KR20060071409A - 생체의료용 전극 - Google Patents

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Abstract

도전체가 은으로 된 활성 공급원을 포함하는 전기적 도전성 표면(14)을 포함하고, 도전 매체(15)가 과산화물 스캐빈저(scavenger)를 포함하는 것인 도전 매체(15)와 접촉하는 도전체(14)를 포함하는 생체의료용 전극이 제공된다. 전형적으로, 생체의료용 전극은 제1 주 표면을 포함하는 제1 측면(13) 및 제2 주 표면을 포함하는 제2 측면을 갖는 비도전성 지지체(backing)(12)를 포함하며, 상기 전기적 도전성 표면(14)은 비도전성 지지체(12)의 제2 주 표면과 회합되고, 상기 도전 매체는 도전성 기판와 회합된 전기적 도전성 접착제를 포함하고, 전기적 도전성 접착제는 하나 이상의 과산화물 스캐빈저를 포함하는 감압 접착제이다. 또한, 상기 전극을 제조하는 방법이 제공된다.
생체의료용 전극, 은, 과산화물 스캐빈저, 도전체, 도전성 표면, 도전 매체, 도전성 접착제

Description

생체의료용 전극 {BIOMEDICAL ELECTRODES}
본 발명은 생체의료용 전극 및 이러한 전극의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 도전 매체 및 과산화물 스캐빈저(scavenger)와 회합된 전기적 도전성 표면을 갖는 도전체를 포함하는 생체의료용 전극에 관한 것이다.
현대 의학은 전기적 신호 또는 전류를 환자의 신체로부터 받거나 또는 이를 환자의 신체로 전달하는 많은 의료 절차를 사용한다. 대개, 이러한 절차들에 사용되는 의료 장비와 환자의 피부 사이의 경계면은 생체의료용 전극을 포함한다. 전형적으로, 이러한 전극은 상기 장비에 전기적으로 접속된 도전체 및 환자의 피부에 접착되거나 또는 이와 접촉하는 도전 매체를 포함한다. 생체의료용 전극은 치료용 뿐만 아니라 진단용 의료 절차 및 장비의 일부로 포함되었다.
치료 장치 및 이러한 장치를 사용하는 절차는 생체의료용 전극을 이용한다. 예를 들면, 이러한 전극은 통증 관리용 경피 전자 신경 자극 (TENS) 장치, 척추측만증과 같은 상태 치료용 신경근육 자극 (NMS) 기술, 흉강에 전기 에너지를 분배하여 심장 세동을 제거하는 세동제거 전극, 및 전기수술 동안 만들어진 절개부로 분배되는 전기적 에너지를 수용하는 분산성 전극에 사용된다.
생체의료용 전극을 이용하는 진단 절차는 심장 활성을 모니터링하고 심장 이상을 진단하기 위한 심전도 검사를 포함한다. 진단 생체의료용 전극의 예는 라리모어(Larimore)의 미국 특허 제 4,352,359호, 엔젤(Engel)의 제 4,524,087호, 엔젤의 제 4,539,996호, 엔젤의 제 4,554,924호, 카림(Carim)의 제 4,848,348호, 엔젤의 제 4,848,353호, 스트랜드(Strand) 등의 제 5,012,810호, 브라이언(Bryan) 등의 5,133,356호, 엔더슨(Anderson) 등의 제 5,215,087호 및 듀안(Duan) 등의 제 5,296,079호에 기재된 것들을 포함한다.
진단 분야의 경우, 비분극화 전극, 특히 은 및(또는) 염화은을 포함하는 전극은 그들의 높은 전기적 안정성으로 인해 특상의 집전체가 되었다. 종종, 저가 상품들에서, 이러한 전극은 은/염화은 입자 및 중합체 결합제를 함유하는 도전성 잉크로부터 절연 지지체(insulating backing)로 얇은 섹션에서 코팅된다. 은/염화은 전극은 부식성 공격에 저항성을 갖고, 일반적으로 긴 저장 수명을 갖지만, 특정한 겔 조건 (예를 들면, 높은 물 함량 및 높은 염화물 농도와 함께 낮은 pH) 하에서는, 부식이 가속화될 수 있고 조기 전기적 파괴를 나타낼 수 있다. 이러한 바람직하지 못한 부식 및 파괴 문제를 해결하려는 시도들은 전극 조립체에 짜 넣어지고 전류 수집기에 전기적으로 접속된 희생 양극을 사용하는 것을 포함한다. 희생 양극의 사용은 기능적이지만 일반적으로는 첨가되는 물질 비용 및 특정한 설계 제약으로 인해 비용 효율적이지 못하다. 부식을 억제하는 또다른 방법은 유기 약제를 부식 지연제로서 은/염화은 메트릭스에 첨가하는 것이었다. 부식 지연제의 사용은 표제 "Corrosion Prevention In Biomedical Electrodes" 하에 메논(Menon) 등에 의 해 함께 계류되고 함께 양도된 미국 특허 출원 20030045788에 개시되어 있다.
또한, 통상적인 은 및(또는) 염화은 전극 물질에 대한 대체물로서 다른 물질들이 제안되었다. 예시적인 이러한 대체 물질은 수소화티타늄 및 특정한 탄소 함유 물질을 포함하는 것들을 포함한다. 그러나, 이러한 대체 물질을 혼입한 전극은 종종 복잡하기 때문에 제조 비용이 더 많이 든다.
당업계는 생체의료용 전극에서 은 또는 염화은 물질을 보호하거나 또는 치환하는 방법에 집중해왔지만, 은/염화은을 도전성 전극 물질로 계속 사용하면서 부식을 피하는 수단은 제공되지 않았다. 예를 들면, 항산화제를 사용하여 도전성 접착제를 제제화하려는 일부 노력이 이루어졌다. 이러한 조치는 부식 문제를 제거하려는 것이지만, 특히 친수성 및 소수성 형식을 모두 갖는 "이연속성(bicontinuous)" 접착제가 사용되는 경우에는 유효성이 떨어진다. 따라서, 비교적 구조화가 용이하고 비교적 비용 효율적인 은/염화은을 사용하는 내부식성 생체의료용 전극에 대한 수요가 여전히 존재한다.
이론에 의해 한정되고자 하는 것은 아니지만, 생체의료용 전극을 포유류 피부에 접착시키는 데 사용되는 도전성 접착제에서 과산화물이 형성된다는 것이 공지되어 있다. 일반적으로, 과산화물의 형성은 사용 전 전극을 "노화"시키거나 또는 상태조절하는 데 사용되는 공정으로 인한 것이다. 이러한 과산화물의 형성이 생체의료용 전극, 특히 은/염화은 생체의료용 전극에서의 부식의 공격 요인으로 간주되었다. 특히, 이연속성 도전성 접착제를 포함하는 전극에 대한 노화 공정은, 이러한 접착제 제제 중에 통상 포함되는 특정한 계면활성제들이 양이 풍부하고, 반응하 여 이러한 과산화물을 생성시킬 수 있는 타입이기 때문에 상당한 양의 산화 과산화물을 생성하는 것으로 생각된다.
지금 본 발명자들은 예기치않게, 유니크한 부류의 물질이 이연속성 접착제를 비롯한 도전성 접착제에 첨가제로서 사용된 경우 과산화물 스캐빈저로서 작용하여 생체의료용 전극에서의 부식의 공격을 현저하게 감소시킨다는 것을 발견하였다.
발명의 개요
한 측면에서, 본 발명은 도전 매체와 접촉하는 도전체를 포함하고, 이때 상기 도전체는 활성 공급원인 은을 포함하는 전기적 도전성 표면을 포함하고 상기 도전 매체는 과산화물 스캐빈저와 회합된 것인 생체의료용 전극을 제공한다.
전기적 도전성 표면은 필수적으로 금속성 은, 염화은 또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 형태의 은과 회합된 중합체 필름을 추가로 포함할 수 있다. 전형적으로, 생체의료용 전극은 제1 주 표면(major surface)을 포함하는 제1 측면 및 제2 주 표면을 포함하는 제2 측면을 갖는 비도전성 지지체를 포함하고, 전기적 도전성 표면은 상기 비도전성 지지체의 제2 주 표면과 회합된다. 또한, 도전 매체는 일반적으로 도전성 기판과 회합된 전기적 도전성 감압 접착제의 형태로 제공되고, 전기적 도전성 감압 접착제는 전형적으로 하나 이상의 과산화물 스캐빈저를 포함한다. 별법으로, 과산화물 스캐빈저는 전기적 도전성 접착제와 회합된 별개의 코팅으로, 또는 전기적 도전성 감압 접착제 위에 별개의 코팅으로서 제공될 수 있다.
전기적 도전성 감압 접착제로 사용하기 적합한 접착제는 물, 유리 라디칼성 (공)중합가능한 에틸렌성 불포화 극성 친수성 또는 양쪽친매성 단량체 또는 올리고머, 임의의 수용성 개시제 및 임의의 수용성 첨가제를 포함하는 성분들로부터 유래하며 실질적으로 비다공질인 이연속성 구조체를 포함하는 것들을 포함한다. 한 제제에서, 전기적 도전성 감압 접착제는 아크릴산, 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트 이소옥틸 아크릴레이트, 계면활성제, 프로필렌 글리콜, 및 대략 550,000의 분자량을 갖는 폴리아크릴산을 포함하는 성분으로부터 제제화된다. 본 명세서에서 유용한 전기적 도전성 감압 접착제는 통상 은 전극 물질의 부식을 억제하는 전기적 도전성 감압 접착제의 일부로서 과산화물 스캐빈저 또는 과산화물 스캐빈징제(scavenging agent) (본 명세서에 상호교환적으로 사용됨)를 포함한다. 전형적으로, 적합한 과산화물 스캐빈저는 황, 셀레늄 및 텔루르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원자를 갖는다. 더욱 구체적으로, 적합한 과산화물 스캐빈저는 메티오닌, 티오디프로피온산 및 디라우릴 티오디프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 전극의 첫 사용 전, 보호 라이너(release liner)를 전기적 도전성 감압 접착제 위에 배치할 수 있다.
또다른 측면에서, 본 발명은 제1 주 표면을 포함하는 제1 측면 및 제2 주 표면을 포함하는 제2 측면을 갖는 비도전성 지지체, 상기 비도전성 지지체의 제2 주 표면과 회합된 전기적 도전성 표면, 및 상기 전기적 도전성 표면과 회합되고 과산화물 스캐빈저를 포함하는 전기적 도전성 감압 접착제를 포함하는 생체의료용 전극을 제공한다.
비도전성 지지체는 탭 부분 및 패드 부분을 포함할 수 있으며, 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 탭 부분 및 패드 부분 양쪽 모두에 의해 공유된다. 전기적 도전성 표면의 적어도 일부는 패드 부분 상의 제2 주 표면 위에 배치되며, 전기적 도전성 감압 접착제는 패드 부분 상에서 전기적 도전성 표면과 회합된다. 본 발명의 본 측면의 다른 특징들은 이미 앞서 기재한 바와 같다.
또한, 또다른 측면에서, 본 발명은
제1 주 표면을 포함하는 제1 측면 및 제2 주 표면을 포함하는 제2 측면을 갖는 비도전성 지지체, 및 은을 포함하는, 비도전성 지지체의 제2 주 표면 상의 전기적 도전성 표면을 포함하는 소조립체를 제조하는 단계, 및
과산화물 스캐빈저를 포함하는 도전 매체를 상기 소조립체의 전기적 도전성 표면에 도포하는 단계
를 포함하는, 생체의료용 전극의 제조 방법을 제공한다.
이 측면에서, 도전 매체를 도포하는 단계는 전기적 도전성 감압 접착제 (앞서 기재한 바와 같음)를 과산화물 스캐빈저와 제제화한 다음, 전기적 도전성 감압 접착제를 전기적 도전성 표면에 도포하는 것을 포함할 수 있다. 소조립체를 제조하는 단계는 은-함유 잉크를 비도전성 지지체의 제2 주 표면에 도포하여 전기적 도전성 표면을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 본 측면의 또다른 특징은 상기 잉크에 과산화물 스캐빈저를 첨가하고 도전성 접착제를 잉크에 가하는 것을 포함한다. 또한, 본 발명의 본 측면의 또다른 특징은 과산화물 스캐빈저의 코팅을 도전성 표면 위에 도포하고, 전기적 도전성 감압 접착제를 과산화물 스캐빈저의 코팅 위에 도포하는 것을 포함한다.
본 발명의 이러한 특징 및 다른 특징들이 추가로 기재되며, 당업자는 첨부하는 도면, 실시예 및 첨부되는 청구 범위와 함께 바람직한 실시양태의 상세한 설명을 포함하는 나머지 개시내용을 더 참고하여 이러한 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
바람직한 실시양태를 기재함에 있어서, 참고 번호로 표시된 실시양태의 특징을 도시하는 다양한 도면들을 참고로 하며, 여기서 동일한 번호는 동일한 구조를 표시한다.
도 1은 본 발명에 따른 진단용 전극의 하부 평면도이다.
도 2는 도 1의 진단용 전극의 측면 평면도이다.
도 3은 제조 동안 본 발명의 실시양태에 따른 진단용 전극의 어레이(array)이다.
도 4는 노화 실험 결과의 그래프이다.
도 5는 또다른 노화 실험 결과의 그래프이다.
도 6은 또다른 노화 실험 결과의 그래프이다.
본 발명은 도전 매체와 접촉하는 도전체를 포함하는 생체의료용 전극을 제공한다. 도전체는 은 및(또는) 염화은을 포함하는 도전성 기판을 포함한다. 도전성 기판은 또다른 물질, 예를 들면 중합체 물질을 추가로 포함할 수 있다. 중합체 또는 다른 물질은 은/염화은이 그 위에 도포될 수 있는 박막의 형태일 수 있다. 도전성 기판은 은-함유층이 그 위에 배치된 스터드(stud) 형태의 흑연-적재(graphite-loaded) 중합체 또는 다른 도전성 물질을 포함할 수 있다. 은-함유층은 은의 공급원을 제공하고, 임의의 다양한 형태, 예를 들면 은-함유 잉크, 증착된 은 층 또는 활성 은의 또다른 형태로 제공될 수 있다. 이러한 층 중의 은은 도포되는 층에 내재하는 염화은을 갖거나 또는 층과 회합된 은의 적어도 일부의 제자리 화학 반응에 의해 염화물을 형성함으로써 부분적으로 염화될 수 있다. 전형적으로, 전극의 도전체는 도전성 접착제의 형태로, 또는 예를 들면, 도전성 겔로 제공될 수 있는 도전 매체와 접촉한다. 또한, 도전 매체에 대한 다른 형태들, 예를 들면 도전성 페이스트도 유용할 수 있다. 도전성 접착제는 임의의 다양한 조성물, 예를 들면 중합화된 마이크로에멀션(microemulsion), 중합화된 미니에멀션(mini-emulsion), 히드로콜로이드, 히드로겔 등으로부터 유도된 것들로 제공될 수 있다.
하나 이상의 과산화물 스캐빈저 또는 과산화물 스캐빈징제는 도전 매체와 회합된다. 과산화물 스캐빈저(들)는 도전 매체의 형태에 따라 수용성 또는 유용성일 수 있다. 과산화물 스캐빈저는 과산화물 잔기의 농도를 유효하게 감소시켜 생체의료용 전극의 도전성 기판 내 금속 (예를 들면, 은)의 부식을 감소시키고, 바람직하게는 제거하는 임의의 약제를 포함하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 본 발명의 전극에 유용한 과산화물 스캐빈징제는 황, 셀레늄, 텔루르 및(또는) 이들의 조합물로부터 선택된 하나 이상의 원자를 갖는 물질을 포함한다.
언급한 바와 같이, 과산화물 스캐빈저를 전극의 물질과 상용가능하며, 또한 전극이 고정되게 되는 포유류 피부와도 상용가능하도록 선택한다. 전극의 물질과의 상용성에 대해, 본 발명에 사용된 과산화물 스캐빈저는 수용성 또는 유용성일 수 있다. 적합한 수용성 과산화물 스캐빈저는 임의의 다양한 물질, 예를 들면 메티오닌, 티오디프로피온산 및 이들의 조합물 및 유도체로 된 조성물로부터 선택될 수 있다. 또한, 적합한 유용성 과산화물 스캐빈저는 디라우릴 티오디프로피오네이트를 포함하며 이에 한정되지 않는 임의의 다양한 물질을 포함한다.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 적합한 과산화물 스캐빈징제는 부식을 감소시키거나 저지시키기 충분한 양의 도전 매체, 예를 들면 도전성 접착제와 회합되어야 한다. 본 명세서에 기재된 실시양태에서, 과산화물 스캐빈저를 도전 매체 또는 접착제의 총 중량을 기준으로 전형적으로 약 0.01 중량％ 이상, 더욱 전형적으로 약 0.01 중량％ 내지 5 중량％인 농도로, 종종 약 0.5 중량％의 도전 매체 또는 접착제의 농도에서 도전성 접착제의 제제에 첨가할 수 있다.
이제 도면을 참고하면, 도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 따른 진단용 전극(10)의 한 실시양태의 하부 평면도 및 측면 평면도이다. 도 1에 도시된 도면은 통상 가요성 물질로 구성되고 전극이 사용되는 경우 포유류 피부로부터 가장 멀리 떨어져 위치하게 되는 비도전성 지지체(12)를 갖는 전극(10)을 도시한다. 비도전성 가요성 지지체(12)는 제1 주 표면을 포함하는 제1 측면(11), 및 제2 주 표면을 포함하는 제2 측면(13)을 포함하고, 측면(13)의 제2 주 표면은 도전성 접착제 장(field)(15)과 접촉하는 전기적 도전성 층 또는 표면(14)과 회합된다. 생체적합성 감압 접착제의 제1 및 제2 비도전성 접착제 장(16) 및 (17)은 비도전성 지지체(12)의 측면(13)의 제2 주 표면, 뿐만 아니라 전기적 도전성 표면(14)을 접촉시킨다. 전극(10)이 사용되지 않는 경우, 보호 라이너 (도시되지 않음)를 접착제 장(15), (16), 및 (17)과 접촉하게 위치시켜 접착제를 보호할 수 있다.
비도전성 지지체(12)는 탭 부분(18) 및 패드 부분(19) 양쪽 모두를 포함한다. 탭 부분(18) 및 패드 부분(19) 양쪽 모두는 전기적 도전성 표면(14)과 회합되며, 도전성 접착제의 장(15)은 오직 패드 부분(19)과 접촉하도록 위치한다. 전극(10)이 사용되는 경우, 탭 부분(18)은 ECG 신호를 상기 전기 기기에 전달하는 전기적 접속기가 탈착가능하게 부착되도록 작용할 수 있다.
패드 부분(19)은 단부(21), (22), (23) 및 (24)로 정해진 주계에 의해 한정된다. 비교해 보면, 도전성 접착제의 장(15)은 패드 부분(19)의 표면(13)의 부분을 차지하며, 도전성 접착제 장은 단부(25), (26), (27) 및 (28)로 정해진 주계에 의해 한정된다. 따라서, 단부(25)-(28) 내 도전성 접착제 장(15)의 표면 구역은 패드 부분(19)의 단부(21)-(24) 내 패드 부분(19)의 표면 구역을 가로질러 연장된다.
제1 및 제2 비도전성 접착제 장(16) 및 (17)은 전기적 도전성 표면(14) 상의 비도전성 지지체(12)의 측면(13)을 따라 별개의 위치로 패드 부분(19) 상에 위치한다. 생체적합성 감압 접착제 장(16) 및 (17)은 상기 실시양태의 구조물 내에 포함되어 전극(10)이 환자의 피부로의 접착제 접촉을 유지시키는 데 보조한다. 본 발명이 상기 실시양태에 한정되지 않으며, 및 일부 실시양태는 본 발명을 이용할 수 있지만 장(16) 및 (17)의 한쪽 또는 양쪽 모두를 반드시 필요로 하지는 않는다는 점이 명확히 이해될 것이다.
도 1 및 도 2의 실시양태에서, 생체적합성 감압 접착제의 장(16) 및 (17)은 탭 부분(18)에 대해서는 근위 및 원위 관계로, 도전성 접착제(15)의 장에 대해서는 패드 부분(19) 상에 마주보는 위치를 따라 제공된다. 장(16) 및 (17)에 의해 제공된 추가적인 접착은 포유류 피부에 대한 전극(10)의 접착을 보강하고, 탭 부분(18)에 대해 근위 및 원위인 단부(24) 및 (23)을 따른 전극의 탈적층을 방지한다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 생체적합성 감압 피부 접착제 장(16) 및 (17)은 측면(13)과 회합하고, 일반적으로 패드 부분(19)의 전기적 도전성 표면(14)과 직접 접촉한다. 일반적으로, 접착제 장(16) 및 (17)의 감압 접착제의 두께는 약 0.25 mm 내지 약 0.75 mm 범위이며, 종종 약 0.50 mm의 두께로 존재한다. 전형적으로, 장(16) 및 (17)의 두께는 서로 10 ％ 이내여야 하며, 가장 전형적으로는 실질적으로 동일한 두께이고, 일반적으로는 장(15)의 도전성 접착제와 실질적으로 동일한 두께이다. 일반적으로, 장(16) 및 (17)은 장(15)의 이온성 도전성 접착제의 최종 두께의 10 내지 40 ％ 이내여야 한다. 그러나, 상기 두께의 차이도 여전히 본 발명의 범위 내에서 고려된다.
이제 도 3을 참고하면, 전극(10)의 제조 방법은 비도전성 지지체 물질(12)로부터 구조화되고 측면(13)의 제2 주 표면과 회합된 전기적 도전성 표면(14)을 갖는 단일 시트(30)를 사용함으로써 구현될 수 있다. 전형적으로, 시트(30)는 상기한 탭 부분(18) 및 패드 부분(19)을 포함하는 전극(10)으로 된 어레이로 절단(예를 들면, 다이 절단)되도록 구성된다. 각각의 탭 부분(18)에 원위인 각각의 패드 부분(19) 상의 단부(23)를 정렬시키고, 이들은 인접하게 존재한다. 절단된 경우, 도시된 전극의 어레이는 개개의 전극(10)의 10 배를 제공한다. 물론, 임의의 수의 전극(10)으로 된 어레이를 본 발명에 따른 비도전성 지지체(12)의 시트, 예를 들면 단일 시트(30) 상에 배열할 수 있다.
접착제의 장(15), (16) 및 (17)으로 된 조합물을 별개의 다이들로부터 각각 인접하는 스트라이프(stripe)(32), (34) 및 (36)로서 코팅시켜 각각의 패드 부분(19)에, 탭 부분(18)에 대해 근위의 위치에서 전기적 도전성 표면(14)을 접촉시키는 피부 접착제의 장(16), 패드 부분(19)의 중심 구역에서 전기적 도전성 표면(14)을 접촉시키는 이온성 도전성 접착제의 장(15) 및 탭 부분(18)에 대해 원위의 위치에서 전기적 도전성 표면(14)을 접촉시키는 피부 접착제의 장(17)을 제공할 수 있다. 접착제 스트라이프(36)의 코팅 폭이 장(17)을 제공하고, 스트라이프(36)의 폭이 비도전성 접착제 장(16)에 대한 접착제 스트라이프(34)의 코팅 폭에 대략 2 배일 수 있다는 것이 명확히 이해될 것이다. 이러한 치수 차는, 단일 코팅 스트라이프(36)가 두 비도전성 접착제 장(17)을 제공하게 하며, 각 전극들 중 하나는 패드 부분(19)의 단부선(23)을 따라 비도전성 지지체(12)을 절단함으로써 발생한다.
코팅(32), (34) 및 (36)을 임의의 원하는 두께, 전형적으로 약 0.25 mm 내지 약 0.75 mm, 더욱 전형적으로 약 0.50 mm가 되게 도포할 수 있다. 많은 분야의 경우, 장(15)의 최종 두께는 장(16) 및 (17)의 최종 두께와 약 20 ％ 넘게 차이나지 않는다. 스트라이프(32), (34) 및 (36)를 각각의 인접하는 패드 부분(19)을 가로질러 코팅한 후, 전극의 어레이를 부근의 단부(25)와 (22) 사이 및 부근의 원위 단부(23) 사이를 절단함으로써 개개의 전극으로 분리시킬 수 있다. 사용시, 비도전성 생체적합성 감압 피부 접착제의 장(16) 및 (17)은 포유류 피부에 접착을 제공하며, 장(16) 및 (17)과 유사한 최종 두께로 된 도전성 접착제 장(15)은 예를 들면, ECG 절차에 대한 전기적 신호를 수용한다.
도전성 접착제의 장(15) 부근이고 패드 부분(19) 상에서 전기적 도전성 표면(14)을 접촉시키는 생체적합성 감압 피부 접착제로 된 오직 단일 장(16)을 제공함으로써 전극(10)에 대한 별법의 실시양태를 구조화할 수 있다. 본 실시양태에서, 탭 부분에 대해 원위인 접착제의 장(17)은 사용하지 않는다. 그러나, 장(16)과 장(15) 사이의 ％ 최종 두께차는 도 1 및 도 2에 도시된 실시양태와 큰 차이가 없어야 한다.
전극(10) 구조화에 적합한 물질의 선택은 생체의료용 전극 구조물 업계의 기술 범위 내에 존재한다. 임의의 다양한 물질이 적합하고, ECG 절차용 생체의료용 전극 구조물에 사용되는 예시적인 물질은 미국 특허 제 4,352,359호 (라리모어), 제 4,524,087호 (엔젤), 제 4,539,996호 (엔젤), 제 4,554,924호 (엔젤), 제 4,848,348호 (카림), 제 4,848,353호 (엔젤), 제 5,012,810호 (스트랜드 등), 제 5,133,356호 (브라이언 등), 제 5,215,087호 (엔더슨 등), 제 5,296,079호 (듀안 등), 제 5,385,679호 (유이(Uy) 등), 제 5,702,753호 (야시스(Yasis) 등), 제 5,779,632호 (디에츠(Dietz) 등)에 개시된 것들 중에서 찾을 수 있고, 상기 문헌의 개시내용은 모두 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다. 지지체 물질(12)로 사용하기 적합한 전기적 비도전성 물질은 중합체 필름 및 시트, 제직 및 부직 물질 등을 포함한다. 일부 실시양태에서, 폴리에스테르 필름이 유용하고, 전형적으로 두께가 약 0.1 mm이며, 예를 들면 버지니아주 호프웰 소재의 ICI 아메리카스(ICI Americas)로부터 상품명 "멜리넥스(Melinex)" (예를 들면, 329 및 339) 하에 상업적으로 입수가능한 것들이 있다. 이러한 필름을 코로나(corona) 처리로 처리하여 지지체 물질에 대한 전기적 도전성 표면의 접착을 개선시킬 수 있다.
전기적 도전성 표면(14)에 적합한 물질은 다수이며, 당업자에 의해 공지되어 있다. 특히, 전기적 도전성 입자, 예를 들면 흑연 또는 금속을 함유하는 잉크가 유용하며, 전형적으로 금속 함유 잉크가 사용된다. 특히 적합한 잉크, 예를 들면 상품명 "N-30" 잉크 하에 입수가능한 은-함유 잉크, 및 은/염화은-함유 잉크, 예를 들면 상품명 "R-300" 하에 공지된 것, 또는 상품명 "R-301MPK (+240)" 하에 공지된 것들은 상업적으로 입수가능하며, 이들은 모두 메사추세츠주 왈탐 소재의 에르콘 인크.(Ercon, Inc.)로부터 상업적으로 입수가능하다. 은/염화은-함유 잉크를 임의의 다양한 공지된 코팅 방법, 예를 들면 그라비어 코팅, 잉크 젯 프린팅, 실크스크린 프린팅, 나이프 코팅 등에 의해 비도전성 지지체 물질에 도포할 수 있다.
접착제 장(15)에 사용되는 도전성 접착제는 임의의 다양한 접착제로부터 선택될 수 있다. 사용되는 특정 접착제는 적합한 도전성 물질로 제제화되어 도전성을 제공하는 필수적 비도전성 접착제, 또는 본 발명의 전극에 사용하는 데 필요한 도전성 품질을 제공하는 데 고유하게 작용하는 접착제로 된 제제에 필수적인 물질들을 포함할 수 있다. 도전성 접착제에 적합한 접착제 제제는 특허 업계에서 기재된 것들, 예를 들면 미국 특허 제 5,012,810호 (스트랜드 등)의 칼럼 16의 표 및 미국 특허 제 4,524,087호, 제 4,539,996호, 제 4,848,353호, 제 4,554,924호 (모두 엔젤), 제 5,296,079호 (듀안 등), 제 5,385,679호 (유이 등), 제 5,338,490호 (디에츠 등), 제 5,952,398호 및 제 5,779,632호 (디에츠 등)에 개시된 것들을 포함하며, 상기 문헌의 개시내용은 모두 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다. 특히 적합한 접착제는 친수성 및 소수성 조성물로 된 상호침투 도메인을 갖는 이연속성 생체적합성 도전성 접착제를 포함하는 디에츠 등의 상기 '632 특허에 기재된 것들을 포함한다.
본 명세서에 도전성 접착제로 사용하기 특히 유용한 또다른 접착제는 유이 등의 미국 특허 출원 20020188035에 기재된 접착제이며, 상기 문헌의 개시내용은 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다. 개시된 접착제는 실질적으로 비다공질인 이연속성 구조체를 갖는 중합화된 마이크로에멀션 감압 접착제 ("PSA")를 포함하여 친수성 중합체 및 소수성 중합체 PSA 양쪽 모두의 벌크(bulk) 성질을 동시에 제공한다. 본 명세서에 기재된 과산화물 스캐빈저를 그의 제조 동안 접착제에 첨가할 수 있다. 특히, 상기한 수용성 과산화물 스캐빈저는 이하 추가로 상세하게 기재되는 유이 등에 의해 기재된 도전성 접착제로 된 제제에 포함시키기에 가장 적합하다.
유이 등의 도전성 접착제는 수상으로서 물, 유리 라디칼성 (공)중합가능한 에틸렌성 불포화 극성 친수성 또는 양쪽친매성 단량체(들) 또는 올리고머(들), 임의의 수용성 개시제 및 임의의 수용성 첨가제를 비롯한 다수의 성분들을 포함하여 마이크로에멀션 PSA를 형성한다. 도전성 접착제를 제제화하기 유용한 마이크로에멀션 조성물을, 일반적으로 마이크로에멀션의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 50 중량％, 전형적으로 약 5 내지 약 30 중량％, 종종 약 6 내지 약 25 중량％의 물 (예를 들면, 탈이온수)을 포함하는 출발 물질로부터 수상과 제제화한다. 또한, 수상은 최종 용도의 PSA의 성질에 대해 선택된 수용성 및(또는) 수분산성 첨가제를 포함할 수 있다. 마이크로에멀션에 포함될 물의 가장 적합한 중량％를 결정하기 위해, 투명한 마이크로에멀션 영역에 이를 때까지, 물을 증점적으로 첨가할 수 있다.
도전성 접착제의 수상은 물 외에도, 하나 이상의 유리 라디칼성 중합가능한 에틸렌성 불포화 극성 단량체 또는 올리고머를 포함한다. 극성 단량체 또는 올리고머는 유불용성 (친수성)이거나 또는 수용성 및 유용성 (양쪽친매성) 양쪽 모두일 수 있다. 수상 중 극성 올리고머의 사용은 중합화된 마이크로에멀션 PSA에 대해 실질적으로 비다공질인 이연속성 구조체의 형성을 촉진시킨다. 일반적으로, 단량체는 오일 상에서 실질적으로 불용성인 극성 단량체 및 유불용성 단량체 이외의 극성 단량체 (즉, 수용성 및 유용성 양쪽 모두인 극성 단량체)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
점증적으로, 마이크로에멀션 PSA 조성물은 마이크로에멀션의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 90 중량％, 일반적으로 약 5 내지 약 70 중량％, 전형적으로 약 10 내지 약 60 중량％의 필요로 하는 친수성 또는 양쪽친매성 단량체 또는 올리고머를 포함한다. 단량체의 정확한 중량％를 변화시켜 중합화된 마이크로에멀션 PSA에서 원하는 성질을 제공할 수 있다.
오일 상에 실질적으로 불용성이거나 또는 수용성 및 유용성 양쪽 모두인 유용한 극성 에틸렌성 불포화 유리 라디칼성 (공)중합가능한 올리고머는 폴리산화에틸렌 아크릴레이트, 폴리산화에틸렌 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트, 폴리우레탄 디아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 마크로머(macromer) 및 이들의 혼합물을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 특히 적합한 극성 에틸렌성 불포화 유리 라디칼성 (공)중합가능한 올리고머는 폴리산화에틸렌 아크릴레이트 및 디아크릴레이트를 포함한다. 유용한 올리고머는 일반적으로 약 100 내지 약 100,000, 전형적으로 약 100 내지 약 60,000, 가장 흔히 약 100 내지 약 5000의 수평균 분자량을 갖는다. 본 발명은 상기 분자량을 갖는 올리고머에 한정되지 않으며, 이러한 분자량 범위는 일반적으로 도전성 접착제에 원하는 물리적 성질 (예를 들면, 물 흡수, 다공도, 강도)을 제공한다.
수상에 포함되는 제1 타입의 임의의 극성 단량체는 오일 상에서 약 0.5 중량％ 미만의 용해도를 갖고, 지정된 온도에서 (바람직하게는, 약 25 내지 35 ℃) 0.005의 오일 상 중 농도 대 수상 중 농도의 분포비를 나타내므로 실질적으로 유불용성인 수용성 유리 라디칼성 (공)중합가능한 에틸렌성 불포화 극성 단량체이다. 이러한 단량체는 비이온성이거나 (예를 들면, 아크릴아미드) 이온성일 수 있다. 비이온성 및 이온성 단량체의 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 기준들을 따르는 이온성 단량체는 소듐 스티렌 술포네이트, 포타슘 아크릴레이트, 소듐 아크릴레이트, 소듐 메타크릴레이트, 암모늄 아크릴레이트, 소듐 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술포네이트, 4,4,9-트리메틸-4-아조니아-7-옥사-데크-9-엔-1-술포네이트, N,N-디메틸-N-(베타-메타크릴옥시에틸)암모늄 프로피오네이트 베타인, 트리메틸아민 메타크릴아미드, 1,1-디메틸-1-(2,3-디히드록시프로필)아민 메타크릴아미드, 및 필수 용해도 요건을 갖는 다른 쌍성이온성 에틸렌성 불포화 단량체, 이들의 혼합물 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 특정 적합한 유불용성 극성 단량체는 중합시 바람직한 성질 및 제제화의 편의성으로 인해 아크릴아미드, 소듐 스티렌 술포네이트, 소듐 아크릴레이트, 소듐 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술포네이트, 소듐 메타크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것들을 포함한다.
당업계에 공지된 많은 극성 단량체는 물 및 오일 양쪽 모두에서 약간의 용해도를 나타낸다. 이들은 오일 상에서 약 0.5 ％ 이상의 용해도를 가질 수 있고, 지정된 온도에서 (바람직하게는 약 25 ℃ 내지 30 ℃) 약 0.005 이상의 오일 상 중 농도 대 수상 중 농도의 분포비를 나타낼 수 있다. 접착제 마이크로에멀션의 수상과 오일 상 사이에 분배가능한 유용한 극성 에틸렌성 불포화 유리 라디칼성 (공)중합가능한 단량체는 N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐, (메트)아크릴산, 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 이타콘산, 스티렌 술폰산, N-치환 아크릴아미드, N,N-이치환 아크릴아미드, N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-아크릴아미도-2-메틸 프로판 술폰산 및 이들의 혼합물을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 바람직한 극성 분배가능한 단량체는 (메트)아크릴산, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐, N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아미드, 스티렌 술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸 프로판 술폰산 및 이들의 혼합물을 포함한다. 가장 적합한 극성 분배가능한 단량체는 아크릴산, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐, N,N-디메틸아크릴아미드 및 이들의 혼합물을 포함하며, 이들은 유리한 성질, 예를 들면 물리적 강도로 인해, 2상 중합체 복합체를 제공할 수 있다.
임의로, 수상은 열 개시제, 광개시제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 유리 라디칼 중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 유용한 수용성 광개시제로는 이하 상세히 설명되는 친수성 단량체(들), 친유성 단량체(들), (공)중합가능한 올리고머, 및 존재하는 경우, (공)중합가능한 계면활성제의 (공)중합에 개시제로서 작용하는 전자기 (대개 자외선) 방사선에 노출시 유리 라디칼을 생성하는 광개시제가 있다. 유용한 수용성 광개시제는 이온성 잔기, 친수성 잔기 또는 양쪽 모두로 치환된 벤조페논, 이온성 잔기, 친수성 잔기 또는 양쪽 모두로 치환된 티옥산톤, 및 4-치환체가 이온성 또는 친수성 잔기인 4-치환-(2-히드록시-2-프로필)페닐 케톤을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 이러한 이온성 또는 친수성 잔기는 히드록실기, 카르복실기 및 카르복실산염기를 포함하며 이에 한정되지 않는다. 유용한 수용성벤조페논은 4-트리메틸아미노메틸 벤조페논 히드로클로리드 및 벤조페논 소듐 4-메탄술포네이트를 포함하며 이에 한정되지 않는다. 유용한 수용성 티옥산톤은 3-(2-히드록시-3-트리메틸아미노프로폭시) 티옥산톤 히드로클로리드, 3-(3-트리메틸아미노프로폭시) 티옥산톤 히드로클로리드, 티옥산톤 3-(2-에톡시술폰산) 나트륨염, 및 티옥산톤 3-(3-프로폭시술폰산) 나트륨염을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 유용한 수용성 페닐 케톤은 (2-히드록시-2-프로필) (4-디에틸렌 글리콜 페닐) 케톤, (2-히드록시-2-프로필) (페닐-4-부탄카르복실레이트) 케톤, 4-(2-히드록스에톡시)페닐-(2-프로필) 케톤 및 이들의 수용성 염을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 특히 적합한 수용성 광개시제는 4-트리메틸아미노메틸 벤조페논 히드로클로리드이다.
수상은 마이크로에멀션 중 총 (공)중합가능한 종 100 중량부를 기준으로 약 0.05 내지 약 1 중량부, 전형적으로 약 0.1 내지 약 1 중량부의 광개시제를 포함할 수 있다. 적합한 수용성 개시제는 열에 노출시, 이하 상세히 설명되는 친수성 단량체(들), 친유성 단량체(들), (공)중합가능한 올리고머, 및 존재하는 경우, (공)중합가능한 계면활성제의 (공)중합을 개시하는 유리 라디칼을 생성하는 것들을 포함한다. 적합한 수용성 열 개시제는 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과황산나트륨 및 이들의 혼합물, 산화-환원 개시제, 예를 들면 상기 과황산화물 및 환원제의 반응 생성물, 예를 들면 소듐 메타비스술피트 및 소듐 비스술피트, 및 4,4'-아조비스(4-시아노펜탄산) 및 그의 가용성 염 (예를 들면, 나트륨, 칼륨)을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 특히 적합한 수용성 열 개시제는 과황산암모늄이다. 일반적으로, 수용성 열 개시제는 약 50 내지 약 70 ℃의 온도에서 사용되며, 산화-환원-타입 개시제는 약 30 내지 약 50 ℃의 온도에서 사용된다. 수용성 열 개시제는 사용되는 경우 마이크로에멀션 조성물 중 (공)중합가능한 종 100 중량부를 기준으로 약 0.05 내지 약 1 중량부, 전형적으로 약 0.1 내지 약 1 중량부를 포함할 수 있다.
임의로, 특이적 성질 및(또는) 외관을 갖는 중합화된 마이크로에멀션 PSA를 제조하기 위해 수상은 다양한 수용성 첨가제(들)를 적절하게 추가로 포함할 수 있다. 원하는 최종 생성물을 생성하도록 각각의 첨가제를 선택한다. 예를 들면, 도전성 중합체가 바람직한 경우, 전해질을 첨가할 수 있다. 안료 중합체가 바람직한 경우, 염료를 첨가할 수 있다. 유용한 첨가제의 예는 수용성 가교결합제 (예를 들면, 메틸렌 비스아크릴아미드), 가소제 (예를 들면, 글리세린 및 폴리알킬렌 글리콜), pH 조정제, 전해질, 염료, 안료, 제약상 활성 화합물, 생리학상 활성 화합물, 공용매, 비공중합성 극성 올리고머, 이들의 혼합물 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 특히, 중합화된 마이크로에멀션 PSA가 전기적 도전성을 나타내는 것이 바람직한 경우, 염화칼륨, 염화리튬, 염화나트륨 및 이들의 혼합물을 포함하며 이에 한정되지 않는 전해질이 본 발명의 다양한 제제에 유용한 것으로 밝혀졌다. 총 수상 100 중량부를 기준으로 약 10 중량부, 바람직하게는 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부 이하의 전해질이 포함될 수 있다.
첨가제로서 유용한 비중합성 극성 올리고머는 폴리(N-비닐피롤리돈), 폴리에틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌) 알코올, 폴리(에틸이민) 및 이들의 혼합물을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 이러한 올리고머를 첨가하여 예를 들면, 생성되는 중합화된 마이크로에멀션 PSA의 벌크 성질에 영향을 주어 물질에 친수성 성질을 제공한다.
전형적인 공용매는 약 1 내지 약 8 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 알코올 (예를 들면, 글리세린), 폴리에테르 (예를 들면, 유니온 카바이드(Union Carbide)로부터 상업적으로 입수가능한 상품명 부틸 셀로솔브(Butyl Cellosolve), 부틸 카르비톨(Butyl Carbitol), 헥실 셀로솔브(Hexyl Cellosolve) 및 헥실 카르비톨(Hexyl Carbitol) 하에 입수가능한 것들) 및 이들의 혼합물을 포함한다.
수상으로 첨가되는 유기 수용성 첨가제가 마이크로에멀션의 유기상 중에서 용해도를 나타낸다는 것이 인식될 것이다. 각각의 첨가제는 수상과 유기상 사이에 그 자신의 분포비를 갖는다.
용어 "유기상", "오일 상", 및 "친지질성 상"은 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다.
중합을 시작하기 전, 본 발명의 마이크로에멀션 조성물의 오일 상은 일반적으로 소수성 감압 접착제 단일중합체 또는 공중합체를 형성하기 적합한 소수성 유리 라디칼성 (공)중합가능한 단량체, 유리 라디칼성 (공)중합가능한 극성 단량체, 유용성 개시제, 및 임의의 반응성 친지질성 첨가제를 포함한다.
마이크로에멀션 PSA의 친지질성 상에 유용한 소수성 유리 라디칼성 (공)중합가능한 단량체는 아크릴산의 약 C1 내지 약 C18 알킬 에스테르, 즉 아크릴산 및 약 C1 내지 약 C18 알코올로부터 유도된 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하며, 단 이러한 단량체는 감압 접착제 성질을 갖는 소수성 중합체를 형성하기 적합한 것이다.
생성되는 중합화된 마이크로에멀션 PSA의 유리 전이 온도 (Tg)는 감압 접착제 성질을 갖는 소수성 중합체를 형성하기 적합한 소수성 단량체의 선택에 의해 영향받는다. 약 10 ℃ 미만의 Tg는 빈번하게 감압 접착제 성질을 갖는 생성되는 소수성 중합체를 제공한다. 약 0 ℃ 미만의 Tg는 더욱 빈번하게 감압 접착제 성질을 갖는 생성되는 소수성 중합체를 제공한다. 약 -10 ℃ 미만의 Tg는 가장 빈번하게 감압 접착제 성질을 갖는 생성되는 소수성 중합체를 제공한다. 가능한 소수성 단량체 후보 중, 이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 n-부틸 아크릴레이트를 비롯한 알킬 아크릴레이트가 그들의 상업적 입수가능성 및 이러한 소수성 단량체로부터 형성된 생성되는 소수성 중합체의 비교적 낮은 Tg로 인해 특히 유용하다.
임의로, 유기상은, 소수성 단량체(들)에 의해 기여된 유리 전이 온도 (Tg)로부터 생성되는 중합화된 마이크로에멀션 PSA의 Tg를 개질시키기 위해 상기 알킬 아크릴레이트 단량체와 공중합가능한 유리 라디칼성 중합가능한 에틸렌성 불포화 공단량체를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 공단량체는 스티렌, 아크릴로니트릴, 및 비닐 에스테르 (예를 들면, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 및 비닐 네오펜타노에이트 등)를 포함하고, 최종 고체 이연속성 중합체의 원하는 성질에 따라 공단량체를 선택한다.
일반적으로, 중합화된 마이크로에멀션 PSA는 마이크로에멀션의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 80 중량％, 전형적으로 약 10 내지 약 70 중량％, 종종 약 12 내지 약 60 중량％의 소수성 단량체를 포함하여 생성되는 중합화된 마이크로에멀션 PSA에 충분한 강도, 점착성 및 감압 접착제 성질을 제공한다.
오일 상은 유용성 유리 라디칼 광개시제, 임의로 열 개시제를 추가로 포함한다. 일반적으로, 유용한 유용성 광개시제는 친수성 단량체(들) 및(또는) 올리고머(들), 친유성 단량체(들), 및 존재하는 경우, (공)중합가능한 계면활성제의 (공)중합에 개시제로서 작용하는 전자기 (대개 자외선) 방사선에 노출시 유리 라디칼을 생성하는 것들을 포함한다. 유용한 광개시제는 (1) 일반적으로, 중량비 약 1:4의 미츨러(Michler)의 케톤 및 벤질(benzil) 또는 벤조페논의 혼합물, (2) 본 명세서에 참고문헌으로 인용되는 미국 특허 제 4,289,844호에 기재된 쿠마린(coumarin)계 광개시제 시스템, 및 (3) 디메톡시페닐아세토페논 및(또는) 디에톡시아세토페논 기재의 시스템을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 유용성 광개시제는 먼저 유기상의 일부로서 마이크로에멀션 중에 포함된다. 방사시, 이로써 생성된 유리 라디칼은 수상 및 유기상 양쪽 모두에서 단량체의 (공)중합, 뿐만 아니라 (공)중합가능한 계면활성제의 공중합에 영향을 미친다. 일반적으로, 유기상은 마이크로에멀션 중 총 (공)중합가능한 종 100 중량부를 기준으로 약 0.01 내지 약 5 중량부의 유용성 광개시제를 포함한다.
임의로, 상기한 광중합 단계에 뒤이어 중합 반응을 완결시키기 위해 유용성 열 개시제를 본 발명의 이연속성 중합체의 제조시 사용할 수 있다. 유용한 유용성 열 개시제는 열에 노출시, 이하 상세하게 설명되는 친수성 단량체(들), 올리고머(들) 친유성 단량체(들), 및 존재하는 경우, 중합가능한 계면활성제의 (공)중합을 개시하는 유리 라디칼을 생성하는 것들을 포함한다. 적합한 유용성 열 개시제는 아조 화합물, 예를 들면 바조(Vazo) 64TM (2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) 및 바조 52TM (2,2'-아조비스(2,4-디메틸펜탄니트릴)) (양쪽 모두 듀퐁(duPont)으로부터 입수가능함), 과산화물, 예를 들면 벤조일 퍼옥시드 및 라우로일 퍼옥시드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것들을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 바람직한 유용성 열 개시제는 (2,2'-아조비스(이소부티로니트릴))이다. 유기상은 마이크로에멀션 중 (공)중합가능한 화합물의 총 중량 100 중량부를 기준으로 약 0 내지 약 5 중량부, 전형적으로 사용되는 경우 약 0.05 내지 약 5 중량부, 종종 사용되는 경우 약 0.1 내지 약 5 중량부의 유용성 열 개시제를 포함할 수 있다.
임의로, 유기상은 유용성 가교결합제, 사슬 이동제 및 이들의 혼합물을 포함하며 이에 한정되지 않는 하나 이상의 추가적인 유리 라디칼성 반응성 구성성분을 추가로 포함할 수 있다. 유용한 가교결합제의 예는 디비닐벤젠, 약 C4 내지 약 C8 알킬 디아크릴레이트, 예를 들면 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,8-옥탄디올 디아크릴레이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것들을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 한 적합한 가교결합제는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트이다. 가교결합제는 첨가되는 경우 물리적 성질, 예를 들면 최종 접착제 중합체의 점착 강도를 변화시킨다. 임의로, 유기상은 총 오일 상의 100 중량부를 기준으로 약 0 내지 약 10 중량부 이상, 전형적으로, 사용되는 경우, 약 0.1 내지 약 2 중량％의 가교결합제를 추가로 포함한다. 사용되는 가교결합제의 양은 중합체의 물리적 성질, 예를 들면 용매 중 불용성, 탄성 계수, 및 내부 강도를 결정한다. 이러한 분야들의 경우, 유기상은 전형적으로 오일 상의 100 중량부를 기준으로 약 0.1 내지 약 5 중량부의 가교결합제를 포함한다.
임의로, 유기상은 사슬 이동제를 추가로 포함할 수 있다. 유용한 사슬 이동제의 예는 사브롬화탄소, 알코올, 멀캅탄 및 이들의 혼합물을 포함한다. 한 적합한 사슬 이동제는 이소옥틸티오글리콜레이트이다. 오일 상은 총 오일 상의 100 중량부를 기준으로 약 0.5 중량부 이하, 전형적으로 약 0.01 중량％ 내지 약 0.5 중량부, 사용되는 경우, 종종 약 0.05 중량부 내지 약 0.2 중량부의 사슬 이동제를 추가로 포함할 수 있다.
임의로, 오일 상은 하나 이상의 비반응성 유용성 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 다양한 비반응성 유용성 첨가제들을 마이크로에멀션에 포함시킬 수 있다. 이러한 물질들을 첨가하여 특수한 물리적 성질 또는 외관을 갖는 최종 중합체 시스템을 제조한다. 이러한 임의의 친유성 첨가제의 예는 하나 이상의 가소제, 예를 들면 프탈레이트 에스테르를 포함한다. 가소제(들)는 오일 상 100 중량부를 기준으로 약 0 내지 약 20 중량부, 전형적으로 약 5 내지 약 20 중량부 사용되는 경우, 더욱 전형적으로 약 8 내지 약 15 중량％를 차지할 수 있다.
일반적으로, 비이온성 및 이온성 (음이온성 및 양이온성) 계면활성제는 도전성 접착제에도 사용된다. 계면활성제(들)는 도전성 접착제의 단량체와 공중합가능하거나 공중합가능하지 않을 수 있다. 공중합가능한 계면활성제(들)는 물에 덜 민감한 생성되는 접착제를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 물에 대한 저항성을 필요로 하지 않는 경우, 비공중합성 계면활성제가 적합하며, 일반적으로 이들은 저렴한 비용으로 인해 바람직할 수 있다.
비이온성 계면활성제는 대개 유기 지방족 또는 알킬방향족 소수성 화합물 및 친수성인 산화알킬렌, 예를 들면 산화에틸렌으로 된 축합 생성물이다. 유리 수소가 존재하는 카르복시, 히드록시, 아미도 또는 아미노기를 갖는 거의 모든 소수성 화합물은 산화에틸렌과 축합되어 비이온성 계면활성제를 형성할 수 있다. 소수성 요소와 친수성 요소 간의 원하는 균형 (친수성-친지질성 균형 또는 HLB)을 얻도록 축합 생성물의 산화에틸렌 쇄의 길이를 조정할 수 있다. 계면활성제의 HLB는 계면활성제의 친수성 (물을 좋아하는 또는 극성) 및 친지질성 (오일을 좋아하는 또는 비극성)기의 크기와 강도 사이의 균형의 표현이다. 본 발명에 대한 마이크로에멀션을 제조하는 비이온성 계면활성제의 유용한 HLB는 약 6 내지 약 19, 전형적으로 약 9 내지 약 18, 가장 흔히 약 10 내지 약 16이다. 유용한 비이온성 계면활성제는 비(공)중합성 비이온성 계면활성제, 에틸렌성 불포화 공중합가능한 비이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물을 포함한다.
적합한 비반응성 비이온성 계면활성제는 약 3 내지 약 100 몰, 전형적으로 약 5 내지 약 40 몰, 가장 흔히 약 5 내지 약 20 몰의 산화에틸렌과 축합되어 앞서 정해진 HLB를 달성하는, 직쇄 또는 분지쇄 배좌로 약 8 내지 약 20 개의 탄소 원자를 함유하는 고급 지방족 알코올, 예를 들면 지방 알코올의 축합 생성물을 포함한다. 이러한 비이온성 에톡실화 지방 알코올 계면활성제의 예로는 C11-C15 이차 알코올 폴리에틸렌글리콜 에테르, 예를 들면 유니온 카바이드로부터의 상품명 테르지톨(Tergitol) 하에 입수가능한 것들, 및 폴리옥시에틸렌(20) 세틸 에테르 및 폴리옥시에틸렌(10) 스테아릴 에테르, 예를 들면 ICI로부터 상업적으로 입수가능한 상품명 브리즈(Brij) 76 및 브리즈 58 하에 입수가능한 것들을 포함하는 계면활성제를 포함하는 것들이 있다.
다른 적합한 비반응성 비이온성 계면활성제는 앞서 정해진 HLB를 달성하는, 직쇄 또는 분지쇄 배좌로 약 6 내지 12 개의 탄소 원자를 함유하는 1 몰의 알킬 페놀과, 약 3 내지 약 100 몰, 전형적으로 약 5 내지 약 40 몰, 가장 전형적으로 약 5 내지 약 20 몰의 산화에틸렌으로 된 폴리산화에틸렌 축합물을 포함한다. 비반응성 비이온성 계면활성제의 예로는 노닐페녹시 폴리(에틸렌옥시) 에탄올, 예를 들면 론-폴렌크(Rhone-Poulenc)로부터 상품명 "이게팔(Igepal)" 하에 입수가능한 것들, 특히 CO 및 CA 계열 계면활성제를 포함하는 계면활성제가 있다. 이게팔 CA 계면활성제는 옥틸페녹시 폴리(에틸렌옥시) 에탄올을 포함한다.
사용가능한 비반응성 비이온성 계면활성제의 또다른 군은 약 6 내지 약 19, 전형적으로 약 9 내지 약 18, 가장 흔히 약 10 내지 약 16의 HLB값을 갖는 산화에틸렌 및 산화프로필렌 또는 산화부틸렌 블록 공중합체를 포함한다. 이러한 비이온성 블록 공중합체 계면활성제의 예는 산화에틸렌-산화프로필렌 블록 공중합체, 예를 들면 바스프(BASF)로부터 상품명 "플루로닉(Pluronic)" 및 "테트로닉(Tetronic)" 하에 상업적으로 입수가능한 것들을 포함한다.
또다른 만족스러운 비반응성 비이온성 계면활성제는 약 6 내지 약 19, 일반적으로 약 9 내지 약 18, 가장 전형적으로 약 10 내지 약 16의 HLB를 갖는 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 스테아레이트를 포함하며 이에 한정되지 않는다. 적합한 상업적으로 입수가능한 지방산 에스테르 비이온성 계면활성제는 ICI로부터 상품명 "스팬(Span)", "트윈(Tween)", 및 "미르즈(Myrj)" 하에 입수가능한 것들을 포함한다. 스팬 계면활성제는 C12-C18 소르비탄 모노에스테르를 포함한다. 트윈 계면활성제는 폴리(산화에틸렌) C12-C18 소르비탄 모노에스테르를 포함한다. "미르즈" 계면활성제는 폴리(산화에틸렌) 스테아레이트를 포함한다.
도전성 접착제 마이크로에멀션 PSA에 혼입시키기 적합한 비이온성 계면활성제로는 하기 화학식에 속하는 것들을 포함하며 이에 한정되지 않는 에틸렌성 불포화 공중합가능한 비이온성 계면활성제가 있다.
R-0-(R'O)m-(EO)(n-1)-CH2CH2OH
상기 식 중,
R은 (약 C2 내지 약 C18) 알케닐, 아크릴일, 아크릴일 (약 C1 내지 약 C10) 알킬, 메타크릴일, 메타크릴일 (약 C1 내지 약 C10) 알킬, 비닐페닐 및 비닐페닐렌 (약 C1 내지 약 C6) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R'O는 2 개 초과, 바람직하게는 세 개 또는 네 개의 탄소 원자를 갖는 에폭시 화합물로부터 유도된 2가 알킬렌옥시기, 예를 들면 산화프로필렌, 산화부틸렌 등 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
E는 2가 에틸렌 라디칼이고,
m은 약 5 내지 약 100의 정수를 나타내고,
n은 약 5 내지 약 100의 정수를 나타내고, m 및 n의 비는 약 20:1 내지 약 1:20이다.
m 및 n의 비를 변화시키는 것이 중합가능한 계면활성제의 HLB를 변화시키는 것임이 이해될 것이다. 본 발명의 비이온성 계면활성제(들)의 필요로 하는 HLB는 약 6 내지 약 19, 전형적으로 약 9 내지 약 18, 가장 전형적으로 약 10 내지 약 16이다. 이러한 공중합가능한 비이온성 계면활성제의 예로는 PPG 인터스트리즈(Industries)로부터 상품명 "메이존(Mazon) BSN" 185, 186 및 187 하에 입수가능한 알킬렌 폴리알콕시 에탄올 계면활성제가 있다. 메이존 BSN 계면활성제는 알킬렌 폴리알콕시 에탄올을 포함한다.
음이온성 계면활성제는 통상 (약 C6 내지 약 C20) 알킬, 알킬아릴 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 소수성 잔기 및 술페이트, 술포네이트, 포스페이트, 폴리옥시에틸렌 술페이트, 폴리옥시에틸렌 술포네이트, 폴리옥시에틸렌 포스페이트 및 알칼리 금속염, 암모늄염으로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온성기, 및 이러한 음이온성 기의 3급 아미노염을 포함한다. 또한, 소수성 잔기로서 (약 C2 내지 약 C18) 알케닐폴리옥시프로필렌 또는 (약 C2 내지 약 C18) 폴리옥시부틸렌을 포함하는 특정 에틸렌성 불포화 공중합가능한 계면활성제 및 폴리옥시에틸렌 술페이트의 음이온성기도 유용하다.
본 발명에 사용될 수 있는 비반응성 음이온성 계면활성제는 알킬 또는 알킬아릴 술페이트 또는 술포네이트 (약 C6 내지 약 C20), 예를 들면 소듐 라우릴 술페이트 (스테판 캄파니(Stepan Co.)로부터 상품명 폴리스텝(Polystep) B-3 하에 상업적으로 입수가능함) 및 소듐 도데실 벤젠 술포네이트 (론-폴렌크로부터 상품명 시포네이트(Siponate) DS-10 하에 상업적으로 입수가능함), 계면활성제 중에서 약 30 단위 미만, 전형적으로 약 20 단위 미만, 가장 흔히 약 15 단위 미만의 산화에틸렌 반복 단위를 갖는 폴리옥시에틸렌 (약 C6 내지 약 C20) 알킬 또는 알킬페놀 에테르 술페이트, 예를 들면 스테판 캄파니로부터 상품명 폴리스텝 B-1 하에 입수가능한 것들 및 론-폴렌크로부터 알리팔(Alipal) EP110 및 115 하에 입수가능한 것들, 계면활성제 중에서 약 30 단위 미만, 전형적으로 약 20 단위 미만, 가장 흔히 약 15 단위 미만의 산화에틸렌 반복 단위를 갖는 인산 및 그의 염의 (약 C6 내지 약 C20) 알킬 또는 알킬페녹시 폴리(에틸렌옥시)에틸 모노-에스테르 및 디-에스테르, 예를 들면 GAF로부터 상품명 가팍(Gafac) PE-510 및 가팍 RE-610 하에 입수가능한 것들을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
마이크로에멀션 조성물에 혼입시키기 적합한 음이온성 계면활성제는 하기 화학식의 에틸렌성 불포화 공중합가능한 계면활성제를 포함하며 이에 한정되지 않는다.
R-O-(R'O)m-(EO)(n-1)-CH2CH2X
상기 식 중,
R은 약 C2 내지 약 C18 알케닐, 아크릴일, 아크릴일 (약 C1 내지 약 C10) 알킬, 메타크릴일, 메타크릴일 (약 C1 내지 약 C10) 알킬, 비닐페닐 및 비닐페닐렌 (약 C1 내지 약 C6) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R'O는 2 개 초과, 바람직하게는 세 개 또는 네 개의 탄소 원자를 갖는 에폭시 화합물로부터 유도된 2가 알킬렌옥시기, 예를 들면 산화프로필렌, 산화부틸렌 등 및 이러한 알킬렌옥시기의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
E는 2가 에틸렌 라디칼이고,
m은 약 5 내지 약 100의 정수를 나타내고,
n은 약 5 내지 약 100의 정수를 나타내고, m 및 n의 비는 약 20:1 내지 약 1:20이다.
m 및 n의 비를 변화시키는 것이 중합가능한 계면활성제의 HLB를 변화시키는 것임이 이해될 것이다. X기를 제외한 본 발명의 음이온성 공중합가능한 계면활성제의 필요로 하는 HLB는 약 3 내지 약 16이다. X는 술포네이트, 술페이트, 포스페이트, 및 알칼리 금속염 또는 암모늄염으로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온성기 또는 이러한 음이온성 기의 3급 아미노염이다. 이러한 공중합가능한 음이온성 계면활성제의 예로는 PPG 인터스트리즈, 인크(Industries, Inc.)로부터 상품명 메이존 SAM 211 하에 입수가능한 것이 있다.
본 발명에 유용한 양이온성 계면활성제는 하나 이상의 고 분자량 기 및 2 개 또는 3 개의 저 분자량 기가 공통 질소 원자에 접속되어 양이온을 형성하고, 전기적 균형 음이온이 할리드 (브로미드, 클로리드 등), 아세테이트, 니트리트, 및 저급 알코술페이트 (메토술페이트 등)로 이루어진 군으로부터 선택된 4급 암모늄염을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 질소 상의 고 분자량 치환체(들)는 종종 약 10 내지 약 20 개의 탄소 원자를 함유하는 고급 알킬기(들)이고, 저 분자량 치환체들은 일부 경우, 히드록시로 치환될 수 있는, 약 1 내지 약 4 개의 탄소 원자로 된 저급 알킬, 예를 들면 메틸 또는 에틸일 수 있다. 상기 치환체들 중 하나 이상은 아릴 잔기를 포함하거나 또는 아릴, 예를 들면 벤질 또는 페닐에 의해 치환될 수 있다. 또한, 가능한 저 분자량 치환체 중에는, 저급 폴리알콕시 잔기, 예를 들면 폴리옥시에틸렌 잔기에 의해 치환되고 히드록실 말단기를 갖고 하기 화학식에 속하는 약 1 내지 약 4 개의 탄소 원자로 된 저급 알킬, 예를 들면 메틸 및 에틸이 존재한다.
-R(CH2CH20)(n-1)CH2CH20H
상기 식 중, R은 질소에 결합된 C1 내지 C4 2가 알킬기이고, n은 약 1 내지 약 15의 정수를 나타낸다. 별법으로, 말단 히드록실을 갖는 이러한 저급 폴리알콕시 잔기 중 하나 또는 두 개를 앞서 언급한 저급 알킬을 통해 4급 질소에 결합시키지 않고 이에 직접 결합시킬 수 있다. 본 발명에 사용되는 유용한 4급 암모늄 할리드 계면활성제의 예는 메틸-비스(2-히드록시에틸)코코-암모늄 클로리드 또는 올레일-암모늄 클로리드 (아크조 케미칼 인크.(Akzo Chemical Inc.)로부터 각각 상품명 에토퀴아드(Ethoquad) C/12 및 O/12 하에 상업적으로 입수가능함) 및 메틸 폴리옥시에틸렌(15) 옥타데실 암모늄 클로리드 (아크조 케미칼 인크.로부터 상품명 에토퀴아드 18/25 하에 상업적으로 입수가능함)를 포함하며 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 유용한 증점제는 아크릴산 단량체로부터 부분적으로 또는 완전히 형성된 친수성 중합체를 포함한다. 아크릴산의 친수성 공중합체, 예를 들면 약 20 ％ 이상, 전형적으로 80 ％ 이상을 함유하는 것들, 아크릴산의 잔기도 유용한 것으로 간주되지만 일반적으로는 아크릴산의 단일중합체가 적합한 것으로 간주된다. 증점제의 분자량은 약 200,000 내지 800,000일 수 있고, 400,000 내지 700,000이 특히 적합하다.
앞서 논의한 접착제 장(16) 및 (17)에 유용한 생체적합성 피부 접착제의 경우, 아크릴레이트 감압 접착제 및 점착화된 폴리스티렌-폴리이소프렌 블록 공중합체 감압 접착제가 적합하다. 일반적으로, 이러한 아크릴레이트 에스테르 공중합체 접착제는 미국 특허 제 2,973,286호, Re 24,906호, Re 33,353호, 제 3,389,827호, 제 4,112,213호, 제 4,310,509호, 제 4,323,557호, 제 4,732,808호, 제 4,917,928호, 제 4,917,929호, 및 유럽 특허 공보 0051 935에 기재되어 있으며, 상기 문헌의 개시내용은 모두 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다. 일반적으로, 점착화된 블록 공중합체 접착제는 본 명세서에 참고문헌으로 인용되는 에윈신(Ewinsin)에 의한 문헌["Thermoplastic Rubbers: A-B-A Block Copolymers" which is Chapter 13 of Satas, Ed., Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, Van Nostrand Reinhold, 1989]에 기재되어 있다. 생체의료용 전극에서 생체적합성 피부 접착제로서의 점착화된 블록 공중합체 접착제의 사용은 미국 특허 제 4,204,312호에 기재되어 있다.
본 명세서에 참고문헌으로 인용되는 문헌[Satas, "Coating Equipment" which is Chapter 34 of Satas, Ed., Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, Van Nostrand Reinhold, 1989]에 기재된 압출 코팅, 나이프 코팅, 및 커튼 코팅을 비롯한 도전성 접착제 및 생체적합성 피부 접착제 양쪽 모두에 대한 다양한 코팅 방법이 이용가능하다. 핸드 나이프 코팅을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 슬롯 다이가 사용되며, 이는 일반적으로 본 명세서에 참고문헌으로 인용되는 리퍼트(Lippert)에 의한 문헌["Slot Die Coating for Low Viscosity Fluids", which is Chapter 11 of Satas, Ed., Coatings Technology Handbook, Marcel Dekker, Inc., 1991]에 기재되어 있는 압출 다이, 나이프 다이, 커튼 코팅 다이, 및 높은 전단 플렛 와이핑 립(shear flat wiping lip), 중간 전단 플렛 와이핑 립, 중간 전단 막대 와이핑 립, 또는 뾰족한 나이프 와이핑 립을 구비한 다른 타입의 슬롯 다이를 포함할 수 있다. 코팅 방법의 선택 및 슬롯 다이의 사용은 접착제 전구체의 특성, 높은 점도 100 ％ 고체 고온 용융물, 웹상에서 중합화되는 중등 점도 100 ％ 고체 물질, 또는 중등 내지 저 점도 용매 또는 물 전달된 물질인지 여부에 따라 좌우된다. 당업자는 후자의 경우에서, 코팅 단계가 건조 공정을 포함하고, 이 건조 공정은 접착제의 최종 두께가 용매 또는 물 손실로 인해 코팅 헤드에서의 두께보다 얇게 된다는 것을 인식할 것이다. 도전성 접착제의 최종 두께는 접착제의 양쪽 모두의 타입이 환자의 피부와 접촉하게 하기 위해 생체적합성 감압 접착제의 최종 두께의 40 ％ 이내여야 한다.
본 발명의 추가의 측면들은 하기 비제한적인 실시예에 기재된다.
실시예 1
본 실시예는 마이크로에멀션 히드로겔 접착제의 합성시 혼입되는 항산화제로서 수용성 과산화물 스캐빈저를 사용한다. 본 발명에 따른 도전성 접착제로 사용하기 위해 마이크로에멀션을 제조하였다. 일반적으로, 함께 계류되고 함께 양도된 유이 등의 미국 특허 출원 20020188035에 기재된 방식으로 마이크로에멀션을 제조하였다. 더욱 구체적으로, 소정의 양의 두 친수성 단량체, 즉 14 그램의 아크릴산을 14 그램의 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트 (일본 와까야마현 소재의 신-나까무라 케미칼 캄파니 리미티드(Shin-Nakamura Chemical Co. Ltd.)로부터 상품명 "AM 90G" 에스테르 하에 상업적으로 입수가능함)와 혼합함으로써 제1 혼합물을 형성하였다. 여기에 예를 들면, 필라델피아주 필라델피아 소재의 아토피나 케미칼스, 인크. (Atofina Chemicals, Inc.)로부터 상업적으로 입수한 14 그램의 이소옥틸 아크릴레이트를 소수성 단량체로서 첨가하였다. 여기에 델라웨어주 뉴 캐슬 소재의 유니퀘마(Uniqema)로부터 상품명 "브리즈 97" 하에 상업적으로 입수가능한 18 그램의 계면활성제를 첨가하였다. 그 다음, 0.5 그램의 광개시제 (시바 가이기 코퍼레이션 (Ciba Gigy Corp.)으로부터 상품명 "이르가큐어(Irgacure) 2959" 하에 상업적으로 입수가능함)를 첨가하여 제1 혼합물을 완성하였다.
그 다음, 23 그램의 물, 1.2 그램의 염화칼륨, 10 그램의 프로필렌 글리콜, 및 0.5 그램의 메티오닌 (위스콘신주 밀라우키 소재의 시그마 케미칼스(Sigma Chemicals)로부터 상업적으로 입수가능함)을 혼합함으로써 제2 혼합물을 제조하였다. 수용성 과산화물 스캐빈징제로서 메티오닌을 포함시켰다. 제1 및 제2 혼합물 을 함께 합쳐서 마이크로에멀션을 형성시켰다. 이 마이크로에멀션에 점도 개질제로서 아크릴산 단량체로부터 제조된 대략 550,000의 분자량을 갖는 17 ％ 수성 폴리아크릴산 용액을 첨가하였다. 첨가 후, 마이크로에멀션은 여전히 투명하고 안정하였으며, 통상적인 기술을 사용하여 용이하게 가공가능한 대략 200 cps로 점도가 증가하였다.
그 다음, 증점된 마이크로에멀션을 기판으로서 보호 라이너에 나이프 코터를 사용하여 코팅하였다. 25 mil (0.64 mm) 두께의 코팅이 얻어지도록 나이프를 설정하였다. 메사추세츠 단버스 소재의 실바니아(Sylvania)로부터 상업적으로 입수가능한 350 블랙라이트(Blacklight)를 사용하여 자외선 방사선에 노출시킴으로써 코팅된 마이크로에멀션에서 중합을 유도하였다. 1800 mJ/cm2의 총 용량을 대략 7 분 동안 도포하여, 도전성 이연속성 접착제를 형성하였다. 이 도전성 접착제는 인간 피부에 우수한 접착성을 가졌다,
이 접착제로 된 1.0 제곱 인치 (6.5 cm2)의 몇몇 견본들을 한 측면 상의 도전성 은/염화은 잉크 지지체 및 다른 측면 상의 보호 라이너에 결합시켰다. 와이어-코팅 절차를 사용하여, 메사추세츠주 왈탐 소재의 에르콘 인크.로부터 상업적으로 입수가능한 상품명 "N-300" 하의 은/염화은 도전성 잉크 용액을 버지니아주 호프웰 소재의 ICI 필름스(Films)로부터 상품명 "멜리넥스 505" 하에 상업적으로 입수가능한 0.1 mm 두께 폴리에스테르 필름으로부터 제조된 중합체 지지체에 코팅함으로써 지지체를 제조하였다. 상기 잉크는 58 중량％의 고체 함량을 갖고, 이 중 원소 은은 70 중량％를 차지하였다. 상기 잉크에 대한 담체 용매는 메틸 프로필 케톤 (MPK)이었다. 그 다음, 코팅된 필름을 실온에서 5 분 동안 건조시킨 후, 200 ℉ (93 ℃)에서 5 분 동안 건조시켰다.
비교예 A
메티오닌 또는 과산화물 스캐빈저를 포함하지 않는 것을 제외하고 실시예 1의 물질 및 절차를 사용하여 본 비교예를 수행하였다.
실시예 1 및 비교예 A
실시예 1 및 비교예 A로부터의 샘플을 개별적으로 포일 파우치에 밀봉하고, 150 ℉에서 6 주 동안 노화시켰다. 실시예 1, 뿐만 아니라 비교예 A의 물질로 된 샘플을 규칙적인 간격으로 회수하고, 지지체의 무접점 컨덕턴스(non-contact conductance)를 측정함으로써 부식에 대해 시험하였다. 위스콘신주 프레스코트 소재의 델콤 인스트루먼츠, 인크.(Delcom Instruments Inc.)에 의해 제조된 델콤 707 컨덕턴스 모니터(Delcom 707 Conductance Monitor)에 의해 컨덕턴스를 측정하였다. 그 결과를 도 4에 그래프로 나타내며, 여기서, Y축은 mhos 단위의 지지체의 컨덕턴스에 대응하고, X축은 실온 (70 ℉)에서의 전극의 등가 노화 기간에 대응한다. 이 등가 노화 기간은 온도가 매 10 ℃ 증가할 때마다 화학 반응의 속도가 두 배로 증가한다는 본트 호프(Vont Hoff) 법칙을 사용함으로써 계산된다.
실시예 2
실시예 1에 사용된 과산화물 스캐빈징제 메티오닌을 위스콘신주 밀라우키 소재의 시그마 케미칼스로부터 상업적으로 입수가능한 0.5 그램의 티오디프로피온산 으로 대체하는 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 사용하여 실험 샘플을 제조하였다.
실시예 3
메티오닌을 위스콘신주 밀라우키 소재의 시그마 케미칼스로부터 상업적으로 입수가능한 0.5 그램의 디라우릴 티오디프로피오네이트로 대체하는 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 사용하여 실험 샘플을 제조하였다.
실시예 2, 실시예 3 및 비교예 A
실시예 2 및 3으로부터의 샘플을 개별적으로 포일 파우치에 밀봉한 다음, 노화시키고, 앞서 실시예 1 및 비교예 A를 비교하여 나타낸 절차에 따라 컨덕턴스에 대해 시험하였다. 그 결과를 비교예 A에 대해 얻은 대조군 데이터와 함께 도 5에 그래프로 나타낸다. 도 5에서 Y축은 mhos 단위의 지지체의 컨덕턴스에 해당하며, X축은 실온 (70 ℉)에서 본트 호프 법칙을 사용하여 계산된 전극의 등가 노화 기간에 대응한다.
비교예 B
메티오닌을 위스콘신주 밀라우키 소재의 시그마 케미칼스로부터 상업적으로 입수가능한 0.5 그램의 아스코르브산으로 대체하는 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 사용하여 비교 샘플을 제조하였다. 아스코르브산은 과산화물 스캐빈저가 아닌 수용성 항산화제이다.
비교예 C
메티오닌을 위스콘신주 밀라우키 소재의 시그마 케미칼스로부터 상업적으로 입수가능한 0.5 그램의 부틸화 히드록시 톨루엔 (BHT)으로 대체하는 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 사용하여 비교 샘플을 제조하였다. 부틸화 히드록시 톨루엔은 과산화물 스캐빈저가 아닌 유용성 항산화제이다.
비교예 B 및 C
실시예 B 및 C로부터의 샘플을 개별적으로 포일 파우치에 밀봉한 다음, 노화시키고, 앞서 실시예 1 및 비교예 A를 비교하여 기재한 절차에 따라 컨덕턴스에 대해 시험하였다. 그 결과를 비교예 A로부터의 대조군 데이터와 함께 도 6에 그래프로 나타낸다. X축의 눈금이 도 4 및 5의 경우와 상이하다는 것을 주목하라. 도 6에서 Y축은 mhos 단위의 지지체의 컨덕턴스에 해당하며, X축은 실온 (70 ℉)에서 본트 호프 법칙을 사용하여 계산된 전극의 등가 노화 기간에 대응한다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 본 명세서에 상세하게 기재되었지만, 본 명세서에 기재되고 청구된 실시양태에 실질적인 변형이 이루어질 수 있다는 것이 명확히 이해될 것이다. 당업자에 의해 현 시점에서 예측가능하지 않은 것들을 비롯한 모든 이러한 변형이 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 고려된다.

Claims (37)

  1. 도전 매체와 접촉하는 도전체를 포함하고, 이때 상기 도전체는 은으로 된 활성 공급원을 포함하는 전기적 도전성 표면을 포함하고 상기 도전 매체는 과산화물 스캐빈저(scavenger)와 회합된 것인 생체의료용 전극.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 표면이 필수적으로 금속성 은, 염화은 또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 형태의 은과 회합된 중합체 필름을 추가로 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 도전성 표면이 흑연-적재(graphite loaded) 중합체를 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  4. 제 1 항에 있어서, 제1 주 표면(major surface)을 포함하는 제1 측면 및 제2 주 표면을 포함하는 제2 측면을 갖는 비도전성 지지체(backing), 상기 비도전성 지지체의 제2 주 표면과 회합된 전기적 도전성 표면, 및 도전성 기판과 회합되고 하나 이상의 과산화물 스캐빈저를 포함하는 전기적 도전성 감압 접착제를 포함하는 도전 매체를 추가로 포함하는 생체의료용 전극.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 표면이 필수적으로 금속성 은, 염화 은 또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 형태의 은과 회합된 중합체 필름을 추가로 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 감압 접착제가 물, 유리 라디칼성 (공)중합가능한 에틸렌성 불포화 극성 친수성 또는 양쪽친매성 단량체 또는 올리고머, 임의의 수용성 개시제 및 임의의 수용성 첨가제를 포함하는 성분으로부터 유래하며 실질적으로 비다공질인 이연속성(bicontinuous) 구조체를 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 황, 셀레늄 및 텔루르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원자를 갖는 것인 생체의료용 전극.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 메티오닌, 티오디프로피온산, 및 디라우릴 티오디프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 생체의료용 전극.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 감압 접착제가 과산화물 스캐빈저를 전기적 도전성 감압 접착제의 0.01 중량％ 이상의 양으로 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 도전성 접착제의 약 0.01 중량％ 내지 5 중량％의 양으로 존재하는 것인 생체의료용 전극.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 비도전성 지지체가 탭 부분 및 패드 부분을 추가로 포함하고, 상기 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 탭 부분 및 패드 부분에 의해 공유되고, 상기 전기적 도전성 감압 접착제의 적어도 일부는 패드 부분 상의 제2 주 표면 위에 배치되고, 상기 전기적 도전성 감압 접착제는 패드 부분 상의 전기적 도전성 표면과 회합된 것인 생체의료용 전극.
  12. 제 11 항에 있어서, 패드 부분 상의 전기적 도전성 표면과 회합된 비도전성 접착제의 제1 장(field) 및 제2 장을 추가로 포함하는 생체의료용 전극.
  13. 제 11 항에 있어서, 전기적 도전성 접착제 위에 배치된 보호 라이너(release liner)를 추가로 포함하는 생체의료용 전극.
  14. 제 4 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 감압 접착제가 아크릴산, 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 계면활성제, 프로필렌 글리콜, 및 대략 550,000의 분자량을 갖는 폴리아크릴산을 포함하는 성분으로부터 제제화된 것인 생체의료용 전극.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 도전체가 부분적으로 염화된 은의 층이 그의 외부 표면 상에 배치된 스터드(stud) 형태의 흑연-적재 중합체를 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  16. 제1 주 표면을 포함하는 제1 측면 및 제2 주 표면을 포함하는 제2 측면을 갖는 비도전성 지지체,
    비도전성 지지체의 제2 주 표면과 회합된 전기적 도전성 표면, 및
    상기 전기적 도전성 표면과 회합되고 과산화물 스캐빈저를 포함하는 전기적 도전성 감압 접착제
    를 포함하는 생체의료용 전극.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 표면이 은을 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 표면이 필수적으로 금속성 은, 염화은 또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 형태의 은과 회합된 중합체 필름을 추가로 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 감압 접착제가 물, 유리 라디칼성 (공)중합가능한 에틸렌성 불포화 극성 친수성 또는 양쪽친매성 단량체 또는 올리고 머, 임의의 수용성 개시제 및 임의의 수용성 첨가제를 포함하는 성분으로부터 유래하며 실질적으로 비다공질인 이연속성 구조체를 포함하는 것인 생체의료용 전극.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 황, 셀레늄 및 텔루르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원자를 갖는 것인 생체의료용 전극.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 메티오닌, 티오디프로피온산, 및 디라우릴 티오디프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 생체의료용 전극.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 전기적 도전성 감압 접착제의 0.01 중량％ 이상의 양으로 존재하는 것인 생체의료용 전극.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 전기적 도전성 감압 접착제의 약 0.01 중량％ 내지 5 중량％의 양으로 존재하는 것인 생체의료용 전극.
  24. 제 16 항에 있어서, 상기 비도전성 지지체가 탭 부분 및 패드 부분을 추가로 포함하고, 상기 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 탭 부분 및 패드 부분에 의해 공유되고, 상기 전기적 도전성 감압 접착제의 적어도 일부는 패드 부분 상의 제2 주 표면 위에 배치되고, 상기 전기적 도전성 감압 접착제는 패드 부분 상의 전기적 도전 성 표면과 회합된 것인 생체의료용 전극.
  25. 제 24 항에 있어서, 패드 부분 상의 전기적 도전성 표면과 회합된 비도전성 접착제의 제1 장 및 제2 장을 추가로 포함하는 생체의료용 전극.
  26. 제 24 항에 있어서, 전기적 도전성 접착제 위에 배치된 보호 라이너를 추가로 포함하는 생체의료용 전극.
  27. 제 16 항에 있어서, 상기 전기적 도전성 감압 접착제가 아크릴산, 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 계면활성제, 프로필렌 글리콜, 및 대략 550,000의 분자량을 갖는 폴리아크릴산을 포함하는 성분으로부터 제제화된 것인 생체의료용 전극.
  28. 제1 주 표면을 포함하는 제1 측면 및 제2 주 표면을 포함하는 제2 측면을 갖는 비도전성 지지체, 및 은을 포함하는, 비도전성 지지체의 제2 주 표면 상의 전기적 도전성 표면을 포함하는 소조립체를 제조하는 단계, 및
    과산화물 스캐빈저를 포함하는 도전 매체를 상기 소조립체의 전기적 도전성 표면에 도포하는 단계
    를 포함하는, 생체의료용 전극의 제조 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 도전 매체를 도포하는 단계가, 과산화물 스캐빈저를 포함하는 전기적 도전성 감압 접착제를 제제화하고 전기적 도전성 감압 접착제를 전기적 도전성 표면에 도포하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 전기적 도전성 감압 접착제를 제제화하는 단계가, 상기 접착제가 물, 유리 라디칼성 (공)중합가능한 에틸렌성 불포화 극성 친수성 또는 양쪽친매성 단량체 또는 올리고머, 임의의 수용성 개시제, 임의의 수용성 첨가제 및 과산화물 스캐빈저를 포함하는 성분으로부터 유래하며 실질적으로 비다공질인 이연속성 구조체를 포함하도록 제제화하는 것을 포함하는 것인 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 황, 셀레늄 및 텔루르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원자를 갖는 것인 방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 메티오닌, 티오디프로피온산 및 디라우릴 티오디프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 도전 매체의 0.01 중량％ 이상의 양으로 존재하는 것인 방법.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 과산화물 스캐빈저가 도전 매체의 약 0.01 중량％ 내지 5 중량％의 양으로 존재하는 것인 방법.
  35. 제 29 항에 있어서, 전기적 도전성 감압 접착제를 제제화하는 단계가, 아크릴산, 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 계면활성제, 프로필렌 글리콜, 및 대략 550,000의 분자량을 갖는 폴리아크릴산을 포함하는 성분으로부터 접착제를 제제화하는 것을 포함하는 것인 방법.
  36. 제 28 항에 있어서, 소조립체를 제조하는 단계가, 은-함유 잉크를 비도전성 지지체의 제2 주 표면에 도포하여 전기적 도전성 표면을 제공하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 은이 금속성 은, 염화은 또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 형태로 제공되는 것인 방법.
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