JPS6330010B2 - - Google Patents
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- JPS6330010B2 JPS6330010B2 JP54112726A JP11272679A JPS6330010B2 JP S6330010 B2 JPS6330010 B2 JP S6330010B2 JP 54112726 A JP54112726 A JP 54112726A JP 11272679 A JP11272679 A JP 11272679A JP S6330010 B2 JPS6330010 B2 JP S6330010B2
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Description
本発明は人体の皮膚と、高インピーダンス筋電
計、心電計、苦痛緩和用電気刺激器、および同種
のもののような生体医学的装置との間の電気的接
続を確立するためのしばしば「生体医学的」電極
と称される使い捨て電極に関するものである。さ
らに特にこれは皮膚と電極板間の伝導性を高める
ためのやつかいなクリームまたはゲルの使用を必
要としないいわゆる「乾式」生体電極に関するも
のである。 この技術においては種々の使い捨て生体医学的
電極が知られている。それらは一般に導線に接続
するように適合させた金属電極板を含み、その導
線は次に電気医療装置に接続される。典型的には
電気接続を改良しそして患者の皮膚と電極板間の
電気抵抗を減じるために伝導性ペースト、クリー
ム、またはゲルにたよる。装置全体を皮膚に付着
させるために通常接着テープが使われる。この一
般型の電極の例は米国特許第3587565号および第
3805769号中に記載されている。 これらの先行技術の生体医学的電極に使用され
る伝導性ペースト、クリーム、またはゲルは使用
するのが不快であり、きたならしく、そしてしば
しば皮膚を刺激し、特に電極の適用前に皮膚をき
れいにそしてこすつた場合にはそうである。これ
らの電極は総て伝導性物質の主成分として水を含
みそして適した電気的作用に対して一般に水に依
存するため、それらは使用前に水が損失するのを
防ぐために入念な包装を必要とする。その上、そ
れらは電極を取除いた後に皮膚上に残留物を残す
のでこれをきれいに掃除する必要がある。伝導性
ペースト、クリーム、またはゲルを利用する多く
の電極のそれ以上の不利な点は電極板の表面が高
価な銀/塩化銀でない場合には筋線維細動除去処
置において過電位を生じることである。 伝導性ゲルまたはクリームを使用する電極のや
つかいで、不愉快でそして不便な本質は、例え
ば、米国特許第3845757および3901218各号中に示
されるように多孔質当て物に伝導性物質を含浸さ
せることによつて幾分緩和された。しかし、入念
な包装は依然として必要であり、そして使用中に
ゲルが乾燥してしまうようになりそのために電気
的インピーダンスおよび引続く信号の特性に偏差
をきたす。 いわゆる「湿式」電極に関連する問題の多くを
克服するために、「乾式」伝導物質を利用する生
体医学的電極が提案された。米国特許第3565059
および3911906各号は伝導性粒子を含ませた接着
剤を利用する生体医学的電極を開示する。これら
の接着剤は皮膚との伝導性を増進しそして電極を
皮膚に固定する二重の目的に役立つ。ゲルおよび
ペーストに関連するきたならしさおよび包装問題
を避けるとは云つても、そのような電極は一般に
皮膚に対して満足すべき電気的接続を与えない、
なぜなれば伝導性充填物の存在は高い信号対騒音
比をもたらしそして接着に有害であるからであ
る。一般に生体医学的電極における不均質性伝導
性処方物の使用は騒々しい電気信号を生じること
が判明している。結合母材中の分散した金属また
は塩の粒子は不連続性導電路を形成しこれが粒子
間に任意の不均一な電場を生じさせこれが騒音を
ひき起こすと推測される。 米国特許第3993049号は接着層中に分散した塩
を有する生体医学的電極を開示する。接着層は電
極を皮膚に固定し、そして塩は電流キヤリヤーと
して役立つ。望ましくは、塩は電極板の表面を形
成する金属の陽イオンを有する、例えば銀電極板
の場合はハロゲン化銀である。接着剤中に金属粉
末を含みまたは接着剤を支持する金属網を備える
ことも望ましい。望ましい接着剤は水溶性であ
る。この生体医学的電極は受容できる電導度を得
るために接着層中に外部からの物質、即ち塩の溶
液および金属粉末を必要とする。このことは皮膚
の刺激の可能性を増しならびに電極の総体的原価
を増加させる。 上述したような生体医学的電極の分解における
技術の大勢は診断に有用な記録電極に向けられる
けれども、接地(grounding)電極および外傷ま
たはこれに類するものの傷の回復を促進する目的
で組織の一部を電気的に刺激するための電極を記
述すると思われる技術が増大している。大部分
は、様々に記載される接地および刺激用生体電極
は記録電極よりも面積がずつと大きくそのため身
体の組織を加熱せずにより大きい電流密度を使用
することができる。一般にこれらのより大きい電
極は人体表面と電極間の電気的接触を与えるため
に電解質溶液、ゲルまたはペーストを使用する。
そのような電極を記載する特許には、例えば、
「拡散スクリーン」と導電ペーストを用いる人体
に適合する電極を記載する米国特許第3817252
号;電解質として0.2ないし8%の中和した粘質
物を含む水性塩溶液を利用する輪郭を持つ電極を
記載する米国特許第3848600号;および多孔質
銀/塩化銀電極および電解質溶液を利用する電極
を記載する米国特許第3964477号を含む。これら
の電極の総ては好ましくないやつかいな電解質を
利用する。 出願人の注意を引きつけた皮膚を横切る電気的
中性刺激に対して使用する別の生体医学的電極は
電極を皮膚に固定するために天然ポリマー、即ち
カラヤ(Karaya)ガムを利用する。カラヤガム
はナトリウム、カリウム、カルシウム、またはマ
グネシウムのような或る種の金属カチオンと結合
した複合多糖類である。ガムは水中に溶解はしな
いがペースト状のゲルに膨潤する(カークーオス
マー、化学技術百科事典、10巻、1966)。天然の
ポリマーは土壌および気候条件が変る自然界に発
生し、そしてそれらが集められ加工された条件は
一定でないために、天然ポリマーの物理的および
化学的性質および存在する不純物の量には大きな
不一致が存する。そのような不一致は天然ポリマ
ーから造つた生体医学的電極の電気的性能に変化
をきたす。この電気的性能における変化は一貫し
た電気的性質が重要である生体医学的電極におい
ては許されない。さらに、天然ポリマーは一般に
好ましくない微生物の成長を助けそしてアレルギ
ーおよび抗原反応を含めて逆の皮膚敏感性を生じ
る可能性があるので望ましくない(メルクインデ
クス、第8版、1969、598頁)。 「乾式」刺激電極もまた公知である。米国特許
第3812861号は電気的に一体に接続した導電箔を
両側面に被覆しそして手足の周りに装置を固定さ
せる手段を持つ板紙の撓み性シートから成る接地
電極を教示する。金属―対―組織界面を有するそ
のような電極はほとんどの金属の生物―非共存性
のためおよび人体表面と妥当な適合性を得ること
が困難であるために望ましくない。米国特許第
3994302号ははめ込みうる刺激電極を記述しそこ
では組織接触表面は、例えばポリエチレンにグラ
フト結合した四級化ビニルピリジンのようなイオ
ン―交換樹脂物質である。使用するためには、電
極は水性溶液によつて活性化されるであろう。こ
の電極は皮膚表面には有用であるとは思われな
い。 やつかいなゲル、費用のかかる電極被覆、電極
包装、および微生物成長を支持しまたは逆の皮膚
反応を引起こす変化する天然物質等を使用する必
要性は本発明によつて除去された。或る種の均質
な、合成ポリマーおよびポリマーの処方物はその
中に粒子状物質または塩の分散を必要とすること
なく生体医学的電極において効果的な電気的伝導
物質として機能しうることが判明した。 本発明に従えばその一つの表面上に電気式医学
的装置への電気的接続手段をそしてその反対側
の、身体に接触するその表面上に電気伝導性物質
を有する電極板を含みそこでは電気伝導性物質は
カルボン酸の塩を含有する少なくとも5モル%の
モノマー単位を含む皮膚に非刺激性で、適合性が
あり、粘着力がある合成の親水性ポリマーを含む
改良した、本質的に乾式の使い捨て生体医学的電
極が提供される。本発明の生体医学的電極は10ヘ
ルツの周波数において500Kオームまたはそれ以
下のインピーダンス値を有する。 本発明の乾式生体電極は通例の先行技術電極に
勝るいくつかの利点を提供する。皮膚の準備は刺
激性のあるアルコールに代えて水または標準の食
塩水で行なう。皮膚に対する電極の接着は皮膚を
湿らせることによつて増進するので電極を取付け
る前に皮膚が完全に乾くのを待つ必要はない。こ
の電極は現在利用可能の使い捨て電極よりも直径
および厚さをより小さく造ることができこのよう
にして快適さと便利さを、特に長期間の観察にお
いて改良する。電極の適用は乾燥しており、伝導
度を増すためにクリームまたはゲルを使用する電
極による場合にしばしば出合うように汚ならしく
またはやつかいなものではない。筋線細動除去手
順に関する使用に適合させるために何等費用のか
かる電極板の表面処理は必要としない。接着表面
を保護するための紙の覆い以外には何も包装を要
しないのに対し、多くの現在利用しうる電極は湿
つた電解質物質の破壊および乾燥を防ぐために入
念でそして費用のかかる包装を必要とする。その
上、患者の皮膚から電極を外す場合には何もきた
ない残留物は皮膚上に残らない。 ここに使用する術語「適合しうる」は一般に導
体の素直さを称する。皮膚と電極板間に広い面積
の接触を与えるためには電極板の下の皮膚の表面
に適合するためにそれは充分に素直でなければな
らない。本発明に従つて使用する材料に対する重
要な適合度要求は熱可塑性樹脂処方物に対しては
ウイリアムス可塑性値によつて(米国特許第
3725121号中に記載されるように)一般に0.5ない
し4.0ミリメーターの間を満たすものである。コ
ポリマーの粘着性を改良するために種種の既知の
手順の一つによつてコポリマーを交叉結合させた
場合には、交叉結合はその処方物を不溶性でそし
て非流動性にするであろう。そのような材料は流
動性を必要とするウイリアムス可塑性測定によつ
て評価することはできない。ガラス転移温度の記
述はこの型の好適な適合材料を区別するのに有用
である。ガラス転移温度および物理的特性の一般
的解説はJ.D.フエリーの「ポリマーの粘弾性性
質」の標題の教科書中に求められる(ウイレイ:
ニユーヨーク、第2章(1970)。一般に−20゜ない
し−95℃間のガラス転移温度を有する交叉結合ポ
リマーが好適な適合性である。 後文中に使用する術語「親水性カルボキシレー
ト含有ポリマー」とは小化学単位の十分な数量の
反復によつて構成された巨大分子を称し、それの
少なくとも5モル%は既に中和されて塩の基を形
成しているカルボン酸基を含有する。粘着性でそ
してフイルム一形成質を備えるためには、一般に
少なくとも約10000そして望ましくは100000の重
量平均分子量を有するポリマーが必要である。 ここで使用する術語「合成の」は天然産のまま
集荷しそして単に汚物、葉および虫のような異物
質を除去する作業をしただけで、そしてそれに対
して何等化学的反応を行わなかつたポリマーとは
対照的に合成した親水性のカルボキシレート合有
ポリマーを称する。術語「合成の」はまた天然の
ポリマーをその化学的構造を変えそしてその化学
的および物理的性質を標準化するために化学的に
変性して造つたポリマーをも含む。 術語「凝集性」は導体の内部結合性を称する。
一般に、導体はフイルム―形成性でありそして皮
膚に対しては付着性よりもずつと粘着性でなけれ
ばならずそのために、電極を皮膚から外す際に、
伝導層は無傷のままであり好ましくない残留物を
皮膚上に残さない。 本発明の生体医学的電極の電気的導体として使
用するのに好適な親水性カルボキシレート含有ポ
リマーは下記の種類から選択される皮膚に非刺激
性で、粘着性で、フイルムを形成する合成ポリマ
ーの何れも可能である。: A 水溶性カルボキシレート含有ポリマー; B 水溶性カルボキシレート含有インターポリマ
ー;および C 水に不溶性のモノマーとカルボキシレート官
能価を含む少なくとも5モル%の水溶性モノマ
ーとの親水性水不溶性インターポリマー。 Aクラスの水溶性カルボキシレート含有ポリマ
ーは周知の方法に従つて族の金属(周期表の)
の水酸化物、炭酸化物、または炭酸水素化合物、
アミン、または第四アンモニウムの水酸化物、炭
酸化物、または炭酸水素化物とアクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、
アコニツト酸、およびシトラコン酸のようなオレ
フイン系の付加重合性カルボン酸との酸ベース反
応から誘導されるカルボン酸エステルの群の単重
合または2種またはそれ以上の成分の共重合によ
つて造る。別法として、オレフイン系の付加重合
性カルボン酸または酸類を単一または共重合させ
そして引続き上記の塩基と反応させて水溶性カル
ボキシル化ポリマーを形成する。後者の調製方法
の方がより高い分子量のポリマーを得るので一般
に望ましい。 Bクラスの水溶性カルボキシル化共重合体は上
記のオレフイン系付加重合性カルボン酸と、非限
定的に次のもの: アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アク
リル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタク
リル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル、お
よびアクリル酸シクロヘキシルのようなアクリル
酸エステル類; メチルビニルエーテル、2―エチルヘキシルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、およびオ
クタデシルビニルエーテルのようなビニルエーテ
ル類; 酢酸ビニル、酪酸ビニル、およびドデカン酸ビ
ニルのようなアクリル酸ビニル類; エチレン、プロピレン、スチレン、α―メチル
スチレン、4―クロロスチレン、イソブチレン、
およびビニル―シクロヘキサンのようなオレフイ
ン類; マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、およ
びイタコン酸ジエチルのようなオレフイン系ポリ
カルボン酸エステル類;および 塩化ビニルおよび二塩化ビニリデンのようなハ
ロゲン化ビニル類 を含むカルボン酸官能価を含まないオレフイン系
付加重合性モノマーとの共重合によつて造る。B
クラスの共重合体は周知の重合技法によつて造り
そしてAクラスのポリマーについて上に記載した
のと同様のやり方で族の金属の水酸化物、炭酸
塩、または炭酸水素塩、アミン、または第四アン
モニウムの水酸化物、炭酸塩、または炭酸水素塩
との中和反応によつて水溶性カルボキシレート含
有共重合体に変換する。 Cクラスの親水性、水不溶性カルボキシレート
含有共重合体は水中におけるその溶解度によつて
区別をしたBクラス共重合体の特殊なクラスを表
わす。それらはBクラスにおけるものと同一のモ
ノマーおよび手順を用い僅かにカルボキシレート
含有モノマーを水溶性共重合体を生じるであろう
量よりも少ない水準、例えば使用する非カルボン
酸官能価のオレフイン系、付加重合性コモノマー
に応じて約25モル%よりも少ない量で使用して造
る。Cクラスの物質に帰せられるべき利点は5%
よりも多いカルボキシレートのモル水準によれば
500Kオームのインピーダンス限度(心電計およ
び生体自動制御電気計器技術の状態にとつて実際
的上限を表わすと信じられている)を達成しそし
て感圧接着性能が最適であるということである。
感圧接着性である物質は本発明の特に望ましい物
質である、その理由は電極を皮膚に固定するため
に何等の付加的手段を要しないからである。 感圧接着剤はこの技術では周知であり、そして
例えば米国Re.24906中に検討されるように接着
性、粘着性、伸張性および弾性の四重の均衡を持
つと最高に記載される。この性能の均衡は最も一
般的には、もしも単重合した場合には比較的高い
ガラス転移温度(約>80℃)のポリマーを生じる
モノマーまたはいわゆる「硬い」モノマーともし
も単重合した場合には比較的低いガラス転移温度
(約<−25℃)のポリマーを生じるモノマーまた
はいわゆる「軟かい」モノマーとの共重合によつ
て達成される。本発明に使用する「硬い」モノマ
ーは前述のカルボキシル―またはカルボキシレー
ト―含有の、オレフイン系、付加重合性モノマー
であり、これに対して「軟かい」モノマーに約4
ないし12個の炭素原子を含む比較的大きなアルキ
ル残基を含む非―カルボキシル―または非―カル
ボキシレート―含有のオレフイン系、付加重合性
モノマーである。特に望ましい「軟かい」モノマ
ーにはアクリル酸およびメタクリル酸アルキルエ
ステルおよびアルキルビニルエーテルを含む。
「硬い」および「軟かい」モノマーの装入は−25
℃よりも低いガラス転移温度を持つ共重合体を得
るように上手に操作する。 Bクラスの水溶性カルボキシレート含有共重合
体は特に望ましい。Aクラスのポリマーは低イン
ピーダンス値を示すが、しかしそれらはまた皮膚
と接触した際に偶発的湿分を拾い上げる傾向があ
る。長時間の皮膚接触を必要としない診断法の心
電計、電気外科医術用の接地媒体、生体自動制
御、およびこれに類するもののようなほとんどの
適用に対してはAクラスの物質は満足に作用す
る。しかし、監視用電気心電計、電気痛み刺激器
およびこれに類するもののような比較的長期間の
皮膚接触を必要とする適用に対してはAクラスの
物質はそれらの吸湿性性質のためにあまり好まし
くない。他方においてCクラスの共重合体は一般
に最良で最も安定な接着性能を提供するがしかし
一般に高導伝性は与えない。Bクラス共重合体は
Aクラスポリマーの優れた電気的性質とCクラス
共重合体の優れた接着性質との極めて望ましい組
合わせを示す。 本発明の電極に使用するための望ましい導電性
ポリマーの例は次の第表中に記載する。: 第 表 望ましいAクラスポリマー 水酸化ナトリウムで中和したポリ(アクリル
酸)。 トリエタノールアミンで中和したポリ(アクリ
ル酸)。 アンモニアで中和したポリ(アクリル酸)。 トリエチルアミンで中和したポリ(メタクリル
酸)。 望ましいBクラス共重合体〓 メチルジエタノールアミンで中和したコポリ
(アクリル酸イソオクチル:アクリル酸)(60:
40)。 水酸化テトラメチルアンモニウムで中和したコ
ポリ(アクリル酸ブチル:メタクリル酸)
(50:50)。 トリエチルアミンで中和したコポリ(メタクリ
ル酸2―エチルヘキシル:アクリル酸)(60:
40)。 炭酸ナトリウムで中和したコポリ(メチルビニ
ルエーテル:マレイン酸)(50:50)。 メチルジエタノールアミンで中和したコポリ
(2―エチルヘキシルビニルエーテル:マレイ
ン酸)(50:50) 〓比率は総てモル比で与えられる。 望ましいCクラス共重合体 トリエチルアミンで中和したコポリ(アクリル
酸イソオクチル:アクリル酸)(90:10)。 メチルジエタノールアミンで中和したコポリ
(アクリル酸ブチル:メタクリル酸)(85:15)。 水酸化テトラメチルアンモニウムで中和したコ
ポリ(アクリル酸ブチル:アクリル酸)(85:
15)。 この技術に熟練した人はポリマーの接着性能を
最高にするようにカルボキシル基の中和の程度を
変化させうることは明らかである。 前に記載したポリマー単独では使用条件下で十
分適合しない場合には、可塑化によつてそれらを
一般に規定した限度以内にもち来らすことができ
る。ポリマーまたはコポリマーの可塑化は一般に
より「流動性」の成分をポリマーに加えることに
よつてなし遂げることができる。一般に、この外
部可塑剤はポリマーと相溶性であることが望まし
い。外部可塑剤は砕け易いポリマーまたはコポリ
マーを上記のウイリアムス可塑性値および/また
はガラス転移温度を有する適合性ポリマーに変化
させる如何なる物質でもよい。適した可塑剤には
グリセロールのようなポリ(ヒドロキシアルカ
ン)、ポリ(オキシプロピレン)グリコールのよ
うなポリ(オキシアルキレン)アルコール、およ
びこれに類するものを含む。本発明のポリマーま
たはコポリマーを可塑化する別の好ましい方法は
カルボキシル基を2ないし12個の炭素原子を有す
るアルカノールアミンで中和することである。こ
れらの中和剤は一般にヒドロキシル基の内部可塑
化効果のためまたは通例のアミンまたは族金属
塩基と比べてより多くの水を処方物中に保持する
それらの予期された能力のためにより適合性のあ
る処方物をもたらす。望ましいアルカノールアミ
ンはエタノールアミン、メチルジエタノールアミ
ン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールア
ミンである。 必要な場合、特に本発明の望ましい実施態様で
ある感圧接着処方物を造る場合にここに記した処
方物に粘着性を持たせることはまた本発明の範囲
として企図される。望ましい粘着性付与剤は天然
産の、通常は水に不溶性の酸ロジン(典型的には
135―170の範囲の酸価を有する、しかしこの範囲
外の酸価を有するロジンもまた使用可能である)
の水溶性中和生成物および第二または第三アルカ
ノールアミンである。特に望ましい粘着性付与剤
は水添したアビエチン酸の水溶性中和生成物およ
び第二または第三アルカノールアミンである。 本発明のより一層の理解は添付図面を参照する
ことによつて助成されるであろうがそこでは: 第1図は本発明に従つた典型的使い捨て生体医
学的電極の上部の遠近図であり;そして 第2図は第1図の2―2線に沿つて切つた電極
の拡大した断面図である。 第1および2図中、電極10は不錆鋼、銀、ニ
ツケルまたはこれに類するもの、圧縮した炭素ま
たは黒鉛、または金属被覆のプラスチツク、織
物、または導電性プラスチツク物質のような導電
性物質で構成した電極板12を含む。電極板はこ
れと関連して導線への電気的接続の手段を有し導
線は順に電気医療装置に接続する。電極10中に
は導線への電気的接続手段が接続用植込みボルト
14、即ち電極板12の直立拡張部によつて図解
される。接続用植込ボルト14は接続器の雌受器
に合うように適応させる。電極板12の皮膚接触
面は後記で定義するような導体の層18で被覆す
る。層18は一般に25と100ミクロンの間の厚み
である。電極板の上部表面全体に横たわりそして
その周辺から外部に伸びているのは接着テープ2
0の当て布である。接着テープ20は電極を患者
の皮膚にしつかりと保持する助けとなる。本発明
の望ましい実施態様においては、層18の導体は
電極を皮膚に保持するのを助けるために十分接着
性である。層18は適合性でありそして一般に粘
着性であるため、多くの先行技術の使い捨て電極
が必要としたような大きくそして嵩張つた接着テ
ープ片を要せずに電極板と皮膚間に良好な電気的
結合を提供する。従つて、本発明の電極はより小
さく造ることができそして取扱いがより容易であ
る。電極板に固定されている層18の反対側は場
合によつては保護のための剥離裏打22を備え
る。剥離裏打22は使用前の導電層18および当
て布20の接着性側面を汚染から護る。 本発明の生体医学的電極は種々の方法によつて
組立が可能であることはこの技術に熟練した人に
とつては明らかであろう。例解する実施態様は記
録型の典型的使い捨て電極の単なる一実施例であ
る。他の目的、例えば刺激用、電気外科医術にお
ける接地用、および生物自動制御用に用いる電極
は異つた要求を有しそしてこれらの要求に合致す
るように組立てなければならない。電極と皮膚の
界面において本発明の導体を用いる総ての型の非
侵入性電極は本発明の範囲内と企図される。 本発明をさらに以下の非限定的実施例によつて
例解する。 実施例 1 ポリ(アクリル酸ナトリウム)(100部)および
グリセロール(43部)の調製 約120000の重量平均分子量を有するポリ(アク
リル酸)(47.3gの水中に溶かした9.7gのポリマ
ー)、水酸化ナトリウム(20gの水中に5.3gを溶
解)、およびグリセロール(9.7g)を十分に混合
した。 およそ127mm2の面積を有しそして一晩乾かした
ニツケル円盤上に可塑化したポリマーを塗布して
電極を造つた。73±25ミクロンの厚さを有するポ
リマー層を得た。男の人の被験者の前腕内側の皮
膚に電極を適用することによつてインピーダンス
値を得た。皮膚の部位は220番の開放塗布酸化ア
ルミニウム紙やすりで軽くみがきそしてみがいた
区域を標準食塩溶液で湿らせた2インチ(5cm)
×2インチ(5cm)12層のガーゼのスポンジで
拭つて準備した。皮膚の部位が目視によつてなお
湿つている間に3M商標のマイクロポアテープの
切れ(2.5cm×4cm)を用いて電極を皮膚部位に
取つけた。 インピーダンス測定はスパツチ等、サーキユレ
ーシヨン34649―656(1966)、によつて報告された
方法を使用して行つた。総てのインピーダンス測
定は10ヘルツ周波数で行つた。電極は30Kオーム
のインピーダンス値を有することが判明した。 実施例 2 コポリ(アクリル酸イソオクチル:アクリル
酸)(61:39)・トリエチルアミン塩の調製 アクリル酸イソオクチル(210g)、アクリル酸
(52.5g)、およびアゾビス(イソブチロニトリ
ル)(0.656g;モノマー装入量を基にして0.25重
量%)をアセトン(447.8g)中に溶かして36.96
重量%のモノマー固体量を達成した。この溶液に
窒素を散布し、密封しそして53℃で24時間撹拌し
た。標準の重量法で測定したコポリマー固体%は
35.47重量%(96%反応)であり、そしてテトラ
ヒドロフラン中の0.1%溶液について測定した固
有粘度は30℃において1.88であつた。この溶液
10.5g〔結合したアクリル酸含量0.74g(0.0103
モル)を有する3.72gのコポリマー〕に5.07ml
〔1.04g(0.0103モル)のトリエチルアミンを含
む〕のトリエチルアミンのエタノール性溶液
(100mlの溶液中に20.6g)を加え機械シエーカー
上で十分に混合した。実施例1中に記載するよう
にして共重合体を電極中に混和すると生体電極の
インピーダンスは42Kオームであつた。 実施例 3―5 実施例2の方法を使用し、その他の導体を造り
そして電極中に混合した。これらの電極は下記の
表中に一括して掲げてある。
計、心電計、苦痛緩和用電気刺激器、および同種
のもののような生体医学的装置との間の電気的接
続を確立するためのしばしば「生体医学的」電極
と称される使い捨て電極に関するものである。さ
らに特にこれは皮膚と電極板間の伝導性を高める
ためのやつかいなクリームまたはゲルの使用を必
要としないいわゆる「乾式」生体電極に関するも
のである。 この技術においては種々の使い捨て生体医学的
電極が知られている。それらは一般に導線に接続
するように適合させた金属電極板を含み、その導
線は次に電気医療装置に接続される。典型的には
電気接続を改良しそして患者の皮膚と電極板間の
電気抵抗を減じるために伝導性ペースト、クリー
ム、またはゲルにたよる。装置全体を皮膚に付着
させるために通常接着テープが使われる。この一
般型の電極の例は米国特許第3587565号および第
3805769号中に記載されている。 これらの先行技術の生体医学的電極に使用され
る伝導性ペースト、クリーム、またはゲルは使用
するのが不快であり、きたならしく、そしてしば
しば皮膚を刺激し、特に電極の適用前に皮膚をき
れいにそしてこすつた場合にはそうである。これ
らの電極は総て伝導性物質の主成分として水を含
みそして適した電気的作用に対して一般に水に依
存するため、それらは使用前に水が損失するのを
防ぐために入念な包装を必要とする。その上、そ
れらは電極を取除いた後に皮膚上に残留物を残す
のでこれをきれいに掃除する必要がある。伝導性
ペースト、クリーム、またはゲルを利用する多く
の電極のそれ以上の不利な点は電極板の表面が高
価な銀/塩化銀でない場合には筋線維細動除去処
置において過電位を生じることである。 伝導性ゲルまたはクリームを使用する電極のや
つかいで、不愉快でそして不便な本質は、例え
ば、米国特許第3845757および3901218各号中に示
されるように多孔質当て物に伝導性物質を含浸さ
せることによつて幾分緩和された。しかし、入念
な包装は依然として必要であり、そして使用中に
ゲルが乾燥してしまうようになりそのために電気
的インピーダンスおよび引続く信号の特性に偏差
をきたす。 いわゆる「湿式」電極に関連する問題の多くを
克服するために、「乾式」伝導物質を利用する生
体医学的電極が提案された。米国特許第3565059
および3911906各号は伝導性粒子を含ませた接着
剤を利用する生体医学的電極を開示する。これら
の接着剤は皮膚との伝導性を増進しそして電極を
皮膚に固定する二重の目的に役立つ。ゲルおよび
ペーストに関連するきたならしさおよび包装問題
を避けるとは云つても、そのような電極は一般に
皮膚に対して満足すべき電気的接続を与えない、
なぜなれば伝導性充填物の存在は高い信号対騒音
比をもたらしそして接着に有害であるからであ
る。一般に生体医学的電極における不均質性伝導
性処方物の使用は騒々しい電気信号を生じること
が判明している。結合母材中の分散した金属また
は塩の粒子は不連続性導電路を形成しこれが粒子
間に任意の不均一な電場を生じさせこれが騒音を
ひき起こすと推測される。 米国特許第3993049号は接着層中に分散した塩
を有する生体医学的電極を開示する。接着層は電
極を皮膚に固定し、そして塩は電流キヤリヤーと
して役立つ。望ましくは、塩は電極板の表面を形
成する金属の陽イオンを有する、例えば銀電極板
の場合はハロゲン化銀である。接着剤中に金属粉
末を含みまたは接着剤を支持する金属網を備える
ことも望ましい。望ましい接着剤は水溶性であ
る。この生体医学的電極は受容できる電導度を得
るために接着層中に外部からの物質、即ち塩の溶
液および金属粉末を必要とする。このことは皮膚
の刺激の可能性を増しならびに電極の総体的原価
を増加させる。 上述したような生体医学的電極の分解における
技術の大勢は診断に有用な記録電極に向けられる
けれども、接地(grounding)電極および外傷ま
たはこれに類するものの傷の回復を促進する目的
で組織の一部を電気的に刺激するための電極を記
述すると思われる技術が増大している。大部分
は、様々に記載される接地および刺激用生体電極
は記録電極よりも面積がずつと大きくそのため身
体の組織を加熱せずにより大きい電流密度を使用
することができる。一般にこれらのより大きい電
極は人体表面と電極間の電気的接触を与えるため
に電解質溶液、ゲルまたはペーストを使用する。
そのような電極を記載する特許には、例えば、
「拡散スクリーン」と導電ペーストを用いる人体
に適合する電極を記載する米国特許第3817252
号;電解質として0.2ないし8%の中和した粘質
物を含む水性塩溶液を利用する輪郭を持つ電極を
記載する米国特許第3848600号;および多孔質
銀/塩化銀電極および電解質溶液を利用する電極
を記載する米国特許第3964477号を含む。これら
の電極の総ては好ましくないやつかいな電解質を
利用する。 出願人の注意を引きつけた皮膚を横切る電気的
中性刺激に対して使用する別の生体医学的電極は
電極を皮膚に固定するために天然ポリマー、即ち
カラヤ(Karaya)ガムを利用する。カラヤガム
はナトリウム、カリウム、カルシウム、またはマ
グネシウムのような或る種の金属カチオンと結合
した複合多糖類である。ガムは水中に溶解はしな
いがペースト状のゲルに膨潤する(カークーオス
マー、化学技術百科事典、10巻、1966)。天然の
ポリマーは土壌および気候条件が変る自然界に発
生し、そしてそれらが集められ加工された条件は
一定でないために、天然ポリマーの物理的および
化学的性質および存在する不純物の量には大きな
不一致が存する。そのような不一致は天然ポリマ
ーから造つた生体医学的電極の電気的性能に変化
をきたす。この電気的性能における変化は一貫し
た電気的性質が重要である生体医学的電極におい
ては許されない。さらに、天然ポリマーは一般に
好ましくない微生物の成長を助けそしてアレルギ
ーおよび抗原反応を含めて逆の皮膚敏感性を生じ
る可能性があるので望ましくない(メルクインデ
クス、第8版、1969、598頁)。 「乾式」刺激電極もまた公知である。米国特許
第3812861号は電気的に一体に接続した導電箔を
両側面に被覆しそして手足の周りに装置を固定さ
せる手段を持つ板紙の撓み性シートから成る接地
電極を教示する。金属―対―組織界面を有するそ
のような電極はほとんどの金属の生物―非共存性
のためおよび人体表面と妥当な適合性を得ること
が困難であるために望ましくない。米国特許第
3994302号ははめ込みうる刺激電極を記述しそこ
では組織接触表面は、例えばポリエチレンにグラ
フト結合した四級化ビニルピリジンのようなイオ
ン―交換樹脂物質である。使用するためには、電
極は水性溶液によつて活性化されるであろう。こ
の電極は皮膚表面には有用であるとは思われな
い。 やつかいなゲル、費用のかかる電極被覆、電極
包装、および微生物成長を支持しまたは逆の皮膚
反応を引起こす変化する天然物質等を使用する必
要性は本発明によつて除去された。或る種の均質
な、合成ポリマーおよびポリマーの処方物はその
中に粒子状物質または塩の分散を必要とすること
なく生体医学的電極において効果的な電気的伝導
物質として機能しうることが判明した。 本発明に従えばその一つの表面上に電気式医学
的装置への電気的接続手段をそしてその反対側
の、身体に接触するその表面上に電気伝導性物質
を有する電極板を含みそこでは電気伝導性物質は
カルボン酸の塩を含有する少なくとも5モル%の
モノマー単位を含む皮膚に非刺激性で、適合性が
あり、粘着力がある合成の親水性ポリマーを含む
改良した、本質的に乾式の使い捨て生体医学的電
極が提供される。本発明の生体医学的電極は10ヘ
ルツの周波数において500Kオームまたはそれ以
下のインピーダンス値を有する。 本発明の乾式生体電極は通例の先行技術電極に
勝るいくつかの利点を提供する。皮膚の準備は刺
激性のあるアルコールに代えて水または標準の食
塩水で行なう。皮膚に対する電極の接着は皮膚を
湿らせることによつて増進するので電極を取付け
る前に皮膚が完全に乾くのを待つ必要はない。こ
の電極は現在利用可能の使い捨て電極よりも直径
および厚さをより小さく造ることができこのよう
にして快適さと便利さを、特に長期間の観察にお
いて改良する。電極の適用は乾燥しており、伝導
度を増すためにクリームまたはゲルを使用する電
極による場合にしばしば出合うように汚ならしく
またはやつかいなものではない。筋線細動除去手
順に関する使用に適合させるために何等費用のか
かる電極板の表面処理は必要としない。接着表面
を保護するための紙の覆い以外には何も包装を要
しないのに対し、多くの現在利用しうる電極は湿
つた電解質物質の破壊および乾燥を防ぐために入
念でそして費用のかかる包装を必要とする。その
上、患者の皮膚から電極を外す場合には何もきた
ない残留物は皮膚上に残らない。 ここに使用する術語「適合しうる」は一般に導
体の素直さを称する。皮膚と電極板間に広い面積
の接触を与えるためには電極板の下の皮膚の表面
に適合するためにそれは充分に素直でなければな
らない。本発明に従つて使用する材料に対する重
要な適合度要求は熱可塑性樹脂処方物に対しては
ウイリアムス可塑性値によつて(米国特許第
3725121号中に記載されるように)一般に0.5ない
し4.0ミリメーターの間を満たすものである。コ
ポリマーの粘着性を改良するために種種の既知の
手順の一つによつてコポリマーを交叉結合させた
場合には、交叉結合はその処方物を不溶性でそし
て非流動性にするであろう。そのような材料は流
動性を必要とするウイリアムス可塑性測定によつ
て評価することはできない。ガラス転移温度の記
述はこの型の好適な適合材料を区別するのに有用
である。ガラス転移温度および物理的特性の一般
的解説はJ.D.フエリーの「ポリマーの粘弾性性
質」の標題の教科書中に求められる(ウイレイ:
ニユーヨーク、第2章(1970)。一般に−20゜ない
し−95℃間のガラス転移温度を有する交叉結合ポ
リマーが好適な適合性である。 後文中に使用する術語「親水性カルボキシレー
ト含有ポリマー」とは小化学単位の十分な数量の
反復によつて構成された巨大分子を称し、それの
少なくとも5モル%は既に中和されて塩の基を形
成しているカルボン酸基を含有する。粘着性でそ
してフイルム一形成質を備えるためには、一般に
少なくとも約10000そして望ましくは100000の重
量平均分子量を有するポリマーが必要である。 ここで使用する術語「合成の」は天然産のまま
集荷しそして単に汚物、葉および虫のような異物
質を除去する作業をしただけで、そしてそれに対
して何等化学的反応を行わなかつたポリマーとは
対照的に合成した親水性のカルボキシレート合有
ポリマーを称する。術語「合成の」はまた天然の
ポリマーをその化学的構造を変えそしてその化学
的および物理的性質を標準化するために化学的に
変性して造つたポリマーをも含む。 術語「凝集性」は導体の内部結合性を称する。
一般に、導体はフイルム―形成性でありそして皮
膚に対しては付着性よりもずつと粘着性でなけれ
ばならずそのために、電極を皮膚から外す際に、
伝導層は無傷のままであり好ましくない残留物を
皮膚上に残さない。 本発明の生体医学的電極の電気的導体として使
用するのに好適な親水性カルボキシレート含有ポ
リマーは下記の種類から選択される皮膚に非刺激
性で、粘着性で、フイルムを形成する合成ポリマ
ーの何れも可能である。: A 水溶性カルボキシレート含有ポリマー; B 水溶性カルボキシレート含有インターポリマ
ー;および C 水に不溶性のモノマーとカルボキシレート官
能価を含む少なくとも5モル%の水溶性モノマ
ーとの親水性水不溶性インターポリマー。 Aクラスの水溶性カルボキシレート含有ポリマ
ーは周知の方法に従つて族の金属(周期表の)
の水酸化物、炭酸化物、または炭酸水素化合物、
アミン、または第四アンモニウムの水酸化物、炭
酸化物、または炭酸水素化物とアクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、
アコニツト酸、およびシトラコン酸のようなオレ
フイン系の付加重合性カルボン酸との酸ベース反
応から誘導されるカルボン酸エステルの群の単重
合または2種またはそれ以上の成分の共重合によ
つて造る。別法として、オレフイン系の付加重合
性カルボン酸または酸類を単一または共重合させ
そして引続き上記の塩基と反応させて水溶性カル
ボキシル化ポリマーを形成する。後者の調製方法
の方がより高い分子量のポリマーを得るので一般
に望ましい。 Bクラスの水溶性カルボキシル化共重合体は上
記のオレフイン系付加重合性カルボン酸と、非限
定的に次のもの: アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アク
リル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタク
リル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル、お
よびアクリル酸シクロヘキシルのようなアクリル
酸エステル類; メチルビニルエーテル、2―エチルヘキシルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、およびオ
クタデシルビニルエーテルのようなビニルエーテ
ル類; 酢酸ビニル、酪酸ビニル、およびドデカン酸ビ
ニルのようなアクリル酸ビニル類; エチレン、プロピレン、スチレン、α―メチル
スチレン、4―クロロスチレン、イソブチレン、
およびビニル―シクロヘキサンのようなオレフイ
ン類; マレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、およ
びイタコン酸ジエチルのようなオレフイン系ポリ
カルボン酸エステル類;および 塩化ビニルおよび二塩化ビニリデンのようなハ
ロゲン化ビニル類 を含むカルボン酸官能価を含まないオレフイン系
付加重合性モノマーとの共重合によつて造る。B
クラスの共重合体は周知の重合技法によつて造り
そしてAクラスのポリマーについて上に記載した
のと同様のやり方で族の金属の水酸化物、炭酸
塩、または炭酸水素塩、アミン、または第四アン
モニウムの水酸化物、炭酸塩、または炭酸水素塩
との中和反応によつて水溶性カルボキシレート含
有共重合体に変換する。 Cクラスの親水性、水不溶性カルボキシレート
含有共重合体は水中におけるその溶解度によつて
区別をしたBクラス共重合体の特殊なクラスを表
わす。それらはBクラスにおけるものと同一のモ
ノマーおよび手順を用い僅かにカルボキシレート
含有モノマーを水溶性共重合体を生じるであろう
量よりも少ない水準、例えば使用する非カルボン
酸官能価のオレフイン系、付加重合性コモノマー
に応じて約25モル%よりも少ない量で使用して造
る。Cクラスの物質に帰せられるべき利点は5%
よりも多いカルボキシレートのモル水準によれば
500Kオームのインピーダンス限度(心電計およ
び生体自動制御電気計器技術の状態にとつて実際
的上限を表わすと信じられている)を達成しそし
て感圧接着性能が最適であるということである。
感圧接着性である物質は本発明の特に望ましい物
質である、その理由は電極を皮膚に固定するため
に何等の付加的手段を要しないからである。 感圧接着剤はこの技術では周知であり、そして
例えば米国Re.24906中に検討されるように接着
性、粘着性、伸張性および弾性の四重の均衡を持
つと最高に記載される。この性能の均衡は最も一
般的には、もしも単重合した場合には比較的高い
ガラス転移温度(約>80℃)のポリマーを生じる
モノマーまたはいわゆる「硬い」モノマーともし
も単重合した場合には比較的低いガラス転移温度
(約<−25℃)のポリマーを生じるモノマーまた
はいわゆる「軟かい」モノマーとの共重合によつ
て達成される。本発明に使用する「硬い」モノマ
ーは前述のカルボキシル―またはカルボキシレー
ト―含有の、オレフイン系、付加重合性モノマー
であり、これに対して「軟かい」モノマーに約4
ないし12個の炭素原子を含む比較的大きなアルキ
ル残基を含む非―カルボキシル―または非―カル
ボキシレート―含有のオレフイン系、付加重合性
モノマーである。特に望ましい「軟かい」モノマ
ーにはアクリル酸およびメタクリル酸アルキルエ
ステルおよびアルキルビニルエーテルを含む。
「硬い」および「軟かい」モノマーの装入は−25
℃よりも低いガラス転移温度を持つ共重合体を得
るように上手に操作する。 Bクラスの水溶性カルボキシレート含有共重合
体は特に望ましい。Aクラスのポリマーは低イン
ピーダンス値を示すが、しかしそれらはまた皮膚
と接触した際に偶発的湿分を拾い上げる傾向があ
る。長時間の皮膚接触を必要としない診断法の心
電計、電気外科医術用の接地媒体、生体自動制
御、およびこれに類するもののようなほとんどの
適用に対してはAクラスの物質は満足に作用す
る。しかし、監視用電気心電計、電気痛み刺激器
およびこれに類するもののような比較的長期間の
皮膚接触を必要とする適用に対してはAクラスの
物質はそれらの吸湿性性質のためにあまり好まし
くない。他方においてCクラスの共重合体は一般
に最良で最も安定な接着性能を提供するがしかし
一般に高導伝性は与えない。Bクラス共重合体は
Aクラスポリマーの優れた電気的性質とCクラス
共重合体の優れた接着性質との極めて望ましい組
合わせを示す。 本発明の電極に使用するための望ましい導電性
ポリマーの例は次の第表中に記載する。: 第 表 望ましいAクラスポリマー 水酸化ナトリウムで中和したポリ(アクリル
酸)。 トリエタノールアミンで中和したポリ(アクリ
ル酸)。 アンモニアで中和したポリ(アクリル酸)。 トリエチルアミンで中和したポリ(メタクリル
酸)。 望ましいBクラス共重合体〓 メチルジエタノールアミンで中和したコポリ
(アクリル酸イソオクチル:アクリル酸)(60:
40)。 水酸化テトラメチルアンモニウムで中和したコ
ポリ(アクリル酸ブチル:メタクリル酸)
(50:50)。 トリエチルアミンで中和したコポリ(メタクリ
ル酸2―エチルヘキシル:アクリル酸)(60:
40)。 炭酸ナトリウムで中和したコポリ(メチルビニ
ルエーテル:マレイン酸)(50:50)。 メチルジエタノールアミンで中和したコポリ
(2―エチルヘキシルビニルエーテル:マレイ
ン酸)(50:50) 〓比率は総てモル比で与えられる。 望ましいCクラス共重合体 トリエチルアミンで中和したコポリ(アクリル
酸イソオクチル:アクリル酸)(90:10)。 メチルジエタノールアミンで中和したコポリ
(アクリル酸ブチル:メタクリル酸)(85:15)。 水酸化テトラメチルアンモニウムで中和したコ
ポリ(アクリル酸ブチル:アクリル酸)(85:
15)。 この技術に熟練した人はポリマーの接着性能を
最高にするようにカルボキシル基の中和の程度を
変化させうることは明らかである。 前に記載したポリマー単独では使用条件下で十
分適合しない場合には、可塑化によつてそれらを
一般に規定した限度以内にもち来らすことができ
る。ポリマーまたはコポリマーの可塑化は一般に
より「流動性」の成分をポリマーに加えることに
よつてなし遂げることができる。一般に、この外
部可塑剤はポリマーと相溶性であることが望まし
い。外部可塑剤は砕け易いポリマーまたはコポリ
マーを上記のウイリアムス可塑性値および/また
はガラス転移温度を有する適合性ポリマーに変化
させる如何なる物質でもよい。適した可塑剤には
グリセロールのようなポリ(ヒドロキシアルカ
ン)、ポリ(オキシプロピレン)グリコールのよ
うなポリ(オキシアルキレン)アルコール、およ
びこれに類するものを含む。本発明のポリマーま
たはコポリマーを可塑化する別の好ましい方法は
カルボキシル基を2ないし12個の炭素原子を有す
るアルカノールアミンで中和することである。こ
れらの中和剤は一般にヒドロキシル基の内部可塑
化効果のためまたは通例のアミンまたは族金属
塩基と比べてより多くの水を処方物中に保持する
それらの予期された能力のためにより適合性のあ
る処方物をもたらす。望ましいアルカノールアミ
ンはエタノールアミン、メチルジエタノールアミ
ン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールア
ミンである。 必要な場合、特に本発明の望ましい実施態様で
ある感圧接着処方物を造る場合にここに記した処
方物に粘着性を持たせることはまた本発明の範囲
として企図される。望ましい粘着性付与剤は天然
産の、通常は水に不溶性の酸ロジン(典型的には
135―170の範囲の酸価を有する、しかしこの範囲
外の酸価を有するロジンもまた使用可能である)
の水溶性中和生成物および第二または第三アルカ
ノールアミンである。特に望ましい粘着性付与剤
は水添したアビエチン酸の水溶性中和生成物およ
び第二または第三アルカノールアミンである。 本発明のより一層の理解は添付図面を参照する
ことによつて助成されるであろうがそこでは: 第1図は本発明に従つた典型的使い捨て生体医
学的電極の上部の遠近図であり;そして 第2図は第1図の2―2線に沿つて切つた電極
の拡大した断面図である。 第1および2図中、電極10は不錆鋼、銀、ニ
ツケルまたはこれに類するもの、圧縮した炭素ま
たは黒鉛、または金属被覆のプラスチツク、織
物、または導電性プラスチツク物質のような導電
性物質で構成した電極板12を含む。電極板はこ
れと関連して導線への電気的接続の手段を有し導
線は順に電気医療装置に接続する。電極10中に
は導線への電気的接続手段が接続用植込みボルト
14、即ち電極板12の直立拡張部によつて図解
される。接続用植込ボルト14は接続器の雌受器
に合うように適応させる。電極板12の皮膚接触
面は後記で定義するような導体の層18で被覆す
る。層18は一般に25と100ミクロンの間の厚み
である。電極板の上部表面全体に横たわりそして
その周辺から外部に伸びているのは接着テープ2
0の当て布である。接着テープ20は電極を患者
の皮膚にしつかりと保持する助けとなる。本発明
の望ましい実施態様においては、層18の導体は
電極を皮膚に保持するのを助けるために十分接着
性である。層18は適合性でありそして一般に粘
着性であるため、多くの先行技術の使い捨て電極
が必要としたような大きくそして嵩張つた接着テ
ープ片を要せずに電極板と皮膚間に良好な電気的
結合を提供する。従つて、本発明の電極はより小
さく造ることができそして取扱いがより容易であ
る。電極板に固定されている層18の反対側は場
合によつては保護のための剥離裏打22を備え
る。剥離裏打22は使用前の導電層18および当
て布20の接着性側面を汚染から護る。 本発明の生体医学的電極は種々の方法によつて
組立が可能であることはこの技術に熟練した人に
とつては明らかであろう。例解する実施態様は記
録型の典型的使い捨て電極の単なる一実施例であ
る。他の目的、例えば刺激用、電気外科医術にお
ける接地用、および生物自動制御用に用いる電極
は異つた要求を有しそしてこれらの要求に合致す
るように組立てなければならない。電極と皮膚の
界面において本発明の導体を用いる総ての型の非
侵入性電極は本発明の範囲内と企図される。 本発明をさらに以下の非限定的実施例によつて
例解する。 実施例 1 ポリ(アクリル酸ナトリウム)(100部)および
グリセロール(43部)の調製 約120000の重量平均分子量を有するポリ(アク
リル酸)(47.3gの水中に溶かした9.7gのポリマ
ー)、水酸化ナトリウム(20gの水中に5.3gを溶
解)、およびグリセロール(9.7g)を十分に混合
した。 およそ127mm2の面積を有しそして一晩乾かした
ニツケル円盤上に可塑化したポリマーを塗布して
電極を造つた。73±25ミクロンの厚さを有するポ
リマー層を得た。男の人の被験者の前腕内側の皮
膚に電極を適用することによつてインピーダンス
値を得た。皮膚の部位は220番の開放塗布酸化ア
ルミニウム紙やすりで軽くみがきそしてみがいた
区域を標準食塩溶液で湿らせた2インチ(5cm)
×2インチ(5cm)12層のガーゼのスポンジで
拭つて準備した。皮膚の部位が目視によつてなお
湿つている間に3M商標のマイクロポアテープの
切れ(2.5cm×4cm)を用いて電極を皮膚部位に
取つけた。 インピーダンス測定はスパツチ等、サーキユレ
ーシヨン34649―656(1966)、によつて報告された
方法を使用して行つた。総てのインピーダンス測
定は10ヘルツ周波数で行つた。電極は30Kオーム
のインピーダンス値を有することが判明した。 実施例 2 コポリ(アクリル酸イソオクチル:アクリル
酸)(61:39)・トリエチルアミン塩の調製 アクリル酸イソオクチル(210g)、アクリル酸
(52.5g)、およびアゾビス(イソブチロニトリ
ル)(0.656g;モノマー装入量を基にして0.25重
量%)をアセトン(447.8g)中に溶かして36.96
重量%のモノマー固体量を達成した。この溶液に
窒素を散布し、密封しそして53℃で24時間撹拌し
た。標準の重量法で測定したコポリマー固体%は
35.47重量%(96%反応)であり、そしてテトラ
ヒドロフラン中の0.1%溶液について測定した固
有粘度は30℃において1.88であつた。この溶液
10.5g〔結合したアクリル酸含量0.74g(0.0103
モル)を有する3.72gのコポリマー〕に5.07ml
〔1.04g(0.0103モル)のトリエチルアミンを含
む〕のトリエチルアミンのエタノール性溶液
(100mlの溶液中に20.6g)を加え機械シエーカー
上で十分に混合した。実施例1中に記載するよう
にして共重合体を電極中に混和すると生体電極の
インピーダンスは42Kオームであつた。 実施例 3―5 実施例2の方法を使用し、その他の導体を造り
そして電極中に混合した。これらの電極は下記の
表中に一括して掲げてある。
【表】
実施例 6
コポリ(アクリル酸n―ブチル:アクリル酸)
(63:37)・メチルジエタノールアミン塩の調製 1瓶中にアクリル酸n―ブチル(160g)、ア
クリル酸(53.3g)、アセトン(476g)、および
アゾビス(イソブチロニトリル)(0.5333g)を
入れ、窒素を短時間散布し、密封し、そして撹拌
しながら53℃で24時間加熱した。コポリマー固体
%は28.4重量%であり、そして実施例2中に記載
した固有粘度は2.20であつた。57.5gのコポリマ
ー溶液〔16.3gのコポリマーおよび4.1g(0.0567
モル)の混合したアクリル酸を含有〕に下記の溶
液を加えた。: メチルジエタノールアミン 8.9g フオラルAX 6.5g パイカル94 3.3g エタノール 18.8g フオラル(Foral)AX(ハーキユールズ、インコ
ーポレーテツド)は粘着性付与剤であつてこれは
本質的に水添したアビエチン酸である。パイカル
(Pycal)94(ICIアメリカ、インコーポレーテツ
ド)は可塑剤であつてこれはフエノール末端基の
ポリオキシアルキレン樹脂である。添加したメチ
ルジエタノールアミンは処方物中に存在する98モ
ル%の全カルボン酸(混和したアクリル酸とフオ
ラルAXの両方)を中和するのに十分であつた。
エタノールは形成中の重合体状カルボキシレート
を溶液中に維持するために加えた。混合物はボー
ルミルで一晩中ゆつくり回転させた。その結果得
た水溶性共重合体溶液は清澄でそして淡黄色であ
つた。処方物は実施例1のようにして塗布しそし
て評価した場合24Kオームのインピーダンスを有
した。 実施例 7 コポリ(メチルビニルエーテル:マレイン酸)
(50:50)・カリウム塩の調製 コポリ(メチルビニルエーテル:無水マレイン
酸)(50:50)(GAFから得られるグラントレツ
ツAN―119)(20.6g)を80gの水中に懸濁させ
そして蒸気浴上で熱して水中のコポリ(メチルビ
ニルエーテル:マレイン酸)(50:50)の固形物
20%の透明溶液を形成させた。61.8gの溶液
(12.4gのコポリマーと8.26g(0.072モル)のマ
レイン酸を含む)に対し4.0g(0.072モル)の水
酸化カリウムを加えて存在する総てのマレレイン
酸を半中和させた。可塑剤としてグリセロール
(9.3g)も加えた。この物質で造つた生体電極の
インピーダンスは33Kオームであつた。 実施例7と同様のやり方でナトリウム塩(中和
用塩基として炭酸ナトリウムを使用して)および
テトラメチルアンモニウム塩(水酸化テトラメチ
ルアンモニウムを使用して)を造りそして評価し
た。その結果は次表中に与えられる。
(63:37)・メチルジエタノールアミン塩の調製 1瓶中にアクリル酸n―ブチル(160g)、ア
クリル酸(53.3g)、アセトン(476g)、および
アゾビス(イソブチロニトリル)(0.5333g)を
入れ、窒素を短時間散布し、密封し、そして撹拌
しながら53℃で24時間加熱した。コポリマー固体
%は28.4重量%であり、そして実施例2中に記載
した固有粘度は2.20であつた。57.5gのコポリマ
ー溶液〔16.3gのコポリマーおよび4.1g(0.0567
モル)の混合したアクリル酸を含有〕に下記の溶
液を加えた。: メチルジエタノールアミン 8.9g フオラルAX 6.5g パイカル94 3.3g エタノール 18.8g フオラル(Foral)AX(ハーキユールズ、インコ
ーポレーテツド)は粘着性付与剤であつてこれは
本質的に水添したアビエチン酸である。パイカル
(Pycal)94(ICIアメリカ、インコーポレーテツ
ド)は可塑剤であつてこれはフエノール末端基の
ポリオキシアルキレン樹脂である。添加したメチ
ルジエタノールアミンは処方物中に存在する98モ
ル%の全カルボン酸(混和したアクリル酸とフオ
ラルAXの両方)を中和するのに十分であつた。
エタノールは形成中の重合体状カルボキシレート
を溶液中に維持するために加えた。混合物はボー
ルミルで一晩中ゆつくり回転させた。その結果得
た水溶性共重合体溶液は清澄でそして淡黄色であ
つた。処方物は実施例1のようにして塗布しそし
て評価した場合24Kオームのインピーダンスを有
した。 実施例 7 コポリ(メチルビニルエーテル:マレイン酸)
(50:50)・カリウム塩の調製 コポリ(メチルビニルエーテル:無水マレイン
酸)(50:50)(GAFから得られるグラントレツ
ツAN―119)(20.6g)を80gの水中に懸濁させ
そして蒸気浴上で熱して水中のコポリ(メチルビ
ニルエーテル:マレイン酸)(50:50)の固形物
20%の透明溶液を形成させた。61.8gの溶液
(12.4gのコポリマーと8.26g(0.072モル)のマ
レイン酸を含む)に対し4.0g(0.072モル)の水
酸化カリウムを加えて存在する総てのマレレイン
酸を半中和させた。可塑剤としてグリセロール
(9.3g)も加えた。この物質で造つた生体電極の
インピーダンスは33Kオームであつた。 実施例7と同様のやり方でナトリウム塩(中和
用塩基として炭酸ナトリウムを使用して)および
テトラメチルアンモニウム塩(水酸化テトラメチ
ルアンモニウムを使用して)を造りそして評価し
た。その結果は次表中に与えられる。
【表】
あつた。
添付した図面は本発明の理解に資することを目
的とするものであつて、第1図は本発明の一実施
態様における典型的使い捨て生体医学的電極の上
部を示す遠近図であり;そして第2図は第1図の
2―2線に沿つて切断した電極の拡大断面図であ
る。
的とするものであつて、第1図は本発明の一実施
態様における典型的使い捨て生体医学的電極の上
部を示す遠近図であり;そして第2図は第1図の
2―2線に沿つて切断した電極の拡大断面図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 電極板、該電極板に導線を結合するための取
付手段、および皮膚との電気的結合を強めるため
の前記電極板の身体に接触する表面上の導体を含
む乾式の使い捨て生体医学的電極において、前記
の導体がカルボン酸塩含有のモノマー単位を少な
くとも5モル%含む皮膚に非刺激性で、適合性が
あり、凝集性の合成の感圧接着性の親水性ポリマ
ーからなり、前記の電極が10ヘルツの周波数にお
いて500Kオームまたはそれ以下のインピーダン
スを有することを特徴とする乾式の使い捨て生体
医学的電極。 2 前記のポリマーが水溶性であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の電極。 3 前記の水溶性ポリマーがカルボン酸塩含有モ
ノマー単位を少なくとも約25モル%含むことを特
徴とする特許請求の範囲第2項に記載の電極。 4 前記の塩がカルボン酸の族の金属塩、アミ
ン塩、および第四アンモニウム塩から成る群から
選択されることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の電極。 5 前記の塩がアミン塩であることを特徴とする
特許請求の範囲第4項に記載の電極。 6 前記のアミン塩が2〜12(2および12を含む)
個の炭素原子を有するアルカノールアミン塩であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載
の電極。 7 前記のアルカノールアミンがエタノールアミ
ン、メチルジエタノールアミン、ジエタノールア
ミンおよびトリエタノールアミンから成る群から
選択されることを特徴とする特許請求の範囲第5
項に記載の電極。 8 前記のカルボン酸がアクリル酸、メタクリル
酸、およびマレイン酸から成る群から選択される
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
電極。 9 前記のポリマーがカルボン酸基およびカルボ
ン酸塩を含まず約4〜12個の炭素原子を有するア
ルキル基を含むモノマー単位を含有するコポリマ
ーであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の電極。 10 前記のモノマー単位がアクリル酸アルキ
ル、メタクリル酸アルキル、およびアルキルビニ
ルエーテルから成る群から選択されることを特徴
とする特許請求の範囲第9項に記載の電極。 11 前記のモノマー単位がアクリル酸イソオク
チル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸2―エチ
ルヘキシル、メチルビニルエーテル、および2―
エチル―ヘキシルビニルエーテルから成る群から
選択されることを特徴とする特許請求の範囲第1
0項に記載の電極。 12 前記のカルボン酸がアクリル酸、メタクリ
ル酸およびマレイン酸から成る群から選択され、
前記の塩が2〜12個の炭素原子を有するアルカノ
ールアミン塩であることを特徴とする特許請求の
範囲第11項に記載の電極。 13 前記のポリマーがコポリ(アクリル酸n―
ブチル:アクリル酸)・メチルジエタノールアミ
ンであることをさらに特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11272679A JPS5636939A (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | Living body medical electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11272679A JPS5636939A (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | Living body medical electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5636939A JPS5636939A (en) | 1981-04-10 |
| JPS6330010B2 true JPS6330010B2 (ja) | 1988-06-16 |
Family
ID=14593991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11272679A Granted JPS5636939A (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | Living body medical electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5636939A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58170368U (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-14 | 株式会社今村製作所 | バケット装置 |
| JPS6144238U (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-24 | 宇部興産株式会社 | 竪型粉砕機 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3946730A (en) * | 1972-01-21 | 1976-03-30 | Ndm Corporation | Biomedical electrode assembly |
| JPS5615728A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-16 | Adobansu Erekutoroodo Kk | Self adhesion type medical electrode |
-
1979
- 1979-09-03 JP JP11272679A patent/JPS5636939A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5636939A (en) | 1981-04-10 |
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