えられた濃度のポリマーについては、過度の
高照射線量から生じた過度に高い架橋密度は非粘着性の
死んだ表面を与えるであろう。反対に、過度に低い架橋
密度は、非常に低い物理的強度を有し、そして取り扱い
困難で、そしてヒドロゲルの接着強度がその凝集強度よ
り大きいため接着するがしかしそれが付着した表面へ残
渣を残す物質を与えるであろう。これは基材裏張り上の
接着剤相の場合そうであり、接着力が実際の接着剤相よ
りも通常強く、接着剤相中で一部破裂が発生し、接着材
料が除去される時残される残渣を生ずるからである。

ヒドロゲル中の任意の与えられた分子量のポリマーの最
適濃度は多数のファクターによって決まる。強度の見地
からは、できるだけ高い濃度が最大の鎖密度を与えるた
めに望ましい。他方、粘着性（接着強度）は、高いポリ
マー分子の移動性の欠如とそして増加した分子網目によ
り、高すぎるポリマー濃度によって悪影響され得る。こ
のため、ヒドロゲル中低濃度において良好なウェット粘
着性を示すポリマーは乾燥状態において粘着性を全く示
されないであろう。他の制限ファクターは加工性である
。一般に溶液中の水溶性高ポリマーの粘度は指数態様で
濃度とともに増加する。もしあまり高いポリマー濃度に
おいて架橋ヒドロゲルシートをつくろうとすれば、出発
混合物が粘くなり過ぎて実際的態様で処理できない。

ポリマーの接着性はその官能基、その分子量およびゲル
−皮膚界面におけるその分子の一致性に依存する。ポリ
マー鏡上の官能基は皮膚上の官能基と会合することがで
き、ポリマーの分子量とともにその強度が一般に増加す
る表面結合を形成しなければならない。加えて、ポリマ
ーの分子量はポリマーの官能基の性格に応じて最小値以
上でなければならない。この臨界的な最小分子量は、ポ
リマーがその点でなお高分子量ポリマーとして挙動する
こと、すなわち接続した官能基のせん置数のため、分子
間引力が固体状態に必要な強度を提供するのに十分であ
るように広い長い範囲の相互反応が存在することである
。この状況は固体ポリマー接着剤に類似であり、すなわ
ちポリマー分子はポリマー相とそれが付着する表面との
間に著しい結合強度を与えるのに十分な長さのものでな
ければならない。

同様に重要なことは、結合界面におけるポリマー分子の
適合性である。例えば、非常に可撓性のポリマー分子は
皮膚上でのヒドロゲルのひろがりの結果皮膚上の官能基
と一層相互反応することができ、それによって官能基相
互反応を最大化する。

セグメント運動として観察されるそのような可撓性は、
官能基と皮膚との相互反応を最大化するため物理的に転
位することを許容する。

接着性架橋ヒドロゲルシートの合成においては、最初ゲ
ル化、すなわち架橋の発端を与えるよりも高い線量を達
成することが必要である。この点において、以前帖ちょ
うな液体は固体の性質を獲得し始めるが、しかしなお極
めて弱い。この液体もしくは半固体は極めて高い粘着性
を示すが、しかしその低い強度および極端な粘着性は少
ししか実用的価値がないシートもしくはフィルムを生成
する。しかしながらゲルが高い線量に露出されるにつれ
、その凝集力が増す。事実、その弾性モデュラスとして
測定したその凝集強度は任意の与えられた鎖密度もしく
は濃度について線量に正比例する。当初表面粘着性は著
明に影響されない。しかしなから線量は材料がその粘着
性を失い始める点（ｒｉｍｏｂ）へ達し、すなわち架橋
間のポリマーセクションの分子量が鎖可撓性が減少する
のに十分なほど小さくなるように多く増加する。この点
においては接着および凝集強度の適度のバランスが架橋
下のポリマーについて得られたかどうかを予測すること
は不可能である。それをするには許容し得る凝集強度を
有するゲルシートを形成するのに十分に高い線量を必要
とする。一般的規定として、ゲルの凝集強度は、シート
が意図する表面、例えばヒトの皮膚へ付着された時つく
られる接着の接着強度をこえなければならないと述べる
ことができる。外皮の含有はシートの取扱い性および裂
けに対する抵抗を改良することができるが、それはもし
接着力がシートの任意の部分における凝集強度をこえて
いるならば、シートが除去される時ゲルがデラミネーシ
ョンし、それによって表面に残渣を残すことを防止でき
ない。

高度に架橋した分子によって得られる弱い表面接触から
生ずる接着性の損失に加えて、高すぎる線量の他の逆効
果は水吸収性、すなわち平衡容量の損失であり、これも
粘着性の減少とともに減少する。架橋網目の平衡膨潤の
理論から、平衡容量は０．６乗した線量へ反比例する。

平衡容量をこえると膨潤したポマー網目から水分の相分
離を生じ、これは表面を非粘着性とする水の膜をヒドロ
ゲルシートの表面に形成する。照射線量はｒｇｅｌ　　
（固体シートをつくるため）以上であり、そしてｒｉｆ
ｆｌｏｂ（接着性を維持するため）以下でなければなら
ないことは自明であるが、任意の与えられた水性ポリマ
ー系において強度および吸水性の両者に対する架橋の影
響を予測することは非常に困難であり、そして種々のポ
リマー固形分レベルおよび線量レベルにおいて適当な実
験的照射なしに、与えられた水性ポリマー系の照射で誘
発した架橋に対する強度および吸収性の相対的レスポン
スを予測することは不可能である。使用し得る接着性に
ついては　ｉｍｏｂはゲルへ適切な強度を与える線量よ
り少ないか、または等しいかも知れないので、任意の与
えられた組成物が強度、吸水性および粘着性表面の許容
し得る組合せを持つことを予測することは不可能である
。ポリエチレンオキシドが本発明の強度、吸収性、可撓
性および接着性の正しい組合せを持ったヒドロゲルシー
トを与えることができるかどうかを知る道はない。

任意の特定のポリマー系について、強度、接着性および
吸水性の適正のバランスを得るため、水溶性ポリエチレ
ンオキシドの水分散液から高エネルギー線照射を用いて
許容し得る接着性架橋シートを製造するために使用する
方法について以下のパラメータが必要である。

適当な表面粘着性および凝集強度を保証するため、少な
くとも０．２Ｘ１０Ｇ以上の分子量を約６％以上の固形
分濃度で使用しなければならない。

使用可能な照射レベルは出発ポリマーの分子量および分
子量分布と、そして原料溶液中の不純物に依存する。し
かしながら一般に、約０．２メガラット以上の線量が凝
集強度を与え、そしてヒドロゲルをねばねばしないよう
にするために必要である。

他方、任意の処方が得る上限線量には接着性、可撓性お
よび吸収性の損失を防止するために限界が存在する。最
大線量は主として水系中の出発未架橋ポリマーの濃度に
よって決定される。ポリマー溶液の架橋の程度に影響す
る以上のファクターを考慮に入れて、使用し得る照射線
量範囲は、該範囲の下限において許容し得る凝集強度の
ヒドロゲル製品を与え、そして約０．２Ｘ１０Ｇダルト
ン以上の重量平均分子量のポエチレンオキシドについて
はポリマー濃度の関数として与えられる、前記規定範囲
の上限において許容し得る接着強度を保有するものとし
て機能的に規定することができる。

不純物、酸素の添加または除去、分子量分布の変更また
は添加物の使用のような他のファクターもこの範囲をシ
フトし得るが、しかしそれらは本発明の接着性シートの
製造にとって決定的ではない。

その代わり、それらは単に照射効率の損失またはゲイン
を補償するため照射線量のシフトを要するだけである。

両方の範囲は重量％単位のポリマー濃度（Ｃ）とともに
増加する。線量範囲の底Ｌ（Ｃ）、すなわちシートが接
着性でありそして丁度適切な凝集強度を有する点は以下
の関数によって与えられる。

Ｌ　（Ｃ）　＝　０．００１５５６Ｃ＋０．４５６２−
１．００１　／Ｃ他方、範囲のトップＵ　（Ｃ）　、す
なわちシートが許容し得る十分な強度を持つが、しかし
過剰の架橋により丁度適切な接着強度を有する点は以下
の関数によって与えられる。

Ｕ　（Ｃ）　＝　０．０３７３０Ｃ−１，２４５−３，
９０８／Ｃ本発明のヒドロゲルシートの企図する均等物
は、対応するポリエチレンオキシドホモポリマーと実質
上同じ条件で架橋した接着性ヒドロゲルシートを形成す
るように照射架橋し得るポリエチレンオキシド共重合体
、ポリエチレンオキシドと他のポリマーもしくはコポリ
マーとのブレンドである。

その−例は、多量（５０％以上）のポリエチレンオキシ
ドと少量（５０％以下）のポリビニルピロリドンの共架
橋混合物である。この場合、両方の出発原料は接着性架
橋ポリマーゲルを別々に生成する。同様に、ポリエチレ
ンオキシドホモポリマーは少割合の他の非接着性ポリマ
ーとブレンドし、そしてなお許容し得る架橋接着性ヒド
ロゲルシートを与えることができる。−例はポリエチレ
ンオキシドおよび／またはカルボキシメチルセルロース
のブレンドである。

同様な応用モードにおいて、水溶性粘着性架橋可能ポリ
マーは不活性フィラーとブレンドし、そして架橋した粘
着性ヒドロゲルシートを与えることができる。この場合
主な要件は、粘着性架橋可能ポリマーは形成されたシー
トの連続相でなければならないことであり、これは当初
のポリマー出発溶液によって不活性フィラーの濡れおよ
びカプセル化を必要とする。

前述したように、本発明のヒドロゲルシートは、皮膚か
ら除去される時構造上の一体性を維持するのに十分な凝
集力を持つ一方、例外的な表面粘着性によって特徴化さ
れる。

本発明のヒドロゲルシートまたはフィルムが表面、例え
ば皮膚へ接着する態様は本発明の重要な局面である。該
ヒドロゲルは乾いたおよび湿ったきれいなそして汚れた
皮膚の両方に速やかにそして強力に接着する。該ヒドロ
ゲルはそれが表面粘着性を失う前に水の実質上を吸収す
ることができるので、接着性シートを皮膚へ適用した後
ヒドロゲルの下の皮膚から形成される発汗に極めて耐え
る。反対に、それは６５％以上水であるから、それは慣
用の接着剤系皮膚インターフェース部材が使用後除去さ
れるときに痛みおよび／または皮膚損傷を発生する皮膚
および毛との化学結合を生成しない。

皮膚接着性をテストするため、片側から裏打ちを除去し
たヒドロゲルのサンプルを種々の患者の皮膚へ張り、そ
して少なくとも放置した。これは布含有ヒドロゲルフィ
ルムの両方について実施した。どれほど良くヒドロゲル
が皮膚へ接着したかを観察し、そして少しでも残渣が皮
膚に残ったかどうかとともに、どれほど容易にヒドロゲ
ルが皮膚から分離できたかを記録した。

導電性ヒドロゲルシートの接着性は感圧性テープ委員会
によって制定されたタックころがりボール方法によって
定量化することができる。接着性材料のためのこのテス
ト法はＡＳＴＭ名称Ｄ−３１２１−７３（１９７９年再
承認）に詳細に規定されている。該テスト方法は接着剤
に関するＡＳＴＭ委員会Ｄ−１４の管轄にある。該テス
トはイリノイ州りレンビエー、ウオーキーガンロード１
２０１の感圧性テープ委員会から入手することができる
傾いた槽を利用する。酸槽は頂部に開放レバーを備え、
そこから直径１１ｆｌの鋼球が槽上へ放出される。ボー
ルはそれが傾斜を下降する時慣性を獲得し、そしてその
接着性を測定している接着性表面の上にころがる。ボー
ルが移動する距離が短かければ短かいほど、接着力値は
高い。

このテストは以下のように実施される。１インチ幅およ
び少なくとも３インチ長さに切断したヒドロゲルサンプ
ルの両側から裏打ち材を除去する。

テストは制御された環境（７２”Ｆ±５’Ｆおよび５０
％相対湿度）中で実施される。テストを実施するのに十
分な寸法の硬い水平表面が選択される。

金属およびガラス板の両方が満足であごとを証明した。

各接着性シートのテスト前、傾いた槽をイソプロパツー
ルで完全に清掃する。

テストすべき標本を傾いた槽と一直線に接着剤を上にし
て平らに置く。傾斜と反対側の標本の端はテーブルに固
定される。各標本について１回だけテストが行われる。

ボールをヒドロゲル上へころがす前に毎回それはイソプ
ロパツールで完全に清掃され、それによってさもなけれ
ば前回のテストから残るであろう残渣を除去し、そして
次にさらに残っている残渣を除去するためリントなしの
漂白した吸収材料で拭く。清掃後ボールまたは走路に触
れてはならない。ボールを放出の上方側へ置くのにはき
れいな乾いたへらを用いる。ボールを放すとそれは接着
性材料上の停止点までころがるであろう。ボールが最初
に接着剤と接触した点からボールが停止したところまで
の距離を測る。

５回以上のテストの停止距離測定の平均値を記録する。

ボール上の認知し得る残渣、基材からの接着剤のま（れ
等の目視検査に基づく適当な追加のコメントも記録する
。

このテストにおいて、本発明のヒドロゲルは約１０１■
以下のタックボールころがり距離を持つ。

好ましいゲルは約７璽亀以下の距離を持つ。

非常に高いタックをもつもの、すなわち２１１以下のタ
ンクころがりボール距離を持つものを含む本発明のソー
トによって形成される接着剤は、使用後それらが除去さ
れるとき皮膚の表面を損傷せず、および／または毛を引
っ張らない。

接着剤の相対的強度および粘着性を測定する他のテスト
は、接着エネルギー密度測定テストである。このテスト
はどのくらい良くヒドロゲルシートが平坦な表面へ接着
するかを測定する。測定される接着エネルギーは、平坦
表面へのヒドロゲルシートの表面接着力とそしてヒドロ
ゲルシート自体の強度の組合わせた強度である。

テストすべきヒドロゲルシートのサンプルを裏打ちなし
で平坦なステンレス鋼ブロック上に置く。

該ブロックはテスト台上に置かれた可撓性発泡体のブロ
ックの上に置かれる。所定位置に配置した後、漬りング
をテストサンプルの頂部に置き、そして使用すべきテス
トプローブと整列させ、後者がリングに触れることなく
サンプルを通って下降するようにする。次にポリメタク
リル酸メチルテストプローブが一定した速度で一定した
深さまでサンプル中へ下降する。（試験したヒドロゲル
フィルムにおいては、下降速度は０．５　ｕ＋　／　ｓ
ｅｃにセントされ、侵入は１．０鶴にセットされた。）
テストプローブを下降させる前に、それはテスト開始前
残留接着性材料がプローブの面にないことを確実にする
ため、イソプロパツールまたは蒸留水で清掃し、リント
のない布で乾燥する。以下に記載のテストは７２′Ｆ±
５’Ｆでそして相対湿度５０％±５％で実施され、各テ
ストサンプルはこれらの条件でテスト前少な（とも１時
間貯蔵された。テストフ”ローフ゛がヒドロゲルフィル
ム下降を終了し、そしてその復帰（上昇速度０．３４４
　ｃｒｎ　／　ｓｅｃ　）を開始する時、測定下の接着
剤サンプルはテストプローブの表面へ接着している。プ
ローブの復帰のスタートからプローブの表面からテスト
サンプルの完全分離まで、プローブ上の力および対応す
る移動距離をボーランド、スチーブンスＬＦＲＡテキス
チャー、アナライザーおよびレコーダー　（Ｖｏｌａｎ
ｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，　Ｈｏｗｔｈｏｒｎｅ。

Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ）を使用して記録する。カー移動距離
カーブの下の面積が接着エネルギーである。使用した１
．　５インチ直径プローブでは、１１．４ｃ１１１あた
りの接着エネルギーである。ここに報告した結果につい
ては、力はダラムで測定され、そして移動距離はｃｍで
測定され、そのためすべての接着エネルギーは接着エネ
ルギー密度として１１．４ｃ＋ｄ表面についてｇ　／　
ｃｍで報告される。

このテストにおいて、本発明の親水性ゲルは約２ないし
８　０　ｇ−ｃｍ　／　ｃｒＡの接着エネルギー力を示
す。

好ましいゲルはこのテストにおいて約７　ｇ−　ｃｍ　
／　ｃｎｔ以上の値を与える。

本発明のヒドロゲルシートの増強された接着性は表１に
それらの接着エネクギー密度（ＡＥＤ）およびタンクこ
ろがりボール距離に従って示される。本発明における配
合の接着性および粘着性の差および大きな改良を示すた
め、米国特許第３，４１９、００６でカバーされている
範囲内である、４×１０６分子量のポリエチレンオキシ
ド２％と、そして０．５メガラット照射したヒドロゲル
シートも後の表Ｉに含まれている。めいめいの場合、後
の親水性ゲルの製造の部分に記載した外皮で補強された
。

接着性および粘着性の物理的テスト、すなわちタンクこ
ろがりボール法および平板接着エネルギーテストが皮膚
への接着性を正確に表していることを証明するため、多
数の本発明の接着性シートを実際のヒト対象の皮膚で剥
離テストにかけ、表１に報告した。全区１０インチの１
インチ幅のサンプルを１した。５インチを対象の前腕へ
長く張った。皮膚は最初に蒸留水で清掃し、接着シート
を張る前に乾燥した。片の他端のトインチをＣｈａｔｉ
ｌｌｏｎ引張り試験機モデルＤＦＧ　（ノースカロライ
ナ州グリーンズボロ、　Ｊｏｈｎｓｏｎ　Ｃｈａｔｉｌ
ｌｏｎ　＆５ｏｎｓ、　Ｉｎｃ、）のジョー中に入れ、
張力を加える前、静止状態で皮膚へ接着した５インチの
うち、４インチが垂直に皮膚からジョーの先端へ垂れ下
がり、そして１インチがジョーに固定された。次にジョ
ーが１０インチ／分の速度で進められ、そしてピーク時
の力が測定された。これらテストは７５′Ｆ±５°Ｆお
よび５０％±５％相対湿度の環境で実施された。各測定
に５人の対象が使用された。これらのテスト（剥離強度
）の結果を表Ｉに与えられる。

（以下余白） 創傷上の医療用ドレッシングのような、皮膚への通用を
意図した本発明の接着性シートのヒドロゲルは、分泌物
または汗によってそれから浸出するポリマーが制限もし
くは禁止されることを確実にするため、望ましくは高度
に架橋される。ポリマー系の架橋程度を定量的に測定す
るテスト方法は前に記載した抽出テストである。特に本
発明において報告されたゲル値については、抽出に以下
の条件が使用された。２×２インチおよび約２．５ｇ重
量のサンプルを蒸留水２００ｄで２５℃±５℃の温度で
７２時間抽出した。次に過剰の水を膨潤したシートから
除去し、そして重量を測定した。

このシートを次に５０℃±５℃に保ったオーブン中に２
４時間装いた。オープンから取り出し、乾燥したゲルの
重量を測った。サンプルのポリマーのもとの重量で割っ
た乾燥ゲルの重量がゲル分率（ｇ）である。結果は通常
％ゲルとして報告される。

創傷管理用途に使用を意図する接着性シートの他の重要
な特徴はその吸収能力であり、これは皮膚上の接着剤は
界面にたまる汗の層によってその接着力を容易に失うこ
とができるからである。さらに、もし接着性材料が創傷
ドレッシングとして用いられるならば、それは創傷から
の排泄物を吸収することができなければならない。何と
なればこれがその主なる機能の一つであるからである。

もしゲルがそうでなければ、その接着力を失い、そして
それが機能することを意図した部位から移動するであろ
う。これらの理由のため、接着性シートは水性液体に対
して良好な平衡または吸収能力を持つことが非常に重要
である。

架橋ポリマー系の吸収能力を定量的に測定するテスト方
法は膨潤テストである。このテストは抽出時点までは前
に述べた抽出テストと全く同じ態様で進行する。もとの
シート重量で割った、表面から過剰の水を除去した抽出
したシートの１ｆｌｉｆｆｉが膨潤比（ＳＲ）である。

この値を次にもとのポリマー濃度（Ｃ）とそしてゲルテ
ストで判明したゲル分率（ｇ）で割れば、以下の式に従
って生成した網目の平衡能力（ＥＣ）が得られる。

ＥＣ＝ＳＲ／ｇｃ それぞれゲル％および平衡能力（ＥＣ）で表した本発明
のヒドロゲルの架橋度および吸収能力の典型的な値を表
Ｈに示す。％ゲルは架橋とともに増加し、一方ＥＣは減
少するにもか＼わらず、高いゲル％においても高いＥＣ
があることは特記すべきである。これは良好なＥＣもし
くは膨潤比（ＳＲ）は高い％ゲルを達成し得るとの保証
がないことを証明するものである。

９　　０．６　１８　　０．５　　８６．０　６１．６
　９．５１７　　０．９　　９　　０．４　　７９．８
　７２．４　５．２１Ｂ　　　０．９　　９　　０．５
　　　Ｂ２．９　６０．３　４．５２５　　４．０　　
８　　０．３５　８８．４　９４．５　６．７２６　　
４．０　　８　　　ｏ、ｓ　　　ｓ２．ａ　　６９．４
　４．６３６　　５．０　　８　　０．５　　７９．０
　５３．５　５．４ＰＥＯが高エネルギー線によって架
橋されるので、それは皮膚へ付着すべき器具にとって非
常に重要な配慮である残存上ツマ−および化学的架橋剤
を含まない。もし望むならば、ゲルは任意に保存剤、抗
カビ剤、静菌剤等を含むことができる。

ただし、ゲルへそれが形成された後、例えば親水性ゲル
のシートの片面または両面へそれらの水溶液のフィルム
を塗布することによって任意のそのような剤を混入する
ため特別のステ・ノブを取らない限り、選択した材料は
親水性ゲルを製造するために使用される照射に耐えるこ
とができ、そして増強した接着力および十分な強度をも
った製品を得るのに必要な線量を変えることができるこ
とを留意すべきである。

ヒドロ　ルの−１・、′ 以下は、本発明の親水性ゲルの性質の要約である。

注１ｕ１乱住 この親水性ゲルは不活性で、そして代謝されない。それ
は平常約７のｐＨを有し、６と８との間を浮動すること
が許容される。それらはゼロ刺激指数を持つ。それらは
照射によって製造されるため、ゲルは実質上もしくは完
全に無菌であり、１ｄあたり１０コロニー以下（測定限
界）である。

該ヒドロゲルは外来のまたは他の異物成分を含まない。

それは化学的に架橋したゲル中に存在する七ツマ−およ
び架橋剤や、または処方した接着剤では一体部分である
溶剤等の外来薬品を含まない。すべての成分は皮膚接触
において生体許容性であることが証明された。正常のｉ
ξ出物はユーザーの皮膚を離れてゲルのマトリックスへ
流入する。

亘水性■ヱ このヒドロゲルは遊離水を含有しない。ヒドロゲル中の
水はゲル分子構造の一体部分であり、それ故圧力のよう
な物理的手段によってそれから分離することができない
。このためマトリックスは重力下および冷凍でさえも均
質を保つ。その吸収性質は、それらを？ｔｉ３によって
ゲル中へ引き込むことにより、ヒドロゲルが生体表面か
ら水溶性）ξ出物および排泄物をきれいにすることを可
能とし、このため他の有機ポリマーには共通してつきも
のの皮膚刺激因子を低下させる。ゲルバッドはそれ自身
ヒト皮膚の不規則性に適応し、実質上均一な接触を形成
する顕著な利点を有する。

接ｌ立１ ヒドロゲルの接着特性は、その凝集力を保持しながら、
それが設置される表面の微細な不規則性に合致する能力
の関数である。この特性は添加の薬品の必要性なしに接
着剤の基準を満たす。与えられた表面に対する接着性の
程度は、該表面の不規則性もしくは多孔性の程度の関数
である。このヒドロゲルは正常の汗を吸収してもその接
着性を保持する。ゲル構造内のヒドロゲルの粘弾性は、
それが通用される表面の小さい間隙中へ流入することを
許容し、それによってそれ自身と前記表面との間の密接
な均一な接触を許容する。このクイ１の接着性は、追加
の化学的接合剤を使用することなくそれが皮膚へ接着す
ることを許容し、これは成分がゲル構造内に永久に結合
しているから、痛み、皮膚損傷もしくは毛を引っ張るこ
とな（、そして皮膚自体へゲルの残留成分を残すことな
く、ヒドロゲルを皮膚から除去することを許容する。

ル　１゛ 医療用接着剤として使用するのに適したヒドロゲルシー
トは、水溶性線状ポリエチレンオキシドと水とを粘ちょ
うな原料を形成するように混合することによって製造す
ることができる。便利な操作は乾いたポリマーを環境ま
たは上昇温度において適当量の水と徐々に混合すること
である。粘ちょうな液体原料は次に平坦な表面、例えば
ポリエチレンフィルムまたはポリエチレン被覆紙上へ液
体フィルムを形成するように適用される。引っ張りおよ
び曲げにおけるヒドロゲルの強度へ貢献させるため、低
坪量の外皮を架橋前に成形中に含ませることができる。

外皮は実質的な開いた面積のもので、そして低い坪量、
例えば約１ないし５ミル厚さで、約０．　ＯＯ２ないし
０．２．好ましくは約０、　ＯＯ３ないし０．１ｇ／平
方インチのものである限り、織ったまたは織らない網目
タイプの構造のもの、例えばそれらの交差点でヒートシ
ールした不織モノフィラメント、または熱スタンプした
構造パターンに孔を持つ熱可塑ポリマーのシートとする
ことができる。外皮は好ましくは天然または合成疎水性
ポリマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エステル、ポリアミドホモポリマーからつくられる。こ
れらポリマー材料は好ましくはヒドロゲル中へ不純物を
漏洩しないように可塑化されない。

得られる液体フィルムは次に電子ビームのような高エネ
ルギー線へかけられ、固体ゲルへ変換される。製造を容
易にするため、液体フィルムは好ましくは照射前片側も
しくは両側を薄い剥離し得る親水性シート、例えばポリ
エチレンもしくはプラスチック被覆離型紙で裏張りされ
る。片側または両側のプラスチックシートはヒドロゲル
シートの形成後、包装前または使用前剥離することがで
きる。今や粘弾性固体であるヒドロゲルシートは、皮膚
と接触する用途に使用するため所望の寸法および形状に
カットすることができる。用途に応じ、異なるタイプの
裏張りシートをヒドロゲルシートの片側または両側に用
いることができる。例えば非剥離性シートを片側のみに
、または剥離し得るシートを片側にそして非剥離性シー
トを他の側に使用することができる。

これらの用途に有用なポリエチレンオキシド配合物は、
適当な表面粘着性（接着性）とおよび可撓性と残渣を残
さないために十分な強度（凝集性）を維持する一方、高
濃度の水を含有し、結合するものである。出発水溶性ポ
リエチレンオキシドは容易に架橋し、そして処理のため
粘ちょうな溶液を形成するのに十分に高い分子量を持っ
ていなければならない。重量平均分子量約０．２〜６Ｘ
１０Ｇ。

好ましくは約０．５〜５×１０Ｂダルトンを有するポリ
マーが一般に採用される。その中のポリマー濃度は典型
的にはその分子量に応じ、全溶液の約４ないし３５ｗｔ
％、好ましくは約７ないし２０ｗｔ％である。ポリマー
水溶液は架橋前シート状形状、例えば約０．２ないし４
１ｍの厚みの液体フィルムを形成するのに十分に粘ちょ
うでなければならない。

例証的粘度範囲は約２，０００ないし２，０００．００
０　ｃｐｓである。ポリマー溶液は裏張りフィルムもし
くはシート上へコーティングによって液体シートに形成
される。もし外皮が溶液の本体中へ入れられるならば、
溶液は外皮の両面をこえて突出しなければならず、そし
て外皮の全表面が溶液で漏れなければならない。この注
型技術は連続的とすることができ、それによって長い連
続シートもしくはフィルム、または単一ユニットに相当
する寸法および形状の溶液の個々のプールを適用するこ
とによって不連続のシートまたはフィルムを形成する。

任意の量の粘ちょう溶液を裏張りフィルムへ適用し、個
々の接着パッドのための複数の個々のシートを得ること
ができる１０ないし１５０ミル（０゜２５４ないし３．
８１ｕ＋）の厚みの連続した親水性ゲルのシートを、ま
たは複数の接着パッドを形成するようにカントし得る大
きい単一シートを形成することができ、または該シート
を長い片にカットし、テープとしてロールに巻くことが
できる。

裏張りシートへ通用されるポリマー水溶液の厚みは、一
般に溶液の粘度により、そしてそれに外皮を入れるか否
かによって決められる。

粘ちょうな溶液が所望の厚みに塗布または注型された後
、それは次に電子加速機によって発生させたような高エ
ネルギー電子束のような架橋高エネルギー照射へかけら
れる。もし大気中の酸素を排除する条件が取られれば、
ガンマ線も使用し得る。主要要件は、電子ビームが溶液
を貫通するのに十分なエネルギーのものであり、そのた
め溶液がサンプルの全断面を架橋するのに有効な線量を
受けることである。適当な線量／エネルギー／厚み関係
は照射処理の当業者には容易に選定可能であり、そのた
め詳細に論する必要はない。所望の均一架橋の程度を得
るため、すなわち粘ちょうなポリマー水溶液を粘弾性固
体ゲルへ変換するのに有効な線量は、約０．２０ないし
５８０メガラット。

通常約０．２５〜１．５メガラットの線量が、選択した
ポリマーとその濃度によって必要である。もし粘ちょう
なポリマー溶液中に選択した機能的または治療剤が含ま
れれば、線量はこの範囲内でさらにシフトされることが
できる。一般的にいえば、高いポリマー濃度は、低いポ
リマー濃度よりも許容し得る粘弾性固体ゲルを製造する
ために高い照射線量を必要とする。

もし導電性および／または生理的塩濃度のゲルを望むな
らば、線状ポリエチレンオキシドの出発粘ちょう溶液へ
電解質を添加することができる。

典型的には、水溶性塩、好ましくは皮膚科学的に許容し
得る金属塩、さらに好ましくはアルカリ金属塩例えば塩
化ナトリウムもしくはカリウムの約０．１ないし１５ｗ
ｔ％、好ましくは約０．７ないし１９ｗｔ％水溶液が使
用される。特定の濃度はそれからつくられるヒドロゲル
に望まれる導電率に依存し、一般に１０００　（オーム
−ａｍ）’以下、好ましくは１００（オーム−ａｍ）−
”以下の横断導電率が望ましい。そのような塩溶液は混
合によって水溶性線状ポリエチレンオキシドと組合わさ
れ、均質な粘ちょう溶液を形成する。

さらに考究することな（、当業者が以上の説明を利用し
て本発明をその全範囲にわたって使用することができる
ものと信じられる。それ故以下の好ましい特定実施例は
単に例証であり、開示の残部の限定ではないと考えるべ
きである。

以上のテキストおよび以下の実施例において、すべての
温度は未補正摂氏で述べられ、そしてすべての部および
パーセントは特記しない限り重量による。

実施例１ 脱イオン水中の液体フィルム（重量平均分子量約０．６
ｘｌＯＧの水溶性ポリエチレンオキシドの５ｗｔ％水溶
液の約５０ミル）を約１フイート四方の１．２５ミル低
密度ポリエチレンフィルム上に注型した。ポリエチレン
不織布（坪量０．０１６ｇ／１ｎ２）を粘ちょう溶液中
その中央近くに浸漬する。

重含有溶液を１．２５　ミル低密度ポリエチレンフィル
ム裏張りの第２のシートでカバーし、約５３ミル厚みの
サンドイッチをつ（る。このサンドインチを次にニュー
ヨーク州プレインビューのラディエーション、ダイナミ
ックス、インコーポレイテノド製造のダイナミドロン電
子加速機のビームを横切って通過される。加速機は４．
５ＭｅＶＯカラム電圧で作動される。サントイ・７チは
０．５０　Ｍｒａｄの照射線量を与えられる。ＰＥＯ熔
液はこのようにして粘弾性固体ゲルのシートへ変換され
る。このシートから接着性ヒドロゲルシート材料を特徴
付ける重要な性質を測定するための所定の寸法にサンプ
ルがカットされる。これらの性質は、（１）接着エネル
ギー密度、（２）タックころがりボール距離、（３）ゲ
ル分率および（４）平衡能力である。これら性質のため
の各テスト方法は前に記載しである。このサンプルから
得られた結果は次のとおりである。

ゲル分率（ＧＥＬ）　　　　　　　８２．９平衡能力（
ＥＣ）　　　　　　　　６０．３　ｇ／ｇ実施例２ない
し１２ これら実施例中のヒドロゲルシートは、異なる濃度およ
び異なる照射線量を使用したことを除き、実施例１と同
じ態様でつくられた。表■は使用した条件およびこれら
実施例で得られた結果を示し、すなわち結果は接着エネ
ルギー、タックころがりボール距離、ゲル分率および平
衡能力を含む。

麦−−ｌ 実施例１３ないし２０ これら実施例においては、各ヒドロゲルシートはポリエ
チレンオキシドの分子量が０．９Ｘ１０Ｓであることを
除いて実施例１と同じ態様で形成された。表■はこれら
実施例の各自について異なった濃度／照射線量条件とそ
れから得られた結果を述べる。

゛　犬−一夏 実施例２１ないし３３ これらの実施例においては、各ヒドロゲルシートは実施
例１と同じ態様でつくられるが、しかしポリエチレンオ
キシドの分子量は４×１０６である。表■はこれら実施
例のめいめいに使用された異なる濃度／線量条件と、得
られた結果を述べる。

（以下余白） 唐−二！ 実施例３４ないし３に れらの実施例においては、各ヒドロゲルシートは実施例
１と同じ態様でつくられるが、しかしポリエチレンオキ
シドの分子量は５×１０６である。表■はこれらサンプ
ルのめいめのための異なる濃度と、得られた結果を述べ
る。

唐−二！ 実施例３７ないし４９ これらの実施例においては、各ヒドロゲルシートは、二
つの異なる分子量のポリエチレンオキシドのブレンドを
０．６ｘ１０６の単一分子量のものの代わりに使用した
ことを除き、実施例１と同じ態様でつくられた。表■は
、各サンプルについて混合物中へブレンドされた各平均
分子量のポリエチレンオキシドの異なる濃度と、サンプ
ルがかけられた異なる照射線量と、そして得られた結果
を述べている。

（以下余白） 比較例Ａないしに れら比較例においては、各ヒドロゲルシートはポリエチ
レンオキシドの代わりに分子１３０×１０６のポリアク
リル酸が使用される。表■はこれら比較例のめいめいに
使用された異なる濃度／照射線量条件と、そして得られ
た結果を述べる。

この結果はすべての水溶性高ポリマーが適当な強度の接
着性、可撓性、吸収性ヒドロゲルシートをつくるもので
ないことを明らかに示している。これらの配合は、濃度
、粘度および照射線量に関してポリエチレンオキシド配
合の範囲内において、そして同じ方法によってつくられ
た。それにもかかわらず、つくった架橋シートは強度を
欠き、そして接着性でない。

＊弱すぎて測定不能 実施例５０（導電性ゲル） 水中、ポリエチレンオキシド（重量平均分子量約０．９
　Ｘ　１０’　）　９ｗｔ％および塩化ナトリウム５ｗ
ｔ％の溶液の液体フィルム（約５０ミル）をポリエチレ
ン裏張り材料の１ミルフイルム上に注型する。ポリエチ
レン不織布（０，０１６ｇ／平方インチ坪量）を粘稠溶
液中へその中央近くまで浸漬する。外皮を含むｆ４ＷＩ
を１ミルのポリエチレン裏張り材料の第２のシートでカ
バーし、５２ミル厚みのサンドインチをつくる。このサ
ンドインチをファン、デ、グラフ発生器のビームを横断
して通過させる。液体ＰＥＯフィルムはこのようにして
固体の粘弾性ヒドロゲルへ変換される。このサンドイン
チから１インチ四方のシートをカットし、シートの両面
の裏張り材を除去する。外皮含有固体ヒドロゲルのシー
トを導電性銀／塩化銀スナップの裏側へ取り付け、該ス
ナップの表側はそのトップが突出するように接着性ポリ
ウレタン発泡体のシート中へ埋め込む。この導電性ヒド
ロゲル、銀／塩化銀ボタンおよびポリウレタン発泡体の
構造はテスト電極ユニットを構成する。二つの同じその
ような電極ユニットを電極ベアを形成するようにヒドロ
ゲル裏側同志を接合する。この電極対をＴｈｅ　Ａｓ５
ｏｃｉａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ａｄｖａｎｃｅｍ
ｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｅｄｉ−ｃａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ
ｔａｔｉｏｎによるプレゲル化したＥＣＧ使い捨て電極
のための提案された標準（ＳＬａｎｄ−ａｒｄ　Ｆｏｒ
　Ｐｒｅｇｅｌｌｄ　ＥＣＧ　Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ　
Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ。

１９８４年２月改訂）に従って医療用電極としての使用
に対するその電気的レスポンスを測定するために試験す
る。以下の電気的測定におけるそのような電極対のため
の規定されたガイドライン値は次のとおりである。

すぐれた電極を得る他の重要な電気的特性：実施例５０
の電極ペアについて得られた値：０．２５ｍＶ　　１５
．５ｍＶ　　９．８ｍＶ　　５．４ｍＶ　　４５　　！
−２８，８１−このヒドロゲルシートは医療用電極アセ
ンブリの皮膚接触エレメントとして使用するのに適して
いる。

以上の実施例は、本発明の一般的にまたは特定的に記載
した反応剤および／または作業条件を以上の実施例に用
いたそれらに代えることによって同様な成功度をもって
くり返すことができる。

以上の説明から、当業者は本発明の本質的特徴を容易に
確かめることができ、そしてその精神および範囲を逸脱
することな（、それを種々の用途および条件に適応させ
るため本発明の種々の変更および修飾をなすことができ
る。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量平均分子量約０．０２〜６×１０＾６ダルト
   ンを有する線状水溶性ポリエチレンオキシドの約２〜２
   ０００×１０＾３ｃｐｓの粘度を有する液体フィルムを
   、該液体フィルムをころがりボールタックテストにおい
   て約１０ｍｍ以下のころがりボール距離とそして接着エ
   ネルギー密度測定テストにおいて約２ないし８０ｇ−ｃ
   ｍ／ｃｍ＾２の接着エネルギー力を与える接着性表面を
   有する粘弾性固体のシートへ変換するのに有効な約０．
   ２ないし５．０メガラットの高エネルギー線に服せしめ
   ることよりなり、該接着性シートは接着強度より大きい
   凝集強度を有し、それにより該シートはそれが付着した
   表面から目視し得る残渣を残すことなく除去できること
   を特徴とする親水性ゲルの接着性シートの製造法。
2. （２）水と共に粘着性表面の粘弾性固体を形成するのに
   有効な約４ないし３５ｗｔ％の架橋したポリエチレンオ
   キシドの水に均一に分散した量より実質的になり、実質
   上未結合水、モノマーおよび架橋剤を含まない均質な水
   性混合物である接着性親水性ゲルの約１０ないし１５０
   ミル厚みの固体シートであって、該親水性ゲルのシート
   は第１項の製造法によって製造されたものである親水性
   ゲルのシート。
3. （３）前記親水性ゲルはその中に浸漬した低坪量の外皮
   を含んでいる第２項の親水性ゲルのシート。
4. （４）前記外皮は不織ポリエチレンである第３項の親水
   性ゲルのシート。
5. （５）ヒドロゲル中のポリエチレンオキシドの濃度が約
   ４ないし３５ｗｔ％である第２項の親水性ゲルのシート
   。
6. （６）ヒドロゲル中のポリエチレンオキシドの濃度が約
   ７ないし２０ｗｔ％である第２項のヒドロゲルのシート
   。
7. （７）ポリエチレンオキシドが約０．５ないし５×１０
   ＾６ダルトンの分子量を有する第２項の親水性ゲルのシ
   ート。
8. （８）架橋したポリエチレンオキシドを製造するために
   使用される高エネルギー線は高エネルギー電子のフラッ
   クスである第２項の親水性ゲルのシート。
9. （９）前記シートの露出面はそれから剥離し得る裏張り
   シートでカバーされている第２項の親水性ゲルのシート
   。
10. （１０）前記親水性ゲルはその中に浸漬した低坪量の外
    皮を含み、ポリエチレンオキシドは約０．５ないし５×
    １０＾６の分子量を有し、かつ親水性ゲル中に約４ない
    し１２％の濃度で存在し、該シートの露出面はそれから
    剥離し得る裏張りシートでカバーされている第２項の親
    水性ゲルのシート。
11. （１１）前記外皮は不織ポリエチレンである第１０項の
    親水性ゲルのシート。
12. （１２）前記親水性ゲルはその中に熔解した電解質を含
    んでいる第２項の親水性ゲルのシート。
13. （１３）前記電解質は約０．１ないし１５ｗｔ％の濃度
    で存在する水溶性塩である第１２項の親水性ゲルのシー
    ト。
14. （１４）前記水溶性塩は塩化カリウムまたは塩化ナトリ
    ウムである第１３項の親水性ゲルのシート。