生物医学电极制造技术

本发明专利技术提供一种生物医学电极，其中该电极包括与导电介质（１５）接触的导体（１４），所述导体包括导电表面（１４），该导电表面包括银的活性源，导电介质（１５）包括过氧化物清除剂。所述生物医学电极通常包括不导电衬底（１２），该不导电衬底包括第一侧（１３）和第二侧，其中第一侧包括第一主表面，第二侧包括第二主表面；导电表面（１４）与不导电衬底（１２）的第二主表面相连；且导电介质包括与导电基底相连的导电粘合剂，所述导电粘合剂是包括至少一种过氧化物清除剂的导电压敏粘合剂。本发明专利技术也提供制造上述电极的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生物医学电极，还涉及制造这种电极的方法。具体而言，本专利技术涉及包括导体的生物医学电极，该导体具有与导电介质和过氧化物清除剂相连的导电表面。
技术介绍
现代医学中使用许多医学过程，其中从患者身体接收电信号或电流，或传输到患者身体。在这些过程中所用的医学设备和患者皮肤间的界面通常包括生物医学电极。这种电极通常包括与设备电连接的导体及以粘合或其他方式接触患者皮肤的导电介质。生物医学电极已经作为治疗及诊断医学过程和设备的一部分。使用这些装置的治疗装置和过程使用生物医学电极。例如，这种电极在经皮神经电刺激(TENS)装置中，用于疼痛处理；神经肌肉电刺激(NMS)技术中用于治疗疾病，如脊柱侧凸；去心脏纤颤电极，用于将电能分配至胸腔，以使心脏去纤颤；和弥散电极，用于将接收的电能分配进电外科中形成的切口。使用生物医学电极的诊断过程包括电心图，用于监测心脏活动并诊断心脏异常。诊断生物医学电极的例子包括美国专利4,352,359(Larimore)；4,524,087(Engel)；4,539,996(Engel)；4,554,924(Engel)；4,848,348(Carim)；4,848,353(Engel)；5,012,810(Strand等人)；5,133,356(Bryan等人)；5,215,087(Anderson等人)；和5,296,079(Duan等人)中所述的那些。对于诊断应用而言，不可极化电极，特别是包括银和/或氯化银的电极，已经成为被选择的电流收集器，因为它们较高的电稳定性。在低成本方面，这种电极经常将含有银/氯化银粒子的导电油墨和聚合粘合剂以薄部分涂覆在绝缘衬底上。尽管银/氯化银电极抗腐蚀性攻击，并通常在某些凝胶条件下(例如，低pH，高水含量，高氯化物浓度)具有较长的保存期，但是它们仍会发生加速腐蚀，并表现出过早的电故障。尝试解决不需要的腐蚀和故障问题包括使用交织在电极组件中并与电流收集器电连接的消耗性阳极。尽管在功能上解决了问题，但是使用消耗性阳极通常不具有成本效益，因为所加材料的成本和某些设计限制的原因。抑制腐蚀的另一种方法是向银/氯化银基质中加入有机试剂作为腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂的使用公开在共同未决和共同申请人的美国专利申请20030045788(Menon等人)中，标题是″CorrosionPrevention In Biomedical Electrodes。″此外，也提出了其他材料作为传统银和/或氯化银电极材料的替代品。这种替代材料的例子包括由氢化钛和某些含碳材料组成的那些。然而，由这些替代材料形成的电极通常很复杂，从而使其制造成本更高。尽管现有技术已经集中在怎样保护和替换生物医学电极中的银或氯化银材料，但还没有提供一种避免腐蚀的方式，而仍使用银/氯化银作为导电电极材料。对使用例如抗氧化剂来配制导电粘合剂也进行了一些努力。尽管这种措施是希望克服腐蚀问题，但并不是很有效，特别是当使用具有亲水性和疏水性的″双连续″粘合剂时。因此，仍然需要使用银/氯化银的抗腐蚀生物医学电极，它们相对容易制造，并且相对具有成本效益。尽管不意图限于理论，但众所周知的是在用于将生物医学电极粘合到哺乳动物皮肤上的导电粘合剂中会产生过氧化物。过氧化物的形成通常归因于使用前用于″老化″电极的方法或条件。可以推断出，形成这种过氧化物是生物医学电极中腐蚀开始(onset)的一个因素，特别是在银/氯化银生物医学电极中。特别地，包括双连续导电粘合剂的电极的老化方法被认为产生大量的氧化性过氧化物，因为通常含在这种粘合剂制剂中的一些表面活性剂是过量的，并且是能够反应生成这种过氧化物的物质。现在出人意料地发现，一种独特的材料在导电粘合剂(包括双连续粘合剂)中用作添加剂的同时，也可用作过氧化物清除剂，从而明显降低了生物医学电极中腐蚀的开始。专利技术概述在一个方面中，本专利技术提供生物医学电极，其包括与导电介质接触的导体，其中该导体包括导电表面，该导电表面包括银的活性源，所述导电介质加入有过氧化物清除剂。导电表面还包括含有银的聚合物薄膜，银的形式基本上选自金属银、氯化银或上述组合。生物医学电极通常包括不导电衬底，该不导电衬底包括第一侧和第二侧，其中第一侧包括第一主表面，第二侧包括第二主表面，其中导电表面与不导电衬底的第二主表面相连。此外，导电介质通常的形式是与导电基底相连的导电压敏粘合剂，导电压敏粘合剂通常包括至少一种过氧化物清除剂。可替换地，过氧化物清除剂可以是与导电粘合剂相连的单独涂层，或在导电压敏粘合剂上的单独涂层。适合于用作导电压敏粘合剂的粘合剂包括含基本上无孔双连续结构的那些，它们从包括水、自由基可(共)聚合的烯键式不饱和极性亲水性或两性单体或低聚体、任选的水溶性引发剂和任选的水溶性添加剂的成分得到。在一种制剂中，导电压敏粘合剂从包括丙烯酸、聚氧乙烯丙烯酸酯丙烯酸异辛基酯、表面活性剂、丙二醇和分子量约550,000的聚丙烯酸的成分配制成。适用于本专利技术的导电压敏粘合剂通常包括作为导电压敏粘合剂一部分的过氧化物清除剂或过氧化物清除试剂(本文中交换使用)，用于防止银电极材料腐蚀。适合的过氧化物清除剂通常包括至少一个选自硫，硒和碲的原子。具体而言，适合的过氧化物清除剂可以选自甲硫氨酸，硫代二丙酸，硫代二丙酸二月桂酯和上述物质的混合物。在第一次使用电极之前，可以将释放衬垫置于导电压敏粘合剂之上。在另一个方面中，本专利技术提供一种生物医学电极，其包括不导电衬底，该不导电衬底包括第一侧和第二侧，其中第一侧包括第一主表面，第二侧包括第二主表面；与不导电衬底的第二主表面相连的导电表面；和与导电表面相连的导电压敏粘合剂，导电压敏粘合剂包括过氧化物清除剂。不导电衬底可包括引出部分和衬垫部分，其中引出部分和衬垫部分共享第一主表面和第二主表面。导电表面的至少一部分置于衬垫部分上的第二主表面之上，其中导电压敏粘合剂与衬垫部分上的导电表面相连。本专利技术这一方面的其他特征如上所述。在另一个方面中，本专利技术提供一种制造生物医学电极的方法，包括如下步骤制备包括不导电衬底的亚组件，该不导电衬底包括第一侧和第二侧，其中第一侧包括第一主表面，第二侧包括第二主表面，及不导电衬底第二主表面上的导电表面，该导电表面包括银；和将导电介质涂覆到亚组件的导电表面上，该导电介质包括过氧化物清除剂。在此方面中，涂覆导电介质包括用过氧化物清除剂配制导电压敏粘合剂(如上所述)，然后将导电压敏粘合剂涂覆到导电表面上。制备亚组件的步骤可以包括将含银油墨涂覆到不导电衬底的第二主表面上，从而提供导电表面。本专利技术这一方面的另外特征包括将过氧化物清除剂加到油墨中，和将导电粘合剂涂覆到油墨上。本专利技术这一方面的另外特征包括将过氧化物清除剂涂层涂覆在导电表面上，和在过氧化物清除剂涂层上涂覆导电压敏粘合剂。下面将进一步详述本专利技术的这些和其他特征，本领域所属技术人员经进一步研究优选实施方案详细说明及附图、实施例和所附权利要求所公开的内容，可以更清楚这些特征。附图简要说明下面结合附图来说明优选实施方案，附图中的附图标记标示了实施方案的各个特征，其中相同的附图标记代表相同的结构，其中附图说明图1是本专利技术诊断电极的仰视图；图2是图1的诊断电极的侧视图；图3是在制造过程中一排本专利技术实施方案的诊断电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物医学电极，其包括与导电介质接触的导体，其中所述导体包括导电表面，该导电表面包括银的活性源，且所述导电介质结合有过氧化物清除剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：维诺德P梅农，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]