WO2013039151A1

WO2013039151A1 - 生体用電極被覆パッド

Info

Publication number: WO2013039151A1
Application number: PCT/JP2012/073477
Authority: WO
Inventors: 藤田　貴彦
Original assignee: 積水化成品工業株式会社
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2013-03-21
Also published as: JPWO2013039151A1

Abstract

　保形性に優れ、水分の放出が適度であって電気的に安定な導通が得られ、取扱いが容易な生体用電極被覆パッドを提供する。生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲル（１２）と、この親水性ゲル（１２）を固定するパッド本体（１３）とを備え、パッド本体（１３）が生体用電極に対向して位置し親水性ゲル（１２）を固定する複数の保形枠（１４ｃ）を構成するゲル支持部（１４）を有し、親水性ゲル（１２）が保形枠（１４ｃ）内の貫通孔（１４ａ）を介して保形枠（１４ｃ）の表裏両面に広がってゲル支持部（１４）に保持されることとした。

Description

生体用電極被覆パッド

　本発明は、心電、筋電、脳波などの生体電気現象に伴い発生する電気信号を検出する生体現象測定機器に用いる生体用電極等、もしくはイオントフォレシスや低周波治療器などの電気信号を体内に流し込む電気治療や薬剤投与などの機器に用いる生体用電極等に接続して人体との接触抵抗を低減させる生体用電極被覆パッドに関する。

　心電信号、筋電信号、脳波等、生体の発する電気信号を読み取り、記録し、解析する生体現象測定機器は既に一般的な医療機器として医療現場で使用されている。また、逆に電気信号を体内に流し込む電気治療器や電気的な反発などを利用して効率よく薬剤を投与するイオントフォレシス機器なども日常的に使用されるようになっている。いずれの機器も、体内／体外の電気信号のやり取りを行うものであるため、原則として回路中の電気的な抵抗が少ない方が機器の性能が高い。しかしながら、一般的な機器－人体－機器という回路の中で、最も高い抵抗（インピーダンス）を示すのが人体の表面の抵抗であり、生体と機器を接続する役割を担う生体用電極の数百倍から数千倍となることもしばしばである。そのため、機器の性能を向上させるには、人体の表面の抵抗（皮膚との接触インピーダンス）を出来るだけ低くすることが最も効果的である。

　人体の表面の抵抗を下げるための方法には物理的な方法と化学的な方法がある。物理的な方法とは皮膚を引掻く、剥がすなどの作用によって実現する方法であり、化学的な方法とは、導電ペーストを皮膚に塗るなどして皮膚に水や電解質成分を浸透させる方法である。物理的な方法は皮膚を傷つけたり、炎症や感染症などの恐れがあるため好ましい方法ではない。一方、化学的な方法はこうした物理的な方法の持つ欠点を有しない点で好ましい。

　化学的な方法としては、例えば、生体用電極と皮膚との間にＮａＣｌやＫＣｌ等を含む電解質水溶液をクリーム状にして塗布する技術が特公昭５２－８６３０号公報（特許文献１）に記載されている。また、塩類を含む含水ゼラチンゲルを生体用電極と皮膚との間に塗布する技術が特公昭４８－２８７４７号公報（特許文献２）に記載されている。

特公昭５２－８６３０号公報特公昭４８－２８７４７号公報

　しかしながら、前述の公報に記載されたようなクリーム状組成物は、皮膚表面の角質層を軟化させ、皮膚との接触インピーダンスを低下させることが容易であるが、保形性に乏しいため、外部応力で容易にクリームが移動してしまい、また、水分の蒸発も早まって乾燥傾向になるため、電気的な導通が不安定になりやすい。このような難点は、特に長時間連続使用時において著しく発現する。そしてまた使用後に皮膚に残留したクリームを拭き取る作業が必要である。

　すなわち本発明は、こうした欠点がなく、皮膚と機器の生体用電極間を低インピーダンスで安定的に接続させることができる生体用電極被覆パッドを提供することを目的とする。

　すなわち、生体用電極の表面に設ける生体用電極被覆パッドであって、生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲルと、この親水性ゲルを固定するパッド本体とを備え、パッド本体が生体用電極に対向して位置し親水性ゲルを固定する複数の保形枠を構成するゲル支持部を有し、親水性ゲルが保形枠内の貫通孔を介して保形枠の表裏両面に広がってゲル支持部に保持される生体用電極被覆パッドを提供する。

　生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲルと、この親水性ゲルを固定するパッド本体とを備えたため、親水性ゲルによって皮膚との接触インピーダンスを低下させることができる。そして、親水性ゲルを利用するため、クリームと異なりゲルとしての保形性を有し所定の部分以外に広がらず、また、皮膚から剥がすときに皮膚に残らないという利点がある。さらに、適度に水分を保持しまたは放出するため乾燥しにくく、安定的な導通が得られる。
　そして、パッド本体によって親水性ゲルを固定するため、取扱いがし難い親水性ゲルをパッド本体と共に取り扱うことができる。また、導通に影響する親水性ゲル自体に触れずに取り扱えるため、測定の信頼性が高く、また衛生的である。

　また、パッド本体が生体用電極に対向して位置し親水性ゲルを固定する複数の保形枠を構成するゲル支持部を有するため、保形枠は生体用電極に対向することから、保形枠に支持される親水性ゲルも生体用電極と平行に形成することができる。そのため、生体用電極と皮膚との接触状態と同様な状態を保つことができる。
　親水性ゲルが保形枠内の貫通孔を介して保形枠の表裏両面に広がってゲル支持部に保持されるため、親水性ゲルを皮膚と生体用電極双方に直接的に接触させるように表面に親水性ゲルをむき出しにできる一方で、保形枠と親水性ゲルとの接触部分の断面がＨ字状となるように親水性ゲルが保形枠に支持されるため、親水性ゲルの機能を十分に発揮させることできるとともに、親水性ゲルがパッド本体から脱落し難く、パッド本体への固着性を高めることができる。

　親水性ゲルを構成する親水性高分子が、架橋前に１０万～５００万の範囲の重量平均分子量を有し、架橋剤と反応し硬化したアクリル酸、メタクリル酸、またはｔ－ブチルアクリルアミドスルホン酸のそれぞれの重合物、それらの共重合物またはそれらの塩であって、親水性ゲルの総量に対する配合量が２．５％～３５％であり、親水性ゲルがその厚みを１ｍｍとした際にゲルの形成時から７２時間後に、その表面において、１．５ｍｇ／ｃｍ^２～２０ｍｇ／ｃｍ^２の水分の滲出量を有し、親水性ゲルに対する少なくとも３ｋＰａの圧縮強度に対してゲル状態を維持可能である生体用電極被覆パッドである。

　親水性ゲルを構成する親水性高分子が、架橋前に１０万～５００万の範囲の重量平均分子量を有し、架橋剤と反応し硬化したアクリル酸、メタクリル酸、またはｔ－ブチルアクリルアミドスルホン酸のそれぞれの重合物またはそれらの塩であるか、アクリル酸、メタクリル酸、またはｔ－ブチルアクリルアミドスルホン酸の共重合物またはそれらの塩であって、親水性ゲルの総量に対する配合量が２．５％～３５％であるため、加熱もしくは体温で液状化するようなことがなく、保形性に優れ安定して使うことができる。また、親水性ゲルが水分を保持する性能が高いだけでなく、その一方で皮膚へ水分を移行させて接触インピーダンスを下げる能力も十分である生体用電極被覆パッドとすることができる。
　親水性ゲルがその厚みを１ｍｍとした際にゲルの形成時から７２時間後に、その表面において、１．５ｍｇ／ｃｍ^２～２０ｍｇ／ｃｍ^２の水分の滲出量を有し、親水性ゲルに対する少なくとも３ｋＰａの圧縮強度に対してゲル状態を維持可能であるため、親水性ゲルからの離水（ブリード）性に優れるとともに、保形性にも優れた生体用電極被覆パッドとすることができる。

　さらに、保形枠が親水性ゲルで被覆されるように親水性ゲルを形成することができる。保形枠を親水性ゲルで被覆したため、保形枠のどちらの方向も親水性ゲルで覆われるため、親水性ゲルが破断されない限り親水性ゲルがパッド本体から脱落することがなく、親水性ゲルの固着性を高めることができる。

　保形枠内の貫通孔の開口面積は０．１ｃｍ^２～６．０ｃｍ^２とすることができる。保形枠内の貫通孔の開口面積を０．１ｃｍ^２～６．０ｃｍ^２としたため、親水性ゲルの脱落を防止することと導通性を高めることの両者を両立させることができる。
　保形枠の厚みは０．１ｍｍ～３０ｍｍとすることができる。保形枠の厚みを０．１ｍｍ～３０ｍｍとしたため、皮膚表面を十分に濡らすことができるとともに生体用電極との接触も十分に行わしめることができる。

　親水性ゲルを保形枠に対する交差方向に伸長するパッド本体の部分に接して保持されるようにすることもできる。親水性ゲルを保形枠に対する交差方向に伸長するパッド本体の部分に接するように構成することで、保形枠に対する交差方向に伸長するパッド本体の部分でも親水性ゲルを保持することができるようになる。そのため、親水性ゲルの固着性を高めることができる。

　パッド本体が生体用電極を備える機器に固着する固着部を有し、ゲル支持部と一体となった樹脂成形体とすることができる。
　パッド本体が生体用電極を備える機器に固着する固着部を有するため、親水性ゲルと生体用電極との接触、固定をパッド本体を通じて行うことができる。そのため、親水性ゲルを塗ったり、貼ったりすることを行う必要がなく、作業が容易で衛生的である。また、パッド本体を通じて機器に取り付けるため、取付けの安定性が高まる。
　また、パッド本体を固着部とゲル支持部が一体となった樹脂成形体としたため、固着部とゲル支持部とを一体化する工程を省くことができ、生産工程が容易になる。また、親水性ゲルを取り除けば一の樹脂成形体となるため、リサイクル性に優れている。

　あるいは、生体用電極を備える機器に固着する樹脂成形体でなる固着部を有し、パッド本体が網状に形成されたゲル支持部とこの固着部とを結合して形成した生体用電極被覆パッドとすることができる。
　ゲル支持部と固着部とを結合して形成するため、ゲル支持部と固着部とを別体として準備しておくことができる。そのため、ゲル支持部と固着部との材質を変えたり、複数種類のゲル支持部と固着部とを組み合わせることで複数種類の生体用電極被覆パッドを得ることができる。

　本発明の生体用電極被覆パッドによれば、生体用電極を有する機器に固定する構造を有し、継続的に水分を皮膚に供給して皮膚と機器の生体用電極間を低インピーダンスで安定的に接続することができる。また、親水性ゲルの脱落が無く親水性ゲルを直接取り扱わずに済むため作業性が高い。さらに、使い捨てることができ衛生的である。

第１実施形態の生体用電極被覆パッドの平面図である。図１のＳＡ－ＳＡ線側面図である。図１の生体用電極被覆パッドの機器への取付けを説明する説明図である。図１の生体用電極被覆パッドを機器へ取り付けた状態を示す説明図である。第２実施形態の生体用電極被覆パッドの平面図である。図５のＳＢ－ＳＢ線断面図である。図５のＳＣ－ＳＣ線断面図である。図５の生体用電極被覆パッドを別の機器へ取り付けた状態を示す説明図である。図５の生体用電極被覆パッドの変形例を示す平面図である。図９の生体用電極被覆パッドを取付ける機器の説明図である。第３実施形態の生体用電極被覆パッドの平面図である。図１１のＳＤ－ＳＤ線断面図である。図１１の生体用電極被覆パッドの製造方法を示す説明図である。

　本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において種々の実施形態で共通する構成、材質、製造方法、作用効果等については重複説明を省略する。

　第１実施形態（図１～図４）：
　図１及び図２には、インピーダンス測定機器（図示せず）等の生体用電極に被覆する生体用電極被覆パッド１１を示す。
　この生体用電極被覆パッド１１は、生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲル１２とこの親水性ゲル１２を固定するパッド本体１３とを備えている。

　パッド本体１３は、インピーダンス測定機器に固着する固着部１５と、インピーダンス測定機器に備える生体用電極の対向位置に配置され親水性ゲル１２を保持するゲル支持部１４とを有しており、固着部１５とゲル支持部１４とが一体となった樹脂成形体で形成されている。
　ゲル支持部１４は、網状あるいは篩状、または複数の貫通孔を有する平板状とも言える形状をしている。換言すれば生体用電極に対向して位置する梁１４ｂが複数個組合わされてネット網を構成する形状である。そして、梁（または網やネットの網糸というべき部位）１４ｂの網目となる部分は貫通孔１４ａとなっており、貫通孔１４ａから見れば貫通孔１４ａの孔縁が梁１４ｂを形成している。図１では、リング状あるいは線状の梁１４ｂの間に貫通孔１４ａが形成されている。
　そして、一の貫通孔１４ａの孔縁となる梁１４ｂの部分が後述する親水性ゲル１２を支持して固定する保形枠１４ｃを構成する。図１で説明すると、例えば図面左下の四分円状の貫通孔１４ａに対し、これを取り囲む斜線部分が保形枠１４ｃであり、図面左下の四分円状以外の他の貫通孔１５ａに対してもそれぞれ保形枠１４ｃが形成されている。

　固着部１５は、生体用電極の対向位置にゲル支持部１４が位置するように生体用電極被覆パッド１１をインピーダンス測定機器に固着する部位であり、図１及び図２では、円状のゲル支持部１４の外周部分から筒状に立ち上がる周壁部１５ａを有し、この周壁部１５ａの先にインピーダンス測定機器に固着する係止爪１５ｂを２つ有している。
　こうしたゲル支持部１４と固着部１５を有するパッド本体１３は、親水性ゲル１２を固定して親水性ゲル１２が生体用電極と皮膚との両方に確実に接触できるように機器に固定している。

　親水性ゲル１２は、三次元的な親水性高分子の網目構造を有し、体温や加熱により網目構造が崩れないものであり、図１や図２で示すように、貫通孔１４ａを充填するとともに保形枠１４ｃの表裏両面を覆っており、ゲル支持部１４の表裏両面で繋がって形成されている。こうした親水性ゲル１２は、自身の保形力によって、保形枠１４ｃに固着され、保持されている。

　図３には、インピーダンス測定機器１に設けた生体用電極２に生体用電極被覆パッド１１を取り付ける状態を示すが、パッド本体１３に設けた係止爪１５ｂをインピーダンス測定機器１に設けた係止溝１ａにはめ込むことで生体用電極被覆パッド１１はインピーダンス測定機器１に固定される。このとき、図４で示すように、インピーダンス測定機器１の生体用電極２と親水性ゲル１２が密着するように固定される。

　こうした生体用電極被覆パッド１１のゲル支持部１４では、複数ある貫通孔１４ａの開口面積の合計が、親水性ゲル１２がゲル支持部１４を被覆する面積の３０％～８０％である。３０％より少ないと、皮膚と生体用電極とを繋ぐ親水性ゲル１２の部分が少なくなりすぎて皮膚と生体用電極間の通電に悪影響を及ぼすおそれがある。一方、８０％を超えるとゲル支持部１４が親水性ゲル１２を支えられなくなり、親水性ゲル１２が脱離するおそれがある。
　また、貫通孔１４ａの１つ当たりの開口面積は０．１ｃｍ^２～６．０ｃｍ^２である。０．１ｃｍ^２より小さいと皮膚と生体用電極間の通電に悪影響を及ぼすおそれがあり、６．０ｃｍ^２より大きいと親水性ゲル１２が脱落するおそれがあるからである。

　親水性ゲル１２の厚みは、ゲル支持部１４から皮膚側に位置する親水性ゲル１２の表面までの高さとして０．１ｍｍ～３０ｍｍである。０．１ｍｍより薄いと、皮膚表面を十分に濡らすほどに密着させることが困難になることがあり、３０ｍｍより厚くても、皮膚表面のインピーダンスが所定以上に下がらず無駄になるからである。
　また、親水性ゲル１２の厚みはゲル支持部１４を中心として反対側の生体用電極側の厚みも、皮膚側の厚みと同等とすることができるが、皮膚側を厚くまたは薄くすることもできる。生体用電極表面が平坦であるのに対し皮膚表面は人体の構造に対応してやや湾曲しているので、皮膚との十分な接触をためには皮膚側の厚みを厚くする方が好ましい。

　ゲル支持部１４に設けた貫通孔１４ａや梁１４ｂの図１に示した形状は一例であり、こうした形状に限定されるものではないが、貫通孔１４ａは三角形状や長方形状等種々の形状とすることができ、また、梁１４ｂの形状も同様に種々の形状とすることができる。

　また、図１で示す態様では、ゲル支持部１４に設けた親水性ゲル１２は、周壁部１５ａに接するまでには満たされていないが、周壁部１５ａに至るまで親水性ゲル１２を満たすことができる。親水性ゲル１２が周壁部１５ａにまで至ると、周壁部１５が親水性ゲル１２と接して保持することができ、親水性ゲル１２の保持力を高めることができる。

　パッド本体１３を形成する樹脂成形体の材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアクリル系共重合樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン系樹脂、メラミン樹脂などのアミノ樹脂、フェノール系樹脂、フッ素樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂などの各種合成樹脂を挙げることができる。
　こうした樹脂の中でも、使い捨ての観点から、安価でリサイクル可能な熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。

　親水性ゲル１２は、３次元網目構造を有する親水性高分子に少なくとも水分を含んで構成され、生体用電極２と皮膚との間に介在し、皮膚の表面抵抗を低減して生体用電極を通じて人体に出入りする電気を流れ易くするものである。
　そのため、親水性ゲル１２は、ある程度離水（ブリード）可能で皮膚の接触インピーダンス著しく低下させられることが必要である。より具体的には、１ｍｍ厚とした際にゲルの形成時から７２時間後に、その表面において、１．５ｍｇ／ｃｍ^２～２０ｍｇ／ｃｍ^２の水分の滲出量を有しているゲルを形成することが必要である。
　水分は、水である場合の他、水以外の溶媒や、水と水以外の溶媒の混合物であっても良く、さらに界面活性剤や油性成分、溶液滲出促進剤等を含むものであっても良い。

　水分滲出量が１．５ｍｇ／ｃｍ^２より少ない場合、親水性ゲル表面の水分量が不足するため、肌等の被着体への密着性にかけたりする恐れがある。また、水分滲出量が２０ｍｇ／ｃｍ^２より多い場合、水分量過多のため被着体へ密着させたとき液ダレが生じ、不快感を呈する恐れや、安定的な測定等が妨げられる可能性がある。なお、親水性ゲルの厚さ１ｍｍは、水分滲出量の程度を明らかにして親水性ゲルの性質を明らかにするために用いた厚さであって、用途等に応じて適切な厚さとすることができる。

　また、親水性ゲル１２に対する圧縮強度が少なくとも３ｋＰａで、親水性ゲル１２が破壊されない、即ち、圧縮を解いたときに原形に戻らずに壊れてしまうことが生じない、ことが好ましい。体型等による個人差があっても皮膚に対する生体用電極被覆パッドの密着を図るためには親水性ゲル１２がある程度圧縮される場合もあり、少なくとも３ｋＰａの圧縮強度に耐えられれば生体現象測定機器等に取り付けて無理なく計測できるからである。

　親水性高分子としては、３次元網目構造を有し、少なくとも水分を含んで上述の性質を有するゲルを形成する高分子材料を用いることができる。
　例えば化粧品の分野で経皮用途として使用が許容された親水性高分子材料があり、こうした親水性高分子を含水させたハイドロゲルを用いることができるが、中でもアニオン性官能基を有する合成高分子が好ましい。そのような親水性高分子の例としては、カルボキシル基を官能基として有するアクリル酸、メタクリル酸等の重合性不飽和単量体の重合物及び、それらの塩（例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、トリエタノールアミン塩等）、スルホン酸基を官能基として有するｔ－ブチルアクリルアミドスルホン酸等の重合性不飽和単量体の重合物及び、それらの塩（例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、トリエタノールアミン塩等）、アクリル酸、メタクリル酸、またはｔ－ブチルアクリルアミドスルホン酸等の重合性不飽和単量体の共重合物及び、それらの塩が挙げられる。こうした中では、アクリル酸の重合物及び、それらの塩が好ましい。

　親水性高分子の網目構造は、架橋前の親水性高分子の架橋により得ることができる。すなわち、架橋前の親水性高分子に架橋剤を添加し、必要に応じて加熱することで、網目構造を得ることができる。
　なお、架橋前の親水性高分子は、ゲルの製造を妨げない限りは、部分的に架橋していてもよい。また、製造時の取扱性を考慮すると、重量平均分子量が１０万～５００万の範囲の架橋前の親水性高分子を使用することが好ましい。

　架橋剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、カリミョウバン、硫酸アルミニウム、アルミニウムグリシネート、酢酸アルミニウム、酸化アルミニウム、メタケイ酸アルミニウム、塩化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート等が挙げられる。
　また、架橋剤を作用させるための最適なｐＨに調整し、架橋をより確実にする目的で、酒石酸、乳酸、クエン酸、グリコール酸、塩酸等の各種有機酸や無機酸をｐＨ調整剤として含有してもよい。この中でも、αヒドロキシ酸水溶液は皮膚表面を溶解する（ケミカルピーリング）効果があり、皮膚接触インピーダンスを低減するためより好ましく、具体的には酒石酸、乳酸、グリコール酸などが挙げられる。

　親水性高分子に含ませる水としては、不純物が含まれず、他の成分に影響を与えないものとして蒸留水や脱イオン水が好ましいが、水道水や地下水などの天然水を用いることもできる。
　水以外の溶媒としては、例えば、エチルアルコール等のモノアルコール類、１，３－ブチレングリコール等のグリコール類、グリセリン等の多価アルコール類等が挙げられ、これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。特に水と混合する場合には、こうした水と相分離を起こさないものを用いる。

　滲出促進剤は、親水性高分子を含水させたハイドロゲル内の水分を効果的にハイドロゲル表面に滲み出させるために用いる添加剤である。例えば、親水性でありながらもある程度の疎水性を有する物質を配合することによりハイドロゲル内の水を効果的に吐出させることができる非イオン性水溶性高分子、又はハイドロゲルの網目構造を引き締める効果を発揮させることにより、ハイドロゲル内の溶液をハイドロゲル表面に滲出させることができる電解質等が挙げられる。

　非イオン性水溶性高分子としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリン等のグリコール、多価アルコール等の重合体が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
　特に、グリセリンの吸湿度を１００とした場合、２～５５の範囲の比吸湿度の非イオン性水溶性高分子を使用することが好ましい。比吸湿度が２より小さい場合、保水力が十分でないために含水ゲル表面への溶液滲出量が多くなりすぎてベタツキの原因になったり、含水ゲルを構成する合成高分子とのなじみが悪くなり、含水ゲルを形成することが困難になったりする恐れがある。比吸湿度が５５より大きい場合、非イオン性水溶性高分子がもつ保水力が大きすぎるために含水ゲル内の溶液が含水ゲル表面に滲出しにくくなり、潤い感、保湿効果が不足する恐れがある。更に好ましい比吸湿度の範囲は２０～４５である。

　電解質としては、易水溶性であり、化粧品等での使用実績のあるものであれば使用可能であるが、溶解性やｐＨ変動が少ない等の点から、強酸と強アルカリとの中性塩が好適に用いられる。このような電解質としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等が挙げられる。非イオン性水溶性高分子と電解質はどちらか一方を単独で配合してもよいし、両者を併用して配合してもよい。

　親水性ゲル１２には、上記の各種成分以外にも各種の添加剤を本発明の目的を阻害しない範囲で適宜配合することができる。例えば湿潤剤、各種薬効成分のほか、香料、着色料、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、粘着付与剤、ｐＨ調整剤、キレート剤、防腐剤、抗菌剤等が挙げられる。

　上記各種添加剤のうち、湿潤剤しては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリセリン、イソプロピレングリコール、ソルビトール、マルビトール、トレハロース、ラフィノース、キシリトール、マンニトール、ヒアルロン酸及びその塩、トレハロースやラフィノース等の各種誘導体、トリメチルグリシン、サイクロデキストリン、ヒアルロン酸及びその塩等のグリコール類、多価アルコール類及び多糖類等が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることが好ましい。

　また、薬効成分としては、従来、医薬品、医薬部外品、化粧品、衛生材料、雑貨等で使用されているものを配合することが可能で、例えば、アシタバエキス、アボガドエキス、アマチャエキス、アルテアエキス、アルニカエキス、アンズエキス、アンズ核エキス、ウイキョウエキス、ウコンエキス、ウーロン茶エキス、エチナシ葉エキス、オウゴンエキス、オウバクエキス、オオムギエキス、オランダカラシエキス、オレンジエキス、海水乾燥物、加水分解エラスチン、加水分解コムギ末、加水分解シルク、カモミラエキス、カロットエキス、カワラヨモギエキス、甘草エキス、カルカデエキス、キウイエキス、キナエキス、キューカンバーエキス、グアノシン、クマザサエキス、クルミエキス、グレープフルーツエキス、クレマティスエキス、酵母エキス、ゴボウエキス、コンフリーエキス、コラーゲン、コケモモエキス、サイコエキス、サイタイ抽出液、サルビアエキス、サボンソウエキス、ササエキス、サンザシエキス、シイタケエキス、ジオウエキス、シコンエキス、シナノキエキス、シモツケソウエキス、ショウブ根エキス、シラカバエキス、スギナエキス、スイカズラエキス、セイヨウキズタエキス、セイヨウサンザシエキス、セイヨウニワトコエキス、セイヨウノコギリソウエキス、セイヨウハッカエキス、ゼニアオイエキス、センブリエキス、タイソウエキス、タイムエキス、チョウジエキス、チガヤエキス、チンピエキス、トウヒエキス、ドクダミエキス、トマトエキス、納豆エキス、ニンジンエキス、ノバラエキス、ハイビスカスエキス、バクモンドウエキス、パセリエキス、蜂蜜、パリエタリアエキス、ヒキオコシエキス、ビサボロール、フキタンポポエキス、フキノトウエキス、ブクリョウエキス、ブッチャーブルームエキス、ブドウエキス、プロポリス、ヘチマエキス、ペパーミントエキス、ボダイジュエキス、ホップエキス、マツエキス、マロニエエキス、ミズバショウエキス、ムクロジエキス、モモエキス、ヤグルマギクエキス、ユーカリエキス、ユズエキス、ヨモギエキス、ラベンダーエキス、リンゴエキス、レタスエキス、レモンエキス、レンゲソウエキス、ローズエキス、ローズマリーエキス、ローマカミツレエキス、ローヤルゼリーエキス等を挙げることができる。

　また、デオキシリボ核酸、コンドロイチン硫酸ナトリウム、コラーゲン、エラスチン、キチン、キトサン、加水分解卵殻膜等の生体高分子；アミノ酸、尿素、ピロリドンカルボン酸ナトリウム、ベタイン、ホエイ、トリメチルグリシン等の保湿成分；スフィンゴ脂質、セラミド、コレステロール、コレステロール誘導体、リン脂質等の油性成分；ε－アミノカプロン酸、グリチルリチン酸、β－グリチルレチン酸、塩化リゾチーム、グアイアズレン、ヒドロコルチゾン等の抗炎症剤；ビタミンＡ，Ｂ2，Ｂ6，Ｄ，Ｅ，パントテン酸カルシウム、ビオチン、ニコチン酸アミド等のビタミン類；アラントイン、ジイソプロピルアミンジクロロアセテート、４－アミノメチルシクロヘキサンカルボン酸等の活性成分；トコフェロール、カロチノイド、フラボノイド、タンニン、リグナン、サポニン等の抗酸化剤；γ－オリザノール、ビタミンＥ誘導体等の血行促進剤；レチノール、レチノール誘導体等の創傷治癒剤；セファランチン、トウガラシチンキ、ヒノキチオール、ヨウ化ニンニクエキス、塩酸ピリドキシン、ｄｌ－α－トコフェロール、酢酸ｄｌ－α－トコフェロール、ニコチン酸、ニコチン酸誘導体、パントテン酸カルシウム、Ｄ－パントテニルアルコール、アセチルパントテニルエチルエーテル、ビオチン、アラントイン、イソプロピルメチルフェノール、エストラジオール、エチニルエステラジオール、塩化カプロニウム、塩化ベンザルコニウム、塩酸ジフェンヒドラミン、タカナール、カンフル、サリチル酸、ノニル酸バニリルアミド、ノナン酸バニリルアミド、ピロクトンオラミン、ペンタデカン酸グリセリル、モノニトログアヤコール、レゾルシン、γ－アミノ酪酸、塩化ベンゼトニウム、塩酸メキシレチン、オーキシン、女性ホルモン、カンタリスチンキ、シクロスポリン、ヒドロコルチゾン、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、鎮痛剤、精神安定剤、抗高血圧剤、抗生物質、抗ヒスタミン剤、抗菌性物質等も挙げられる。

　これらの成分の配合量は、その素材により有効成分量が異なるため一概には規定できないが、一般に親水性ゲル１２の質量に対して０．００１質量％～５０質量％であるのが好ましく、０．０５質量％～３０質量％であるのがより好ましい。

　親水性ゲル１２を構成する親水性高分子の配合量は、当該親水性ゲル１２の総量に対して２．５％～３５％であり、好ましくは３％～２５％である。配合量が３％より少ない場合、親水性ゲルの腰強度が弱く、親水性ゲルの保形性が不安定となり、こうして得られた生体用電極被覆パッド１１は、使用の際に親水性ゲル１２がちぎれて操作性が悪くなる恐れがある。また、配合量が３５％より多い場合、ゲル強度は強くなるものの、親水性ゲル１２の高分子構造が密になりすぎて、親水性ゲル１２に保持できる水分や薬効成分等の添加剤量が少なくなりすぎる可能性が高い。また、２５％より多く３５％以下では、親水性ゲル１２に保持できる水分や薬効成分等の添加剤量が少なくなりすぎる恐れがある。

　生体用電極被覆パッド１１を製造するには、パッド本体１３を成形しておき、このパッド本体１３を親水性ゲル１２成形用の樹脂容器に置く。このときゲル支持部１４が樹脂容器の底面から少し浮くように配置する。一方、高分子成分が未硬化であり液状の親水性ゲル用組成物を別途配合し、これをパッド本体１３を置いた樹脂容器に入れた後、放置、加熱等の所定の方法により高分子成分を網目構造化して親水性ゲル用組成物をゲル化する。こうしてゲル支持部１５の表裏に広がって固着する親水性ゲル１２を備えた生体用電極被覆パッド１１を得る。

　生体用電極被覆パッド１１によれば、樹脂成形体に簡単に親水性ゲルを固定することができるので、簡単に製造することができる。インピーダンス測定機器に簡単に取付けることができるため、インピーダンス測定作業が容易である。

　第２実施形態（図５～図１０）：
　図５～図７には、インピーダンス測定機器１の生体用電極２を被覆する別の形態である生体用電極被覆パッド２１を示す。図５は生体用電極被覆パッド２１の平面図、図６は図５のＳＢ－ＳＢ線断面図、図７は図５のＳＣ－ＳＣ断面図をそれぞれ表す。
　この生体用電極被覆パッド２１も、生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲル１２とこの親水性ゲル１２を固定するパッド本体２３とを備えているが、パッド本体の形状が生体用電極被覆パッド１１のパッド本体１３の形状と異なる。

　パッド本体２３の固着部２５は、図５で示すように、ゲル支持部２４の端から突出した４つの係止爪２５ｂが設けられており、図８で示すプライヤ状の把持具３の一方のくわえ部３ａに対してこの４つの係止爪２５ｂで生体用電極被覆パッド２１に固定して用いる。なお、把持具３は、生体用電極２を身体の皮膚に密着させやすいように設けたインピーダンス測定機器１の一部位であり、くわえ部３ａの生体用電極被覆パッド２１との接合面に生体用電極２を設けてある。
　生体用電極被覆パッド２１のゲル支持部２４は、格子状の梁２４ｂを有し、一つ一つの貫通孔２４ａを形成する窓枠状部分が保形枠２４ｃを構成する。保形枠２４ｃは、図５では領域Ｒを拡大して示した図の斜線部分で示される。

　ゲル支持部２４にはまた、親水性ゲル１２を満たす保持溝２４ｄを有している。保持溝２４ｄ内に親水性ゲル１２を満たすことで保形枠２４ｃだけで親水性ゲル１２を支持するのではなく、保持溝２４ｄの側面に親水性ゲル１２が接触して支持されることになる。そのため、親水性ゲル１２の保持力が高まる。図５では斜線で示した部分に親水性ゲル１２が満たされている。
　生体用電極被覆パッド２１も固着部２５とゲル支持部２４とが一体となった樹脂成形体で形成されている。

　図９には、生体用電極被覆パッド２１の変形例である生体用電極被覆パッド２１ａを示す。図９はその平面図であり、図１０には、生体用電極被覆パッド２１ａを取付ける把持具４を示す。
　生体用電極被覆パッド２１ａは、パッド本体２３に設けた固着部がゲル支持部２４の端に６つの凹溝２５ｄとして設けられている。把持具４への取付けは、把持具４の一方のくわえ部４ａに設けた突起４ｂにこの凹溝２５ｄを差し込むようにして行う。

　生体用電極被覆パッド２１，２１ａによれば、それを取付けるインピーダンス測定機器１の取付部位との間で係合する固定部２５を設けており、迅速、簡単にインピーダンス測定機器１に取付け、測定することができる。

　第３実施形態（図１１～図１３）：
　図１１～図１３には、インピーダンス測定機器１の生体用電極２を被覆するさらに別の形態である生体用電極被覆パッド３１を示す。図１１は生体用電極被覆パッド３１の平面図、図１２は図１１のＳＤ－ＳＤ線断面図である。
　生体用電極被覆パッド３１では、ゲル支持部３４が合成樹脂繊維で形成したガーゼ状の柔らかい材質からなる。そして、図１３で示すように、親水性ゲル１２を支持するゲル支持部３４は、係止爪３５ｂを有し略円筒状の樹脂成形体でなる周壁部３５ａに組み込まれ、さらに樹脂成形体でなる環状の留め枠３５ｃでゲル支持部３４を押さえて固定した構成となっている。

　ゲル支持部３４は合成樹脂繊維でガーゼ状を形成するものの、ガーゼ状に形成された梁３４ｂには貫通孔３４ａが形成され、この貫通孔３４ａを形成する梁３４ｂが保形枠３４ｃを構成している点は他の実施形態と同様であり、その大きさ等も前述した範囲とすることができる。

　生体用電極被覆パッド３１によれば、ガーゼ状にゲル支持部を形成したため、親水性ゲル１２の固着性をより高めることができる。但し、固着部とゲル支持部を別体に形成して組み付けるため、部品点数が多くなり、製造工程が多くなるという他の実施形態に比べた場合の不利益も有している。

　生体用電極被覆パッド１１を用いる対象としては、インピーダンス測定機器１を挙げたがそれ以外にも生体用電極を有する種々の医療機器、実験用機器等を挙げることができ、例えば、心電図電極（Ag／AgCl皿電極）や超音波検査機器等を例示することができる。

　なお、これらの実施形態は例示であり、こうした形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない任意の変更形態を含むものである。即ち、上記実施形態で示した一部の構成を含まなかったり、別の公知の構成を含んだり、代替したりした場合でも本発明の範囲に含まれる。

　次の表に示す材料を用いて、以下の手順に従って各例の親水性ゲル(12)を作成した。
［試料１］：
　親水性高分子としての分子量200万のポリアクリル酸ナトリウムを4％と、架橋剤としてのメタケイ酸アルミン酸マグネシウムを1％と、湿潤剤としてのジプロピレングリコール10%と、滲出促進剤としてのポリエチレングリコール1000を3%と、防腐剤としてのメチルパラベンを0.1%と、ｐH調整剤としての酒石酸を2%と、薬効成分としてのローヤルゼリーエキスを0.1%と、残分の水79.8%とを手早く混合撹拌した配合液を作成した。
　一方、内寸が34mm×38mm、厚みが2mmの蓋の無い直方体状容器をPETで、幅34mm×長さ38mm（断面積12.92cm²）、厚み0.7mm、開口部の形状が1辺10mmの正三角形が3×4列（開口分面積0.43cm²、合計開口部面積5.19 cm²、開口率40％）で構成される板状のパッド本体(13)をポリプロピレン樹脂で、それぞれ成形した。
　そして、パッド本体(13)を直方体状容器の深さ中央付近まで押しこみ、深さ一杯まで上記配合液を投入した。それからこの直方体状容器の開口にラップをかけ、そのまま24時間常温で静置し、配合液を固化して親水性ゲル(12)がパッド本体(13)に固着した生体用電極被覆パッド(11)である試料１を得た。

［試料２］：
　ポリアクリル酸Naの添加量を2％とした以外は試料１と同様にして生体用電極被覆パッドである試料２を得た。

［皮膚接触インピーダンスの評価］：
　腕部内側に試料１，試料２よりも大きな面積のSUS板を圧縮強度が３ｋＰａとなるように取付け、指とこのSUS板をカスタム社製LC131（LCRメーター）に通じるワニ口クリップに接続して1kHz時のインピーダンスを測定した。この時のインピーダンスは105kΩであった。
　次いで、腕部内側に試料１を密着し、その上にSUS板を付けて同様に測定したところ、インピーダンスは48Ωであった。測定後に親水性ゲル(12)の状態を確認したが、全く壊れていなかった。
　さらに、試料１に代えて試料２を用いて同様に測定しようとしたところ、親水性ゲルが潰れてしまい安定的な測定ができなかった。

　本発明は、生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲルとこの親水性ゲルを固定するパッド本体とを備える生体用電極被覆パッドであるが、生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲルは導電性を有するものであり、その導電性に着目すれば、本発明を構成する親水性ゲルとパッド本体との組合せは生体用電極被覆パッド以外の用途として用いることができる。すなわち、本発明を構成する親水性ゲルとパッド本体との組合せは、例えば工業用として、非破壊検査で用いられるプローブに取付け被検査体との接触性を向上させる結合具としても利用することができる。

　１　　　インピーダンス測定機器
　　１ａ　　係止溝
　２　　　生体用電極
　３，４　　把持具
　　３ａ，４ａ　　くわえ部
　　４ｂ　　突起
１１，２１，２１ａ，３１　　生体用電極被覆パッド
１２　　　親水性ゲル
１３，２３，３３　　パッド本体
１４，２４，３４　　ゲル支持部
　１４ａ，２４ａ，３４ａ　　貫通孔（網目）
　１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ　　梁（網糸）
　１４ｃ，２４ｃ，３４ｃ　　保形枠
　２４ｄ　　保持溝
１５，２５，３５　　固着部
　１５ａ，３５ａ　　周壁部
　１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ　　係止爪
　２５ｄ　　凹溝
　３５ｃ　　留め枠

Claims

　生体用電極の表面に設ける生体用電極被覆パッドであって、
　生体に対する電気抵抗を低減可能な親水性ゲルと、この親水性ゲルを固定するパッド本体とを備え、
　パッド本体が生体用電極に対向して位置し親水性ゲルを固定する複数の保形枠を構成するゲル支持部を有し、親水性ゲルが保形枠内の貫通孔を介して保形枠の表裏両面に広がってゲル支持部に保持される生体用電極被覆パッド。
　親水性ゲルを構成する親水性高分子が、架橋前に１０万～５００万の範囲の重量平均分子量を有し、架橋剤と反応し硬化したアクリル酸、メタクリル酸、またはｔ－ブチルアクリルアミドスルホン酸のそれぞれの重合物、それらの共重合物またはそれらの塩であって、親水性ゲルの総量に対する配合量が２．５％～３５％であり、親水性ゲルがその厚みを１ｍｍとした際にゲルの形成時から７２時間後に、その表面において、１．５ｍｇ／ｃｍ^２～２０ｍｇ／ｃｍ^２の水分の滲出量を有し、親水性ゲルに対する少なくとも３ｋＰａの圧縮強度に対してゲル状態を維持可能である請求項１記載の生体用電極被覆パッド。
　保形枠が親水性ゲルで被覆される請求項１または請求項２記載の生体用電極被覆パッド。
　前記保形枠内の貫通孔の開口面積が０．１ｃｍ^２～６．０ｃｍ^２である請求項１～請求項３何れか１項記載の生体用電極被覆パッド。
　前記保形枠の厚みが０．１ｍｍ～３０ｍｍである請求項１～請求項４何れか１項記載の生体用電極被覆パッド。
　親水性ゲルが保形枠に対する交差方向に伸長するパッド本体の部分に接して保持される請求項１～請求項５何れか１項記載の生体用電極被覆パッド。
　パッド本体が生体用電極を備える機器に固着する固着部を有し、ゲル支持部と一体となった樹脂成形体でなる請求項１～請求項６何れか１項記載の生体用電極被覆パッド。
　生体用電極を備える機器に固着する樹脂成形体でなる固着部を有し、パッド本体が網状に形成されたゲル支持部とこの固着部とを結合して形成したものである請求項１～請求項６何れか１項記載の生体用電極被覆パッド。