(57)【要約】  物品、及び物品を作製する方法が記載される。一実施形態において、第１主面、及び反対の主面を備える、イオン伝導性ヒドロゲル層を含む、電極が記載されている。電極は更に、イオン伝導性ヒドロゲル層の第１主面上に配置された、不連続なプライマー層と、イオン伝導性ヒドロゲル層の第１主面と接触する、導電性部材又はそのコネクタ構成要素とを含む。別の実施形態において、第１主面及び反対の主面を備えるヒドロゲル層と、第１ヒドロゲル層上に配置された不連続疎水性プライマー層と、プライマー、及びヒドロゲルの不連続な疎水性プライマー層に結合された、疎水性接着剤又は疎水性裏材と、を含む、物品が記載される。
2018501061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）第１主面、及び反対の主面を備える、イオン伝導性ヒドロゲル層と、
ｂ）前記イオン伝導性ヒドロゲル層の第１主面上に配置された不連続なプライマー層と、
ｃ）前記イオン伝導性ヒドロゲル層の前記第１主面と接触する、導電性部材又はそのコネクタ構成要素とを含む、電極。
【請求項２】
感圧接着剤であって、前記導電性部材又はそのコネクタ構成要素、前記不連続なプライマー層、及び前記ヒドロゲル層の前記第１主面の一部に結合された、感圧接着剤を含む、裏材を更に含む、請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記不連続なプライマー層、及び前記ヒドロゲル層の前記第１主面の別個の一部に結合されている、裏材を更に含む、請求項１に記載の電極。
【請求項４】
前記ヒドロゲルは、皮膚に取り外し可能に接着する第１層と、前記第１層よりも高い剥離強度を有する第２層とを含む多層構造を有し、前記第２層は前記裏材に結合されている、請求項３に記載の電極。
【請求項５】
前記裏材は、不織布又はフォーム材料を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電極。
【請求項６】
前記導電性部材、又はそのコネクタ構成要素は、前記裏材を通じて延びている、請求項２又は３に記載の電極。
【請求項７】
前記感圧接着剤は、アクリルポリマー、又はシリコーンポリマーを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の電極。
【請求項８】
前記プライマー層は、電気的に絶縁性のポリマー材料を含む、請求項１に記載の電極。
【請求項９】
前記プライマーは、疎水性ポリマー材料を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電極。
【請求項１０】
疎水性ポリマー材料は、ポリウレタン、ポリオレフィン、又はポリアクリレートから選択される、請求項９に記載の電極。
【請求項１１】
前記プライマーは、０．０３〜１５ｇ／ｍ２の範囲の量で、前記ヒドロゲル上に配置されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電極。
【請求項１２】
前記ヒドロゲルは、水を含む少なくとも５０重量％の極性液体媒体と、少なくとも１０重量％の架橋親水性ポリマーとを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電極。
【請求項１３】
前記ヒドロゲルがイオン解離した塩を含む、請求項１２に記載の電極。
【請求項１４】
前記ヒドロゲルが生体適合性感圧接着剤である、請求項１に記載の電極。
【請求項１５】
前記イオン伝導性ヒドロゲル層の前記反対の主面上、及び任意により前記感圧接着剤の周辺領域上に配置された剥離ライナーを更に含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電極。
【請求項１６】
物品であって、
ａ）第１主面、及び反対の主面を備える、ヒドロゲル層と、
ｂ）前記第１ヒドロゲル層上に配置された不連続な疎水性プライマー層と、
ｃ）プライマー、及び前記ヒドロゲルの不連続な疎水性プライマー層に結合された、疎水性接着剤又は疎水性裏材と、を含む、物品。
【請求項１７】
物品を作製する方法であって、
ａ）疎水性ポリマー材料を含む水性プライマー組成物を、ヒドロゲルの第１表面に適用する工程と、
ｂ）前記プライマー組成物から水を除去して、不連続なプライマー層を形成する工程と、
ｃ）裏材、又は前記裏材上に配置された感圧接着剤を、前記不連続なプライマーの反対の表面、及びヒドロゲルに結合する工程とを含む、物品を作製する方法。
【請求項１８】
導電性部材が、前記ヒドロゲルと、裏材又は感圧接着剤との間に配置される、請求項１６に記載の物品、又は請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
エマルションから水を除去する工程は、前記水の少なくとも一部を前記ヒドロゲル内に吸収させる工程、前記水の少なくとも一部を蒸発させる工程、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１〜１５のいずれか一項により更に特徴付けられる、請求項１６に記載の物品、又は請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法によって作製された、電極。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
一実施形態において、第１主面、及び反対の主面を備える、イオン伝導性ヒドロゲル層を含む、電極が記載されている。電極は更に、イオン伝導性ヒドロゲル層の第１主面上に配置された、不連続なプライマー層と、イオン伝導性ヒドロゲル層の第１主面と接触する、導電性部材又はそのコネクタ構成要素とを含む。いくつかの実施形態において、電極は、感圧接着剤を含む裏材を更に含む。感圧接着剤は、導電性部材、又はそのコネクタ構成要素に結合されている。感圧接着剤はまた、不連続なプライマー層、及びヒドロゲル層の第１主面の一部に結合されている。別の実施形態において、裏材は、不連続なプライマー層、及びヒドロゲル層の第１主面の一部に結合される。
【０００２】
別の実施形態において、第１主面及び反対の主面を備えるヒドロゲル層と、第１ヒドロゲル層上に配置された不連続疎水性プライマー層と、プライマー、及びヒドロゲルの不連続な疎水性プライマー層に結合された、疎水性接着剤又は疎水性裏材と、を含む、物品が記載される。
【０００３】
疎水性ポリマー材料を含む水性プライマー組成物を、ヒドロゲルの第１表面に適用する工程と、プライマー組成物から水を除去して、不連続なプライマー層を形成する工程と、
裏材、又は裏材上に配置された感圧接着剤を、不連続なプライマーの反対の表面、及びヒドロゲルに結合する工程とを含む、物品を作製する方法も記載される。
【０００４】
物品が電極である場合、導電性部材は、ヒドロゲルと裏材との間に配置されるか、又はヒドロゲルと感圧接着剤との間に配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】代表的な生体用電極の断面図。
【図２】代表的な生体用電極の分解図。
【図３】代表的な生体用電極の平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１〜４を参照し、生体用電極は第１主面５６、及び反対の主面５７を備える、イオン伝導性ヒドロゲル層５５を備える。イオン伝導性ヒドロゲル層５５の反対の主面５７は、使用中における生体用電極の皮膚接触表面である。イオン伝導性ヒドロゲル層５５は、典型的には、使用時に剥離ライナー１２上に配置される。生体用電極は、イオン伝導性ヒドロゲル層５５の第１主面５６上に配置された、不連続のプライマー層５２を更に備える。（例えば、二部分）導電性部材（例えば、５１Ａ及び５１Ｂ）が、イオン伝導性ヒドロゲル層５５の上に、これと導通するように配置される。いくつかの実施形態において、コネクタ構成要素５１Ｂなどの、導電性部材が、イオン伝導性ヒドロゲル層５５内に埋め込まれてもよい。導電性コネクタ構成要素５１Ｂは、二部分導電性部材の雄型端子、又は雄型ピンとして特徴付けることができる。
【０００７】
典型的な実施形態において、生体用電極は、裏材５３、及び感圧接着剤５４を更に含む。感圧接着剤５４は、コネクタ構成要素５１Ｂなどの、導電性部材の上面に結合される。上面は、ヒドロゲルと接触している表面と反対側の表面である。感圧接着剤５４によって、ヒドロゲル５５と、裏材５３との間に、コネクタ構成要素５１Ｂなどの導電性部材を配置することは、導電性部材又はそのコネクタ構成要素（例えば、５１Ｂ）を適所に配置するのに役立つ。裏材５３の感圧接着剤５４はまた、不連続のプライマー層５２にも結合され、プライマー層は、導電性部材又はそのコネクタ構成要素（例えば、５１Ｂ）が占める領域の外側にある。プライマーは典型的には、導電性部材５１Ｂの領域の外側の表面領域のみではなく、ヒドロゲルの第１主面５６全体にわたり不連続に分布している。プライマー層５２が不連続であるため、下部のイオン伝導性ヒドロゲル層５５の別個の部分は、プライマー層によって被覆されず、よって露出される。イオン伝導性ヒドロゲル層５５の露出部分は、感圧接着剤５４と接触している。
【０００８】
一実施形態において（図示されない）、イオン伝導性ヒドロゲル層５５は、感圧接着剤５４及び裏材５３とほぼ同じ大きさであり（例えば、長さ、幅、形状）、よって感圧接着剤５４はイオン伝導性ヒドロゲル層５５と接触するが、剥離ライナー１２とは接触しない。より典型的な実施形態において、図１〜２に示されるように、イオン伝導性ヒドロゲル層５５は、感圧接着剤５４及び裏材５３よりも小さい。この実施形態において、感圧接着剤５４の周辺領域は、使用中、生体用電極を皮膚に結合するように機能する、生体用感圧接着剤である。
【０００９】
二部分導電性部材の場合において、コネクタ構成要素５１Ａは、少なくとも一部、裏材５３及び感圧接着剤５４の開口５８内に配置されてもよく、コネクタ構成要素５１Ｂと機械的に連結する。
【００１０】
典型的な実施形態において、第２コネクタ構成要素５１Ｂはまた、導電性である。第２コネクタ構成要素５１Ｂは、構成要素５１Ａ、及び５１Ｂを互いに連結するために、第１コネクタ構成要素５１Ｂの雄型端子又はピンを、スナップ式又はねじ式の関係で受け入れる、メス型レセプタクルとして特徴付けることができる。「ピンチクリップ」構成、「ツイストオン」連結具など、第１コネクタ構成要素５１Ａ及び第２コネクタ構成要素５１Ｂを連結するための他の構成もまた想定される。第２コネクタ構成要素５１Ｂは雄型ピン又は端子を含んでもよく、第１コネクタ構成要素５１Ｂは、構成要素を連結するために雄型端子を受け入れる関連するメス型レセプタクルを含んでもよい。更に、第２コネクタ構成要素５１Ａを有さず、第１コネクタ構成要素５１Ｂなど、単一部分の導電性部材を有することもまた可能である。
【００１１】
典型的な実施形態において、導電性部材は、ハトメ５１Ｂに接合された金属スタッド５１Ａを備える、二部分導電性部材である。様々な金属製スタッド及びハトメが市販されている。例えば、Ｎｏ．３０４などのステンレス鋼ハトメが、Ｅｙｅｌｅｔｓ  ｆｏｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｔｈｏｍａｓｔｏｎ，Ｃｏｎｎなどの会社から市販されている。更に、塩化銀などの銀化合物でめっきした、ポリ（アクリルニトリルブタジエンスチレン）（「ＡＢＳ」）プラスチックハトメなどのプラスチックの金属めっきしたハトメが、Ｍｉｃｒｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｏｆ  Ｆｉｔｃｈｂｕｒｇ，Ｍａｓｓから市販されている。
【００１２】
別の実施形態において、コネクタ構成要素５１Ｂが非導電性である場合、導電性コネクタ構成要素５１Ａ、及び非導電性コネクタ部材５１Ｂにより、導電性インターフェースが形成され得る。導電性コネクタ構成要素５１Ａはしたがって、コネクタ構成要素５１Ｂを介してイオン伝導性ヒドロゲル層５５と電気的に接触している。
【００１３】
使用中、５１Ｂと電気的に接触する５１Ａ（二部分導電性部材の場合）、又は５１Ｂのみ（一部分導電性部材の場合）が、心電図（ＥＣＧ）電極又は経皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）電極などの、生体用装置の端子と接続されている。導電性部材は、生体用装置の相補的端子（図示せず）と機械的及び電気的に結合するようになっている好適な様式のコネクタの形態であってもよい。
【００１４】
生体用電極は、典型的には、イオン伝導性ヒドロゲル層５５及び典型的な実施形態では、生体用感圧接着剤層５４の周辺を覆う剥離ライナー１２を備える。市販されている、好適な剥離ライナーの非限定的な実施例としては、Ｈ．Ｐ．Ｓｍｉｔｈ  Ｃｏ．から市販されている、シリコーンコーティングされたポリエチレンテレフタレートフィルム、及び３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから「ＳｃｏｔｃｈＰａｋ」という商標名の剥離ライナーとして市販される、フルオロポリマーコーティングしたポリエステルフィルムが挙げられる。
【００１５】
生体用電極は、他の任意選択の構成要素（図示されない）を含み得る。いくつかの実施形態において、裏材５３上に追加の層が配置されている。例えば、裏材は更にラベル５０を含み得る。いくつかの実施形態において、イオン伝導性ヒドロゲルの第２主面と、裏材５３との間に、追加的な層が配置される。例えば、スクリム（例えば、織布及び／又は不織布）２０５がイオン伝導性ヒドロゲル層５５導電性組成物（例えば、ヒドロゲル）内に埋め込まれるか、又はこれを支持してもよい。
【００１６】
様々なイオン伝導性ヒドロゲル層組成物を使用することができる。本明細書において、合成及び天然ヒドロゲルを使用することができる。代表的な特定の種類には、例えば、米国特許第４，８４８，３５３号、同第４，４０６，８２７号、同第６，０３８，４６４号、同第４，５５４，９２４号、同第５，４８９，６２４号、同第６，７０９，７１６号、及び同第７，９９９，０２３号が挙げられ、これらの開示は本明細書において参照として組み込まれる。
【００１７】
一実施形態において、イオン伝導性ヒドロゲル組成物は、水溶性水素結合供与性モノマーとしてのカルボン酸と、水溶性水素結合受容性モノマー（例えば、Ｎ−ビニルピロリドン）を含む、接着剤コポリマーマトリックス（例えば、接着剤前駆体をフリーラジカル重合することによって形成される）を含む。モノマーにおいて利用可能な、水素結合受容部位の、水素結合供与部位に対するモル比は、約１：３〜約６：１である。更に、カルボン酸のＮ−ビニルピロリドンに対する重量比は、典型的には約１：２〜約３：１である。
【００１８】
接着剤は更に、可塑性の導電性溶液を含む。このような溶液は典型的には、０〜９８重量％の水溶性極性有機化合物、約２〜１００重量％の水、約０〜１２重量％の水溶性塩を含む。接着剤組成物は、少なくとも１０又は１５重量％（例えば、１２重量％）〜最大約５０重量％の不揮発性コポリマーマトリックスを含む。コポリマーマトリックスにおける水素結合供与部位は約５％〜約８０％中和されている。組成物は、実質的に均一な、感圧接着剤である。
【００１９】
コポリマーマトリックスは好ましくは共有結合的に架橋され、接着剤前駆体は接着剤前駆体中の全モノマーの約２．５重量％まで存在する多官能性架橋剤を更に含む。
【００２０】
水素結合供与性モノマーは、最大８個の炭素原子を有する、α、β、−エチレン不飽和カルボン酸からなるカルボン酸の群から選択される。水素結合供与性モノマーは、コポリマーマトリックスの約１５重量％〜約２５重量％の量のアクリル酸を含むことがある。水素結合受容性モノマーとしては、少なくとも１つの水素結合受容基を有する、いずれかの重合可能モノマーが挙げられる。Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルアミド、Ｎ−ビニルラクタム、及びα、β−不飽和アミド、例えば、アクリルアミド又は置換アクリルアミドが使用されてもよい。
【００２１】
可塑化導電性溶液は、意図された用途のために最終組成物中に十分な導電性を提供するのに有効な極性又はイオン種を含む場合、「導電性」である。溶液は、０％〜９８％、及びいくつかの実施形態において、少なくとも３４、４０又は５０重量％の水溶性極性有機化合物を含み得る。極性有機化合物は、多価アルコールモノマー又はポリマーであってもよい。低分子量ポリオキシエチレングリコールが適している（平均分子量２００〜６００、例えば、例えば、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅから入手可能なＣａｒｂｏｗａｘ（商標）、２００及び６００）。グリセロールが好ましい。可塑化導電性溶液はまた、２％〜１００％の水を含有してもよい。更に、溶液は、上記のように、最大１２重量％の可溶性塩を含んでもよい。
【００２２】
適切な導電性接着剤の１つは、１０重量％アクリル酸（水酸化ナトリウムで５０％中和）、１０％  Ｎ−ビニルピロリジン、０．１２５％  ＴＥＧＢＭ、０．０７％ベンジルジメチルケタール（Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標）６５１、Ｃｉｂａ  Ｇｉｅｇｙ）、１％の塩化カリウム、２５．５％の水、及び５３．５％のグリセロールを有する接着剤前駆体から作製される。
【００２３】
他の代表的なヒドロゲルとしては、例えば、ＡＧ６０３−６感知ゲルのヒドロゲル接着剤（Ａｘｅｌｇａａｒｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｌｔｄ．Ｏｆ  Ｆａｌｌｂｒｏｏｋ，ＣＡのＡｘｅｌｇａａｒｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｌｔｄ．の部門であるＡｍＧｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能）、ＣＯＭＦＯＲＴ  ＧＥＬ  Ａ０２７（Ｍ８４２）（Ｒ＆Ｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．，Ｌａｋｅ  Ｆｏｒｅｓｔ，ＣＡ，ＵＳＡから入手可能）、及び３Ｍ（商標）ＲＥＤ  ＤＯＴ（商標）Ｒｅｓｔｉｎｇ  ＥＫＧ電極２３３０（３Ｍ、Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）のヒドロゲル接着剤を含む。
【００２４】
別の実施形態において、ヒドロゲルは、米国特許第６，０３８，４６４号に記載されるような、多層構造を含み得る。イオン伝導性多層ヒドロゲルは、患者の皮膚に取り外し可能に接着する、比較的低い剥離強度を有する第１層を含む。第１の又は皮膚接触層は、柔軟で湿潤した感触を有し、皮膚接着に親和性を有してもよく、同時に、皮膚からの容易な分離又は剥離を可能にする。第２層は、導電性部材、裏材の感圧接着剤、又は裏材自体と接触するための、比較的高い剥離強度を有する。いくつかの実施形態において、多層ヒドロゲルの第１及び第２層が、第３層によって互いに結合する。
【００２５】
第１層及び第２層は、一般的に、上記と同じ成分、すなわち、水溶性水素結合供与性モノマーとしてカルボン酸（アクリル酸など）、水溶性水素結合受容性モノマー（Ｎ−ビニルピロリドンなど）、可塑化導電性溶液（グリセロールを含む）、及び多官能性架橋剤を含む接着性コポリマーマトリックスを含む。いくつかの実施形態において、イオン伝導性多層ヒドロゲルは更に、増粘剤を含む。
【００２６】
第１及び第２層の異なる特性を調整するために、第１層は、第２層よりも多くのグリセロールを含み得る。加えて、第１層は、第２層よりも小さい、より難溶性の水素結合受容性モノマー（例えば、Ｎ−ビニルピロリドン）を含んでもよい。更に、第１及び第２層は、異なる多官能性架橋剤を使用してもよい。いくつかの実施形態において、第１層と第２層との間に配置され、その間に積層される、スクリム層は、組み合わせた第１及び第２層の物理的特徴を修正又は制御する。
【００２７】
不連続のプライマー層５２は一般的に、電気的絶縁性ポリマー材料を含む。プライマー層のポリマー材料は電気的絶縁性であるため、これは一般的に、プライマーの存在無しに、同じ構成に対して導電性を低減させる。しかしながら、プライマー層は不連続であるため、プライマー層は、プライマーが存在しない隣接する領域又は別個の部分によって画定される、プライマー材料が存在する複数の別個の部分を備える。いくつかの実施形態において、不連続のプライマー層は一般的に（例えば、連続的な）、別個の部分を囲むプライマー材料は存在しない、マトリックスを含む。理論により束縛されることを意図せず、プライマー材料が存在する別個の部分は、裏材の感圧接着剤への接着を改善するか、又は裏材自体への接着を改善する。同時に、プライマー材料の別個の部分を囲むマトリックスは、導電性部材と、イオン伝導性ヒドロゲルとの間の直接的な接触をもたらす。
【００２８】
プライマー材料の別個の部分を囲むプライマー材料が存在しないマトリックスが、十分な表面積を有する場合、導電性が、ＡＡＭＩ／ＡＮＳＩ  ＥＣ１２基準による導電性試験を合格するように、最小限に抑えられ、好ましくは、実施例において説明される範囲を限界とする。したがって、高い導電性と組み合わせて改善された、接着剤の相乗バランスが存在する。
【００２９】
驚くべきことに、非常に少量のプライマーで接着を改善することができる。ヒドロゲルの第１表面上に配置された、乾燥させたポリマー材料の面積当たりの質量は、典型的には少なくとも、０．００１、０．００１５、０．００２、０．００２５、０．００３、又は０．００３５ｇ／ｍ２である。いくつかの実施形態において、面積当たりの質量は、３０、２５、２０、又は１５ｇ／ｍ２以下である。プライマー及びヒドロゲルの選択により、少なくとも特定の試験条件において、１５ｇ／ｍ２以上の濃度で、問題が生じ始める。
【００３０】
プライマー材料の別個の部分を含む合計表面積は様々であり得る。典型的な実施形態において、イオン伝導性ヒドロゲルの第１主面の表面積の少なくとも５、１０、１５、又は２０％が、プライマー材料の別個の部分を含む。更に、いくつかの好ましい実施形態において、イオン伝導性ヒドロゲルの第１主面の表面積の約６０、５５、５０、４５、又は４０％以下が、プライマー材料の別個の部分を含む。
【００３１】
プライマー材料は、特にヒドロゲルに関して疎水性である。プライマーの適切さは、少量の水ベース（例えば、水性）プライマー溶液を、対象のヒドロゲルに適用し、水ベースのプライマー溶液から水を除去する（例えば、乾燥により）ことによって、評価することができる。その後、生じる表面を着色し、顕微鏡で検査することができる。プライマー材料がヒドロゲルに対して十分に疎水性である場合、乾燥したプライマー材料は、ヒドロゲル上に連続的なコーティングを形成する。そしてプライマーは、別個（例えば、不規則な形状）の部分に分離する。別個の部分の大きさは様々であり得る。いくつかの実施形態において、（顕微鏡で、上面を観察するとき）プライマーの別個の部分は、約２５マイクロメートル〜約１００マイクロメートル以上の大きさの範囲である。更に、２つ以上（例えば、不規則な形状）の識別可能な部分が別の部分と接触しており、プライマーの別個の部分の合計が、５００マイクロメートル以上の最大寸法を有する。
【００３２】
様々な市販の組成物は、ポリ（メタ）アクリレート（すなわち、アクリル樹脂）、ポリウレタン、ポリオレフィンなどの、疎水性ポリマー材料の様々な水性分散体、及びエマルションなどの、プライマー材料として使用するのに好適である。水性とは、エマルション又は分散体の液状媒体が、水、及び任意選択により低濃度の有機溶媒を含むか、又はこれからなることを意味する。ヒドロゲルとは異なり、プライマー材料は乾燥後に、水を殆ど、又は全く含まない（例えば、５、４、３、２、又は１重量％）。いくつかの実施形態において、このような疎水性ポリマー材料は、フィルム形成樹脂として特徴付けることができるが、なぜならこれは、ヒドロゲルではなく、典型的な疎水性ポリマー材料に適用されるときに、このようなエマルション及び分散体が連続的なフィルムを形成するからである。いくつかの代表的な好適なプライマー組成物は、実施例において更に記載される、Ｉｃｈｅｍｃｏ，Ｍｉｌａｎｏ，Ｉｔａｌｙから入手可能な水性ポリマーを含む。
【００３３】
一実施形態において、生体用電極、又はその中間構造の作製方法は一般的に、例えば、（電気的絶縁）疎水性ポリマー材料を含む水性プライマーを、ヒドロゲルの第１表面に適用する工程を含む。水性プライマー組成物は典型的には、乾燥させたプライマーの面積当たりの質量が、上記の範囲内になるように、適用される。水性プライマーを適用した後、方法は、例えば、水の少なくとも一部をヒドロゲル内に吸収する工程、水の少なくとも一部を蒸発させる工程、又はこれらの組み合わせによって、エマルションから水を除去する工程を含む。十分な量の水を除去した後、ポリマー材料の疎水性により、プライマーが分離して、プライマーのポリマー材料が複数の別個の部分として存在し、別個の部分は、プライマーが存在しない隣接する領域によって画定される。
【００３４】
水を除去した後、方法は、裏材、又は裏材上に配置された感圧接着剤を、導電性部材の反対の表面、不連続なプライマー、及びヒドロゲルに結合する工程を含む。
【００３５】
水性疎水性ポリマーをヒドロゲルに適用する工程は、生体用電極、又はその中間物品を作製するための好ましい方法であるが、当該技術分野において既知の不連続なコーティングを適用する他の方法が存在する。例えば、プライマーは、マスクを使用してヒドロゲルにパターンコーティングすることができる。これは、別個のプライマー部分の存在は、ヒドロゲルの第１主面を通じて均一であることを、確実にするために有益であり得る。
【００３６】
生体用電極は典型的には、ヒドロゲルの第１主面を被覆する裏材５３を含む。いくつかの実施形態において、裏材は典型的には、ヒドロゲルに対して疎水性である。この実施形態において、乾燥させるとき、水性プライマー組成物は、裏材上に連続的なフィルムを形成する。いくつかの実施形態において、裏材は、例えば、医療用テープ、ドレッシング、包帯などにおいて使用するための、高い水蒸気透過速度を有する。好適な裏材不織布、フォーム、及びフィルムは、例えば、米国特許第３，６４５，８３５号、及び同第４，５９５，００１号（その開示は参照により組み込まれる）に開示される。押出可能なポリマーとして市販されている様々なフィルムの他の例としては、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌのＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な「Ｈｙｔｒｅｌ  ４０５６」及び「Ｈｙｔｒｅｌ  ３５４８」ブランドのポリエステルエラストマー、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯｈｉｏのＢ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈから入手可能な「Ｅｓｔａｎｅ」ブランドのポリウレタン、又はマサチューセッツ州メイデンのＫ．Ｊ．Ｑｕｉｎｎ  ＆  Ｃｏ．から入手可能な「Ｑ−ｔｈａｎｅ」ブランドのポリウレタンが挙げられる。
【００３７】
いくつかの実施形態において、裏材５３は、イオン伝導性ヒドロゲルの第１主面と直接接触してもよい。この実施形態において、裏材と接触する層が、十分な接着性をもたらすように、イオン伝導性ヒドロゲルは、好ましくは上記の多層構成体である。
【００３８】
別の実施形態において、裏材５３は、感圧接着剤層５４を更に含む。いくつかの実施形態において、感圧接着剤は、ヒドロゲルに対して疎水性である。この実施形態において、乾燥させるとき、水性プライマー組成物は、感圧接着剤上に連続的なフィルムを形成する。この実施形態において、感圧接着剤５４は、典型的には導電性ではない。
【００３９】
一実施形態において、裏材５３の感圧接着剤層５４は、感圧接着剤層５４が導電性部材、及びヒドロゲルと接触するが、使用中に皮膚と接触しないような、大きさ及び形状を有する。この実施形態において、様々なアクリル感圧接着剤は、例えば、一般的に、米国特許第２，９７３，８２６号、同Ｒｅ２４，９０６号、同Ｒｅ３３，３５３号、同第３，３８９，８２７号、同第４，１１２，２１３号、同第４，３１０，５０９号、同第４，３２３，５５７号、同第４，７３２，８０８号、同第４，９１７，９２８号、同第４，９１７，９２９号、及び欧州特許公開第０  ０５１  ９３５号に記載され得、これらは全て本明細書において参照として組み込まれる。
【００４０】
一実施形態において、感圧接着剤５４は、約９５〜約９７重量％のイソオクチルアクリレート、及び約５〜約３重量％のアクリルアミドを有する、接着剤コポリマーを含む。感圧接着剤５４は、１．１〜１．２５ｄｌ／ｇの固有粘度を有し得ることが本明細書において好ましい。
【００４１】
別の実施形態において、裏材５３及び感圧接着剤層５４は、ヒドロゲルの第１主面よりも大きな表面積を有する。この実施形態において、感圧接着剤層５４は、導電性部材、ヒドロゲルと接触し、使用中に患者の皮膚と接触する。この実施形態において、感圧接着剤層５４は生体用皮膚接着剤である。上記の高接着性アクリルヒドロゲルを含む様々な生体用皮膚接着剤が既知である。
【００４２】
別の実施形態において、感圧接着剤層５４はシリコーン接着剤を含み得る。
【００４３】
シリコーンゲル接着剤は、穏やかな除去力を備えた良好な接着を皮膚に提供し、かつ再配置され得る。市販のシリコーンゲル接着剤系の例としては、商標名：Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  ＭＧ  ７−９８５０、ＷＡＣＫＥＲ  ２１３０、ＢＬＵＥＳＴＡＲ  ４３１７及び４３２０、並びにＮＵＳＩＬ  ６３４５及び６３５０で流通している製品が挙げられる。
【００４４】
これらの穏やかな皮膚接着剤は、ヒドロシリル化触媒（例えば白金錯体）の存在下での、ビニル末端ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）と水素末端ＰＤＭＳとの間の追加の硬化反応により形成される。ビニル終端及び水素終端ＰＤＭＳ鎖は、特定の化学的部分による「官能化」シリコーンと称される。個別には、このような官能化シリコーンは一般的に反応性ではない。しかしながら、これらは反応性シリコーン系を形成する。更に、シリケート樹脂（粘着付与剤）と、多数の官能性水素を備えるＰＤＭＳ（架橋剤）とを、かかるゲルの接着特性を変更するために配合することができる。
【００４５】
追加の硬化反応から得られるシリコーンゲル接着剤は、ある程度の量のフリーな（未架橋の）ＰＤＭＳの流体と、少量の粘着付与樹脂とを含むか、あるいは粘着付与樹脂は含まない、非常に軽度に架橋されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のネットワークである。
【００４６】
別の実施形態では、シリコーン接着剤は、米国特許第８，５４１，４８１号に記載されるように、架橋ポリジオルガノシロキサン材料、非架橋ポリジオルガノシロキサン流体、及びケイ酸樹脂粘着付与剤を含む放射線硬化シリコーンゲルを含んでもよい。
【実施例】
【００４７】
本発明は更に、以下の非限定的な実施例によって説明されるが、別様に記載されない限り、全ての部は重量部である。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
実施例で使用されるヒドロゲルは、ポリアクリル酸、グリセリン、及び塩化カリウムで基本的に構成され、２つの剥離ライナーを備えるものとして供給される。０．５ｍｍ（０．００２インチ）の厚さを有するポリエチレン剥離ライナーは、ヒドロゲル面１に適用される。０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の厚さを有するポリエステル剥離ライナーは、ヒドロゲル面２に適用される。表２は、実施例において使用されるプライマー、及びヒドロゲルの特性の概要を示している。別様の記載がない限り、プライマーは、ヒドロゲルの第１面に適用された。以下により詳細に記載されるように、プライマー溶液は、蒸留水により、様々な程度で希釈された。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
試料の調製
方法１：ヒドロゲル面１に対するプライマーの適用
ａ）プライマー溶液が計量され、脱イオン水により所望の濃度まで希釈された。
ｂ）ポリエチレン剥離ライナーが、ヒドロゲルの面１から除去された。
ｃ）希釈されたプライマーは、パスツールピペットでヒドロゲル面１に移し、スパチュラでこのプライマーを広げることによって、ヒドロゲルの面１の表面に適用された。各液滴は、およそ３１ｍｍ×２０ｍｍの矩形の領域に分散された。
ｄ）プライマーを含むヒドロゲルは、５５℃で、炉内で５分間乾燥させた。
ｅ）ポリエチレン剥離ライナーは、ヒドロゲルの面１に再適用され、室温条件において１日放置された。
ｆ）翌日、ポリエチレン剥離ライナーが、ヒドロゲルの面１から再び除去された。
ｇ）剥離ライナーは、試験フォームテープＴ１から除去され、テープがヒドロゲルの面１に積層された（２４Ｎ（２．４ｋｇ）のロール重量圧がヒドロゲルに適用された）。Ｔ１に積層されたヒドロゲルは、室温条件で１日放置した。
ｈ）翌日、試験フォームテープＴ１と、代表的なヒドロゲルとの間で接着性試験が行われた。
ｉ）プライマーを含むヒドロゲル片が、一部が予め組み立てられた電極上に積層され、ヒドロゲルがハトメを完全に被覆し、フォームテープＴ１の接着剤の一部を被覆する。
【００５２】
方法１の変化形
１．プライマー無しの対照（プライマー溶液を添加しない試料）：工程ａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）、ｅ）を省略し、工程ｉ）においてヒドロゲルはプライマーを含有しなかった。
２．水を有する対照（プライマーの代わりに水を使用したサンプル）：工程ａ）、ｃ）、ｄ）、及びｉ）、プライマーは、追加された希釈したプライマー溶液と、同じ総重量の脱イオン水と置き換えた。
【００５３】
接着性試験
サンプルの調製後、ヒドロゲルの試験フォームテープへの剥離接着性を、ＩＭＡＳＳ  ＳＰ−２０００  Ｓｌｉｐ／Ｐｅｅｌ  Ｔｅｓｔｅｒ（Ａｃｃｏｒｄ，ＭＡ，ＵＳＡのＩＭＡＳＳ  Ｉｎｃ．から入手可能）を、３０ｃｍ／分の速度、２４Ｎ（２．４ｋｇ）のヒドロゲルを圧迫するためのロール重量、５ｋｇの機械で使用される重量、及び２０秒の試験時間で評価された。各配合物に関して、６回の測定が行われた。ＡＳＴＭ  Ｄ３３３０規格「感圧接着剤テープの剥離接着性の試験方法」の修正版が、１８０°剥離接着試験に関して行われた。両面接着剤の一面が、スチールプレートに接着させられ、ヒドロゲルが両面接着テープの他面に固定された。ヒドロゲルに積層された、フォーム試験テープＴ１は、ＩＭＡＳＳ  ＳＰ−２０００  Ｓｌｉｐ／Ｐｅｅｌ  Ｔｅｓｔｅｒにより引っ張られた。
【００５４】
電気試験
プライマーを有する、及び有さないヒドロゲルを含有する、調製されたバイオメディカル電極（ＢＭＥ）サンプルもまた、そのプライマーが電極の伝導性を乱したかどうかを見るために、その電気的特性について試験された。ＢＭＥサンプルは、３Ｍ  Ｂｒａｚｉｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ２２２３ＢＲＱの、同じ成分材料を使用して組み立てられた（使用されたテープＶＥＮＴＵＲＥＴＡＰＥ  ７１３２Ｍ−ＨＣは、Ｖｅｎｔｕｒｅ  Ｔａｐｅ  Ｃｏｒｐ．Ｒｏｃｋｌａｎｄ，ＭＡ，ＵＳＡから入手可能な、高粘着性医療等級アクリル接着剤でコーティングされた（０．８ｍｍ）（１／３２インチ）の白いポリエチレンフォームテープであった）。実施例により実現された、代表的な電極アセンブリの分解図については、図２を参照。ＡＡＭＩ／ＡＮＳＩ  ＥＣ１２規格に記載される試験方法に従い、ＡＣＺ（交流インピーダンス）、ＤＣＯ（直流オフセット）、ＳＤＲ（シュミレートした除細動回復）、ノイズ及びバイアス解析を実行するために、ＸＴＲＡＴＥＫ  ＩＩ  ＥＣＧ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｔｅｓｔｅｒ（Ｌｅｎｅｘａ，Ｋａｎｓａｓ，ＵＳＡのＸｔｒａｔｅｋの製品）が使用された。以下の好ましい電気試験の結果は、ＤＣＯ＜１０ｍＶ、ＡＣＺ＜１３００ｏｈｍ、ＳＤＲ＜２５ｍＶ、ｓｌｏｐｅ  １．０ｍＶ／ｓ、Ｎｏｉｓｅ＜１５０μＶ、及びＢｉａｓ＜１００．０ｍＶを満たすものとして、与えられた。
【００５５】
（実施例１）
以下の方法１に従い、Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３は、表３に示される３つの異なる濃度を使用して、ＨＧ１及びＨＧ２のヒドロゲル面１に追加された。接着性試験の結果が表４に要約される。
【００５６】
【表３】
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【００５７】
【表４】
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【００５８】
（実施例２）
実施例２は、接着性及び電気特性の両方を生じる、プライマーの最小及び最大許容可能濃度を規定するように、プライマーＰ２をヒドロゲルＨＧ２に適用するために、方法１を使用して行われた。プライマーＰ２は、０．１５ｇ／ｍ２〜１５ｇ／ｍ２の量の乾燥プライマーで適用された。結果を表５に要約する。実施例２において適用される、最低濃度（０．１５ｇ／ｍ２）のプライマーにおいても（これは、供給元により推奨される量の１／１０である）、接着性の向上がみられた。加えて、いくつかの個別に調製されたサンプルは合格しなかったが、実施例２のサンプルは電気試験を十分に合格した。表６のＥＴ−２参照。
【００５９】
ＨＧ２ヒドロゲル上に、１５ｇ／ｍ２のプライマーＰ２を備える、実施例２のサンプルは更に、ヒドロゲル上のプライマーの物理的条件を評価するために、Ｌｅｉｃａ，Ｍｏｄｅｌ  ＤＦＣ２９５光学顕微鏡を使用して、試験された。視認性を向上させるため、ヒドロゲル上のプライマーは、青色染料（ＣｌａｒｉａｎｔのＢｌｕｅ  Ｖｉｔａｓｙｎ  ＡＥ−９０（０．１重量％））、及び黄色染料（ＣｌａｒｉａｎｔのＶｉｔａｓｙｎ  Ｃｈｉｎｏｌｉｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７０（０．１重量％））で処理した後に観察された。実際に、プライマーが凝集物に形成され、別個の領域のプライマーが、ヒドロゲルの上で不連続な層となった。プライマー材料によって被覆された、ヒドロゲルの合計表面積は、約６０％だった。
【００６０】
【表５】
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【００６１】
【表６】
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【００６２】
（実施例３）
実施例３は、接着性を生じる、プライマーの最小許容可能濃度を更に調べるために、プライマーＰ２をヒドロゲルＨＧ２に適用するために、方法１を使用して行われた。電気的特性は、プライマーが減ることによって悪影響を受けないものと想定された。したがって、実施例３では電気試験は行われなかった。ヒドロゲル０．３７ｇ／ｍ２という乾燥プライマーの量が、方法１に従ってヒドロゲルに適用され、接着性試験に従って試験された。結果は表７に要約されている。
【００６３】
【表７】
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【００６４】
実施例４シリコーン接着剤に様々なプライマーが積層されたヒドロゲル
Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮの３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、３Ｍ（商標）Ｓｐｕｎｌａｃｅｄ  Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔａｐｅ  ２４７６に適用されたものと、同様のシリコーン接着剤が、３つのプライマーと共に評価された。方法１に従い、プライマーＰ１、Ｐ２、及びＰ３が、乾燥状態で１．５ｇ／ｍ２の濃度で、ＨＧ２ヒドロゲルの面１に追加され、テープＴ１のフォーム裏材に積層されたが、上記において使用されたアクリル接着剤の代わりに、上記のシリコーン接着剤が使用された。結果を表８に要約する。評価された３つのプライマーにおいて、ヒドロゲルとテープの接着性の向上が観察された。
【００６５】
【表８】
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【００６６】
当業者には、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく本発明の様々な改変及び変更が可能であることは明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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