생체의료용 전극 document_id A220623041689

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 의해 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, 반응하여 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.