JPS6230769B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、医学的な目的のための電極に関する
ものである。 たとえば心電図および脳波のような、人体の活
動電位の測定のため、または電気治療の目的のた
めには、患者の皮膚の種々の場所と電気装置との
間の妨害のない電気的結合が必要である。この場
合に、皮膚表面と導線の間の電流の移行は、この
結合ができる限り低く且つ時間的に一定な抵抗を
示さなければならないから、特に重要である。 接触要素としては、１回または数回の使用後に
廃棄する、自己接着性の電極の使用が増大してい
る。それらは一般に、導線への接続を与える導
体、皮膚表面への接触を与える装備、および両者
を皮膚上でしつかりと固着する、たとえば、絆創
膏のような、自己接着性の柔軟な平面材料から成
つている。 この種の電極の系列において、皮膚との接触
は、軟質の、ペースト状、またはゲル状の、高い
含水率を有する電解質によつて与えられるが、そ
れは、各測定操作前に皮膚に塗布するか、また
は、直ちに使用できるように仕上つた電極の場合
には、たとえば連続気泡スポンジから成る吸収性
のパツドにより、あるいはある種のチエンバー中
に、保持される。 しかしながら、公知の、従来から使用されてい
る軟質のゲルおよびペーストは、二つの大きな欠
点を有している。それらの導電性および流動性は
先ず第一に、それらの含有する水分によつてきま
る。たとえば30〜50％の相対湿度を有する通常の
環境雰囲気における開放的な保存においては、こ
のような水分の大部分が蒸発し、それによつて、
接触能力が実用不可能となるまで低下する。特に
細心な、それ故、費用のかかる電極の気密化なら
びに包装によつてもまた、これは完全には阻止で
きない。その上、接触要素の除去後に、常に多か
れ少なかれ電解質の粘稠な残存物が皮膚上に残
り、その除去が厄介である。 それ故、従来から、この種の導電材料を総じて
断念することが提案されている。その場合に、皮
膚表面との接触は、接着層中に埋め込んであり且
つ皮膚の上層中に針入する多数の細い金属先端に
よつて与えられる。しかしながら、この場合に、
十分にしつかりした、そのために必要な強固な、
しかも患者の身動きにおいても保持される接触に
おいては、皮膚が傷付き、または少なくとも刺激
を受けるおそれがある。 かくして本発明の目的は、上記の欠点を有しな
いのみでなく、比較的長期の貯蔵期間後にも支障
のない電流の移行を保証すると共に皮膚上に何ら
の残留物を残すことも、あるいはその他の具合に
皮膚を害することもない、接触検出器を開発する
ことにある。更にまた、これに伴なう電極は、使
い捨て製品として使用できるためには、簡単で且
つ価格的に有利に製造することができなくてはな
らない。 このような目的は、全体の重量に対して、それ
ぞれ 10〜50重量％の、高分子量多糖類、 90〜20重量％の、含水量が５〜50重量％、好ま
しくは10〜20重量％である１種またはそれ以上の
ポリオール、 ０〜30重量％の、１種またはそれ以上の、不揮
発性の、ポリオール中に可溶な酸、 ０〜30重量％の、１種またはそれ以上の、不揮
発性の、ポリオール中に可溶な塩基、 ならびに、場合によつては、少量の通常の添加
剤または助剤 から成る導電性の、粘弾性ゲルによつて解決され
る。 粘弾性とは、本発明の関係においては、ゲルが
粘性と共に弾性をも示すことを意味する。特に、
一方では、皮膚の細かい凹凸をも湿潤するために
十分な流動性および、他方では、残留物を残さず
に皮膚から引きはがすために十分な強度（凝集
性）を有しているということを意味する。 ポリオールが、多糖類に対する膨潤剤および軟
化剤として働らいている、本発明によるゲルは、
多（ヘテロ）糖類のカルボキシル基のプロトンお
よび／または場合により添加する、好ましくは多
塩基性の、酸のプロトンに基づく良好な導電性を
有している。 ポリオールの含水量は、本発明においては、５
〜50重量％、好ましくは10〜20重量％であるべき
である。酸は、皮膚に対して好都合な４〜５のPH
値の観点から、塩基によつて部分的に中和されて
いてもよい。 そのほか、少量の、たとえば、防腐剤および老
化防止剤または染料のような、常用の添加剤をも
加えることができ、その場合に、これらの物質
は、刺激を生じさせることがないように、酸およ
び塩基と同様に、生理学的に良好に適応するもの
でなければならない。 本発明の好適実施形態においては、組成物中の
高分子量多糖類の比率は10〜40重量％であり、そ
れに応じてポリオールの比率は90〜60重量％を占
める。酸または塩基の量は、一般に、混合物の５
〜30重量％であることが望ましい。 ゲルの望ましい粘弾性を達成するためには、多
糖類が高い分子量を有していることが必要であ
る。少なくとも約10⁶の平均分子量を有している
べきであるが、さもなければ、でき上つた電極を
貼付せしめる皮膚またはその他の相当する基質か
ら、残留物なしに引きはがすことが可能であるた
めに必要な凝集力を、ゲルが有しないからであ
る。 多糖類としては、本発明のゲルに対しては、先
ず第一に、カラヤゴム、トラガカントゴムおよび
キサンタンゴムまたはカルボキシメチルセルロー
スが適しており、ここで、約9.5×10⁶（ウルマ
ン、第13巻、167頁による）というそのきわめて
高い分子量によつて、カラヤ−ゴムが、最高の結
果を与える。 導電性ゲルの製造のためには、ポリオールは、
一定の時間的な遅延のもとで始めて強固な粘弾性
体を与えるというような、多糖類に対してのゲル
化能力を示すことが特に有利である。好適なもの
としては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、および特にグリセリンのようなポリオー
ルを挙げることができる。ポリオールは、単独で
または混合物として、使用することができる。そ
の含水量は、成分の種類によつて５〜50重量％と
いう広い範囲とすることができるが、ポリオール
の10〜20重量％の場合に、最良の結果を得ること
ができる。 個々の要求により良く適応させるために、場合
によりゲルに添加することができる酸および塩基
としては、ポリオール中に可溶であり且つ生理学
的に良く調和するものである限りは、無機物であ
つても有機物であつてもよい。この場合に、等部
のくえん酸とトリエタノールアミンから成る混合
物は、約4.3というその皮膚に適するPH値によつ
て、特に効果的である。 本発明によるゲルは、その良好な導電性のため
に、きわめて広範囲の電極において使用すること
ができる。これは、その粘弾性によつて皮膚にぴ
つたりと適合し、支障のない電流の通過を保証し
且つ何らの残渣を残さずに剥離することが可能で
ある故に、特に医学用の電極に対して適してい
る。その上、このゲルは、親水性を有しており、
そのために、多かれ少なかれ常に皮膚から分泌さ
れる水分を、その密着性やその他の優れた性質を
失なうことなしに、吸収することができるという
利点を有している。 その比較的僅かな水分によつて、本発明のゲル
は、通常の、多量の水分を含有するペーストおよ
びゲルのように乾燥しそれによつて電気抵抗が変
化して使用不能になるというようなことなしに、
空気中に開放して貯蔵することができる。本発明
のゲルのこれらの性質および自己接着性は、導電
性物質の製造のための特別な装置も、費用のかか
る気密保持および包装も、必要としないから、比
較的簡単な構成で且つ価格的に有利に電極を製造
することを可能とする。 もつとも簡単な場合においては、この種の電極
は、たとえば織物または箔から成る可撓性の、自
己接着性物質を有する小片担持細片、および真中
においてそれを貫通する金属またはその他の導電
性材料から成る導体から成るものとすることがで
きる。これは、その一端で、すなわち、担体材料
の接着性の、後に皮膚に向ける側上で、ゲルの小
円盤でおおわれており且つ他の末端において接続
要素および接続導線により、記録装置に接続せし
めることができる。 より取扱いやすくするためには、電極の接着側
を、使用するまでは、多かれ少なかれ硬く且つ容
易にはがすことができる紙材料によつて被覆す
る。同様に担体の非接着側上に、特に担体がきわ
めて薄い場合には、導体の切り開きを、更に強化
するために、箔またはその他から成る環によつて
囲むこともできる。電極は、通常のように個々に
製造し且つ包装するか、または連続的な帯状の形
態で製造し且つ包装し、それから必要に応じ電極
を分離するようにすることもできる。 本発明を以下の実施例によつて詳細に説明す
る。 実施例 １〜14 高分子量多糖類カラヤの使用による本発明によ
る導電性ゲルの製造 （カラヤゴム：乾燥したアオギリ属
（Sterculia ureus）の浸出物、約9.5×10⁶の分子
量を有するアセチル化多糖類） 第１表に示した成分２〜６（それぞれ重量％）
を約80℃において溶解した。次いで混合物を10℃
に冷却し且つカラヤ粉末をゆつくりまぜ入れた。
この混和物を直径15mm、厚さ２ｍの形態に押出
し、80℃で３分間ゲル化し、室温まで冷却後に成
形した。

【表】 比較実施例ＡおよびＢ ２種の導電性ゲルから、公知の技術に従つて、
それぞれポリウレタン発泡物中に成分を吸収させ
ることによつて、接触要素を製造した。 Ａ：市販の自己接着性電極から成る導電性ゲル
（“レツド−ドツト”、ミネソタマイニングエ
ンド マニユーフアクチヤリング カンパニ
ー製） Ｂ：西ドイツ特許出願公開明細書2302618号（実
施例２）による下記成分から成る導電性ゲ
ル： 79.1重量％ 水 2.4 〃 カーボポール940 3.0 〃 トリエタノールアミン 0.5 〃 ２−クロル−ｍ−キシレノール 15.0 〃 硫酸ナトリウム（無水） 比較実験 実施例１〜14による本発明の粘弾性導電性ゲル
ならびに公知の導電性ゲルＡおよびＢから、自己
接着性物質によつて一方の側をおおつた円い薄片
担体材料、中心的にそれを貫通する黒鉛によつて
導電性としたポリエステル箔から成る小さな導体
および皮膚の側でその末端に張り付けた小さく平
らな、実施例１〜14からのゲルあるいはゲルを注
入した発泡体（ＡおよびＢ）から成る円盤から、
単一の電極を製造した。 これらの導電性ゲルおよびそれから仕上げた電
極について、下記の値および製品性質を、比較測
定した（第２表）： １ 環境雰囲気（21〜23℃、相対湿度55〜65％）
における17時間の放置後の重量差。混合物中に
他の揮発性の成分を含有していないから、これ
によつて、水の蒸発（負の差）または吸収（正
の差）が測定される。 ２ 皮膚抵抗 この測定のためには、それぞれ２個の電極を
前膊上に30cmの間隔で付着させ、HEB社のジ
ギメーター（Digimeter）704（測定範囲20M
Ω）を用いて、両者の間の抵抗を測定する。

【表】 これらの測定は、本発明のゲルが、17時間の開
放貯蔵後にすら、実質的に何らの重量変化をも示
さず且つそれに伴なつてその有利な低い皮膚抵抗
の何らの本質的な上昇をも生じないということを
示している。それに比較して、公知の、高い含水
量のゲルまたはペーストは、これらの値および有
用性の著しい低下を受ける。 同様に、３時間の貼付後の皮膚上の残留物の測
定は、本発明による新規製品は、所望の如く皮膚
上に容易に付着するけれども、何ら問題なく再び
はがすことができるのに対して、比較物質は、凝
集性に欠けているために、べとべとした残留皮膜
を残すという結果を与えた。 実施例 15〜29 前記実施例１〜14と同様にして、次の第３表に
示す成分から、本発明による導電性ゲルを製造し
た。これらは、同様に有利な性質を示した。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゲルの全重量に対して10〜50重量％の高分子
   量多糖類、ゲルの全重量に対して90〜20重量％の
   含水量が５〜50重量％のポリオール、および場合
   によつては少量の通常の添加剤から成る導電性の
   粘弾性ゲルで構成された医学用電極。 ２ 導電性の粘弾性ゲルが、ゲルの全重量に対し
   て30重量％までの、不揮発性の、ポリオールに可
   溶性の酸およびゲルの全重量に対して30重量％ま
   での、不揮発性の、ポリオールに可溶性の塩基を
   も含んで成る特許請求の範囲第１項記載の医学用
   電極。 ３ ポリオールの含水量が10〜20重量％である特
   許請求の範囲第１項記載の医学用電極。 ４ 多糖類の比率が10〜40重量％でポリオールの
   比率が90〜60重量％である特許請求の範囲第１項
   記載の医学用電極。 ５ 酸の比率が５〜30重量％で塩基の比率が５〜
   30重量％である特許請求の範囲第２項記載の医学
   用電極。 ６ 多糖類がカラヤである特許請求の範囲第１項
   記載の医学用電極。 ７ 多糖類が少なくとも10⁶の重量平均分子量を
   有する特許請求の範囲第１項記載の医学用電極。