CN1143312A - 含无机氧化物的生物医学导体及由其制备的生物医学电极 - Google Patents

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S·泰卡基
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Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Abstract

本发明提供一种生物医学导电体，它包含一层薄而柔顺的低极化率无机氧化物和与低极化率的无机氧化物薄层机械和电学连接的导电层(26)，其中导体(16)为多层结构，由不导电的柔性聚合物薄膜(24)、包含与聚合物薄膜机械连接的薄层的导电层(26)和至少与导电层的一部分机械和电学连接的薄而柔顺的低极化率无机氧化物层(28)构成。

Description

含无机氧化物的生物医学导体及由其制备的生物医学电极
发明领域
本发明涉及用于生物医学电极的含有无机氧化物的导电体。
背景技术
现代医学中的许多诊断方法需要从哺乳类动物病体上接收电学信号或者电流。诊断方法包括各个时间段或环境中心电图(ECG或EKG)诊断或者哺乳动物心电模式的监视。用于这些方法的医疗设备与病者皮肤之间的触点通常采用某种类型的生物医学电极。这种电极一般包括必须与设备连接的导体和附着于或者与病者皮肤接触的导电介质。
在采用生物医学电极的诊断方法中包括对身体各个功能电信号输出的监视器，例如监视心脏活动和诊断心脏异常活动的心电图。
对于每种诊断方法，至少有一个含有电介解质的离子型导电介质的生物医学电极附着于或者与诊断部位上的皮肤接触并与电学诊断设备导通。生物医学电极中的关键部件是连接离子导电介质与电学诊断设备的导电体。对于生物医学电极来说，特别是对于从病者身上接收弱电信号的情形，导电体需要极好的导电性能和尽可能小的电阻。因此采用金属或碳(特别是石墨)。在金属中，银由于其良好的导电性能，所以是比较好的选用金属。但是用来监视病者状态的生物医学电极必须能够承受心脏去纤颤过程中产生的极化效应。因此比较好的是将金属卤化物(例如氯化银)与金属导体(例如银)结合在一起，从而制造出用于监视心脏的用生物医学电极中的去极化导电体。
含有银/氯化银的生物医学电极有两个主要的缺点：银的高成本和金属态银的X-射线检测。
其它降低生物医学电极中用银成本的尝试是将银颗粒或银/氯化银层与石墨或者其它镀锌惰性材料结合在一起使用。例如参见美国专利Nos.3,976,055(Monter等人)和4,852,571(Gadsby等人)。
二氧化锰经过研究已作为非极性材料用于生物医学电极，它被制备成厚片状并与石墨放置在一起。参见Nencini等人在《生物医学工程》Vol.6，pp.193-197(1968)上发表的“用于刺激和记录的二氧化锰电极”和Nencini等人在《生物医学工程》Vol.8，pp.137-143(1970)上发表的“用于生物医学电极的二氧化锰去极化器”。但是还没有一种利用二氧化锰制造的生物医学电极，其形状能够与病者皮肤的轮廓一致。
电学装置中二氧化锰的其它用途包括在电池中聚集存储电能并以备随后释放。例如参见美国专利No.4,466,470(Alan等人)。
发明内容
本发明提供一种由合适的薄片状低极化率的无机氧化物层构成的生物医学导体，并且这种氧化物与连通于诊断设备的导电部件相接触。本发明还提供在生物医学电极中使用生物医学导电体的方法。
“低极化率”意味着无机氧化物能够在遭受用于解除病者心脏纤维性颤动的高压之后保持平衡电势。
无机氧化物的薄层能够使生物医学导电体具有灵活的结构和较小的截面。因此导体能够弯曲成符合与生物医学电极接触的皮肤的轮廓。
“薄”的含义是无机氧化层厚度小于100微米。
“合适”的含义是无机氧化物层可以弯折成使包含该层的生物医学电极与病者的皮肤有足够的接触面积，从而精确地接收电极接触位置处病者发出的生物医学电信号。
在可用的无机氧化物中，比较好的是锰的各种氧化物。锰的氧化物，特别是各种商业用途的二氧化锰，适合于在完成病者去纤颤过程之后要求保持生物医学电极内部导电体的低极化率的快速反应。
正如Nencini等人所认识到的那样，对于如何使锰的氧化物保持较低的极化率，人们知之甚少。虽然没有特别的理论依据，但是据信商业用途的二氧化锰中包含了具有不止一种氧化状态的锰的氧化物，因而通过上述二氧化锰中各种锰的氧化物的还原反应和氧化反应可以使导电体具有较低的极化率。这些还原/氧化(REDOX)反应发生迅速并且能够使导电体在承受对病者心脏去纤颤的高压之后保持较低的极化率。
本发明还实现了包含这里所述的生物导电体的生物医学电极。生物医学电极包含这里所述的生物导电体和与导体及病者皮肤接触的离子导电介质。
本发明的特征在于，与银/氯化银生物医学导电体相比，本发明的生物医学导电体对X-射线基本上是透明的。
本发明的另一个特征在于，与银/氯化银生物医学导电体相比，由于二氧化锰的成本低于银，所以本发明的生物医学导电体相对便宜。
本发明的优点在于，这里所述的生物医学导电体在具备了银/氯化银生物医学导电体所有特性的前提下，对X-射线基本透明并且材料成本较低。为了更好地理解本发明，下面结合附图描述本发明的实施例。
附图的简要说明
图1为包含本发明生物医学导电体的生物医学电极的顶视图。
图2为图1生物医学电极的剖面图。
图3为包含本发明生物医学导电体的另一个生物医学电极的顶视图。
图4为图3生物医学电极的剖面图。
实施发明的较佳方式
生物医学导电体
本发明的生物医学导电体包含状合适的去极化无机氧化生物物层生物生物它与电学连通于诊断设备的导电体部件接触。
导电部件例如包含蘑菇形揿纽、小孔、柱、衬底上的薄层以及夹杂在薄片状合适的去极化无机氧化层内的导电微粒。
比较好的是，导电部件是与薄片状合适的去极化层接触的层状物。该层最好是柔软而合适，并且对X-射线基本上是透明的。
适合用作导电部件的材料例如有本征导电的聚合物与各种形式的碳(特别是石墨)，例如含碳墨水、碳基纤维、含碳纺布和无纺布、含碳薄膜及其它化合物。比较好的是石墨，特别是以石墨墨水形式使用于非导电的薄片状柔性聚合物薄膜(例如聚酯薄膜)。
可选择的是，导电部件的微粒也可以与无机氧化物颗粒混合在一起，从而形成薄而合适的透X-射线的混合层状物。
无机氧化物薄层提供了作为生物医学导电体组成部分的去极化层并且比较好的是覆盖导电层与生物医学电极内离子导电介质之间的接触区域。
无机氧化物薄层可以是含有覆盖导电层的无机氧化物的凝胶，也或者可以是采用粘结剂涂覆在导电层上的薄膜。
在可用的无机氧化物中，各种结晶状态的二氧化锰比较容易得到，并且它具有较低的极化率，价格与银相比也比较便宜。
由于商用二氧化锰根据其中氧化锰氧化状态的不同，可以氧化其它组份的物质，所以谨慎选择与之接触的物质以避免不希望发生的成份分解。
石墨作为与二氧化锰接触的导电成份，是一个上佳的选择。石墨可以以颗粒状的形式混杂在去极化薄层内而与锰的氧化物接触，或者单独形成与去极化层接触的导电层。
石墨具有良好的导电性能，对X-射线是透明的，并且不易受锰的氧化物的氧化。
为了在导电层上形成薄片状合适的去极化层连续薄膜，锰的氧化物颗粒需要粘结剂并且可以作为墨水用于导电层上。在这种方式下，薄片状合适的去极化层夹在导电层与离子导电介质之间。
可选择的是，锰的氧化物颗粒与导电成份颗粒可以与粘结剂混合在一起并作为墨水涂覆在混合层内的非导电衬底上以提供薄片状合适的导电与去极化层。
相对难以被无机氧化物(特别是锰的氧化物)氧化较大的粘结剂可以是水溶性的聚合物。例如包括纤维素(如甲基纤维素)、聚氧乙烯、聚乙烯醇和聚N乙烯内酰胺，例如聚N乙烯2吡咯烷酮。在这些聚合物中，比较好的是混合有一定数量未反应羟基团和聚乙烯醇的甲基纤维素。
无机氧化物微粒的尺寸从0.1微米到50微米不等，比较好的是1微米。
当无机氧化物是锰的氧化物时，其晶体结构可以是获得较低极化率的任何结构。例如α-MnO2、β-MnO2、γ-MnO2，比较好的是γ-MnO2。
薄片状合适的去极化层内无机氧化物的固态含量可以介于层的10-99.99重量百分比之间，比较好的是介于40-99重量百分比之间，并且最好是97重量百分比左右。当薄片状合适的去极化层与分开的导电层接触时，粘结剂构成余下的成份。
在无机氧化物和导电成份的微粒混合起来形成混合层的实施例中，混合层内无机氧化物的固态含量介于层的1-99重量百分比之间；导电成份的固态含量介于层的1-99重量百分比之间；而粘结剂构成余下的成份。比较好的是，无机氧化物、导电成份的重量百分比分别介于50-90、10-50，而粘结剂构成余下的成份。
粘结剂用挥发性液体来溶解。无机氧化物的颗粒加上导电成份颗粒(可选)在挥发性液体中混合以形成墨水。挥发性液体比较好的是水。墨水涂覆在衬底上之后，挥发性液体蒸发出来。在多层结构的实施例中，衬底基本上是导电层。在混合层结构的实施例中，衬底是用作支撑导电体的非导电薄膜。
在墨水中可以选用其它成份。为了帮助水溶性聚合物粘住二氧化锰微粒，可以加入介于墨水固态含量的0.1-3重量百分比之间的无机盐，例如氯化钙和氯化钾，比较好的是1重量百分比左右。当聚乙烯醇用作粘结剂时，氯化钙起着聚氯乙烯离子交联剂的作用，增强了粘结效应。
另外，墨水中最多可以包含的商用界面活性剂(例如日本东京的Wako股份有限公司生产的索氏体一油酸或者聚氯乙烯索氏体一油酸)，但是这降低了去极化层对导电层的附着性能。比较好的是使制备去极化层的墨水去掉表面活性剂。
另外，为了在多层结构实施例的去极化层中获得良好的导电性能，可以在墨水中加入介于墨水固态含量的1-90重量百分比的碳或者石墨微粒。
而且，为了提高去极化层对导电层的附着性能，可以在墨水中加入介于墨水固态含量的0-90重量百分比的含水丙烯酸乳液附着剂。
丙烯酸乳液附着剂可以是至少一份A单体和至少一份B单体聚合反应的产物，其共聚物的内在粘度为1.0dl/g-2.0dl/g左右。A单体为包含非叔醇或非叔醇与碳原子量为1-14的乙醇混合物(碳原子量平均为4-12)的丙烯酸盐或甲基丙烯酸酯的聚合物单体。
B单体为乙烯的不饱和化合物，最好是丙烯酸、甲基丙烯酸、乌头二酸、丙烯酸胺、甲基丙烯酸胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、聚乙烯醇缩醛、N乙烯吡咯烷或者它们的混合物。
A单体是可聚合的并且对压敏粘合剂共聚物的粘度有一定的影响。这种A单体包括混有非叔烃醇的丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯，非叔烃醇例如有1-丁醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、1-甲基-1-丁醇、1-甲基-1-戊醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙烯-1-丁醇、2-乙烯-1-己醇、3，5，5-三乙烯-1-己醇、3-庚醇、2-辛醇、1-葵醇、1-十二烷醇等。这种单体丙烯酸或甲基丙烯酸酯在本技术领域内都是公知的，并且许多是可以购买到的。
B单体是与A单体共聚从而影响最终的压敏粘合剂共聚物物理性质的乙烯不饱和化合物。B单体的存在一般将降低最终的压敏粘合剂共聚物的柔软度。
因此，为了提供内在粘度介于1.0dl/g-2.0dl/g之间的压敏粘合剂共聚物，应该平衡A单体和B单体的重量百分比的比例。A单体与B单体重量百分比的比例介于85∶15-98∶2之间，比较好的是介于90∶10-97∶3之间。
粘合剂比较好的可以是质量百分比的比例为95∶5的异辛基丙烯和丙烯酸的共聚物并且可以按照美国专利No.RE24,906(Ulrich)的方法制备。
如果在墨水中采用电解的二氧化锰，则需要加入控制PH值的碱溶液以获得较好的扩散稳定性。例如可以加入占墨水固态含量1.5重量百分比的氢氧化钾。
生物医学电极
在监视和诊断中采用本发明生物医学导电体的生物医学电极比较有用。大多数的生物医学电极包括与皮肤接触的离子导电介质和连接离子导电介质与电学诊断设备的装置。
图1和2示出了位于可分离垫片12上的一次性的诊断心电图(ECG或EKG)电极10。电极10包括了生物兼容的粘性离子导电介质，揭去保护性的分离垫片12它即可与病者的皮肤接触。电极10包括属于本发明的内含生物医学导电体16的电学连接装置，导电体16包括与离子导电介质区域14接触的导电界面部分18和与区域14不接触但与电学设备(未画出)保持机械和电学连接的突出部分20。
在多层结构的实施例中，非导电的柔性聚合物薄膜24、导电层26以及薄片状合适的去极化层28组成的多层结构形成导体16。部件16的导电界面部分18包含至少涂覆在面对导电介质区域14的一面上的导电层26和涂覆在导电层26与接触区域14上的薄片状去极化层28。由于与电学设备的机械和电学接触无需去极化，所以去极化层28无需延展至突出部分20。
在混合层结构的实施例中，导体16是薄膜24与层26和28混合在一起的多层结构。
EKG导体部件16一般是薄片状的，并且柔软而合适。聚合物薄膜24的厚度一般介于10微米-200微米之间，比较好的是75微米左右。由墨水涂覆而得到的石墨层作为导电层26，其干化厚度介于1微米-100微米之间，比较好的是12微米左右。由墨水涂覆而得到的二氧化锰层作为去极化层28，其干化厚度介于1微米-100微米之间，比较好的是50微米左右。不管是如图1所示的分离型多层结构还是混合结构的实施例，层26和28的总厚度都介于2微米-200微米之间，比较好的是72微米左右。该累积厚度能够使导电体16与病者皮肤的轮廓贴紧。
比较好的聚合物薄膜24是购自弗吉尼亚州Hopewell的ICI Americas的“Mellinex”牌505-300、329或339聚酯薄膜和购自日本大坂的Unitika股份有限公司的“EMBLET T-100”牌或“EMBLET T-75”牌聚酯薄膜(聚乙烯对苯二酸盐)。
比较好的导电层26是购自日本kobe的Acheson日本股份有限公司的“JEF-120”牌石墨墨水。据信该石墨墨水含有聚酯粘结剂。当石墨墨水用于溶解醋酸异丁酯溶剂时特别有用，混合的比例为80重量百分比的石墨墨水和20重量百分比的溶剂。
比较好的去极化层28是二氧化锰薄膜，含有购自美国Massschusetts州JohnsonMatthey的93.2重量百分比的二氧化锰粉末(平均颗粒直径为0.8微米)、购自日本大坂的Matsumoto化学公司的“Marpolose EM 4000”牌5.8重量百分比的甲基纤维素粘结剂以及1.0重量百分比的氯化钾。另一种比较好的去极化层28是二氧化锰薄膜，含有购自日本东京的Tosoh公司的25.6重量百分比的电解二氧化锰粉末、购自日本东京的Mitsubishi化学公司的6.4重量百分比的酸性炉碳黑、28.8重量百分比的甲基纤维素粘结剂原料(占购自日本大坂Matsumoto化学公司的“Marpolose EM 4000”牌的甲基纤维素溶液的2.5重量百分比)、7.0重量百分比的甲基乳化粘合剂(按照美国专利No.RE24,906(Ulrich)制备的含95重量百分比的异辛基丙烯和5重量百分比的丙烯酸)、9.6重量百分比的KOH碱溶液或者1.6重量百分比的25％氨水溶液以及0.13重量百分比的氯化钾。墨水的固态含量占36％左右。
为了加强电极夹(未画出)与导电部件16的突出部分20之间的机械接触，可以在突出部分20的包含导电层26的一面22贴上背粘聚乙烯胶带。为此也可以采用从3M公司购置的“Blendrm”牌手术胶带。
如上所述，必须谨慎选择与去极化层28接触的离子导电介质。
离子导电介质应该能防止无机氧化物对其的氧化作用，特别是对离子导电成份中羟基的分解作用。对于离子导电介质14，比较好的是采用离子导电凝胶和与二氧化锰反应程度最小的粘合剂。
除了离子导电成份中基本上不挥发的可塑剂比较好的是分子量大于200或者含有占可塑剂3重量百分比的羟基以外，离子导电压敏粘合剂成份可以是美国专利No.4,855,077(Shikinami等人)中所揭示的那样。其它有用的成份包括欧洲专利0542294(Uy等人)中所揭示的固态导电聚合物成份、美国专利No.5,276,079(Duan等人)中所揭示的离子导电压敏粘合剂成份。已经发现，将羟基浓度限制在3％以内可以使生物医学电极10的存放寿命更长。
用于离子导电成份的可塑剂有分子量为550的购自联合碳化物股份公司的“Carbowax”牌聚乙烯乙二醇甲酯、分子量为2000的购自联合碳化物股份公司的“Carbowax”牌聚乙烯乙二醇以及购自日本东京的Tohou化学股份公司的“Hysolve”牌分子量比较好的是550的四乙基聚乙烯乙二醇甲酯。
采用本发明的生物医学电极的诊断方法是对病者心脏电波模式作较长时间的监视以检测异常模式。在美国专利No.5,012,810(Strand等人)、美国专利No.4,848,353(Engel)中揭示了监视用生物医学电极的结构。本发明的生物医学电极可以用作这里所示的实施例中的导体部件，其中本发明的去极化层覆盖了导体部件与导电粘合剂接触的衬垫区域但是并不覆盖导体部件与引向电学设备的夹子发生电学和机械接触的突出部分的两侧。比较好的是，本发明的生物医学导体用作美国专利No.5,012,810图2、3和4所示实施例中生物医学电极的导体部件。
图3和4基本上对应着美国专利No.5,012,810的图2和3。电极40包括绝缘体构造41和导体部件42。绝缘体构造41包括第一和第二部分44和45，它们一起限定了绝缘体构造41的相对两个侧面46和47。如图4所示，部分44和45分别包括伸长的边缘部分50和51。每个边缘部分50和51分别包括边界部分52和53，它们分别包括每个部分44和45的周边并沿着边缘50和51延伸。在这种方式下，部分44和45的取向基本上相互平行，边缘部分50和51互相叠盖从而使边界部分52和53交叠。边缘部分50和51之间有接缝。“基本平行”并不意味着部分44和45必须精确平行。例如由于导体部件42的厚度原因而无法在同一平面上精确地对齐。
导体部件42基本上与上述生物医学导电体16相似，其突出部分61对应上述的突出部分20而衬垫部分对应上述导电界面部分18。与生物医学导电体16一样，导体部件42是一种由不导电的柔性聚酯薄膜63、导电层64和薄片状合适的去极化层65组成的多层结构。不同的是，层64和65可以是混合层。
部件42的衬垫部分62包含至少涂覆在面对导电粘合剂区域70的聚酯薄膜63一侧的导电层和涂覆在导电层64与接触区域70上的薄片状去极化层65。由于与电学设备的机械和电学接触来说，去极化并不是必须的，所以去极化层65没有延伸到部分61。不同的是，层64和65可以是混合层并且在单单一个步骤中完成涂覆。为了增强其机械接触，可以按照与图1和2实施例中相同的方式在突出部分61上覆盖一层背粘聚乙烯胶带。
通常电极40构造为导体部件42的突出部分61伸入接缝60并跨越表面或者侧面46的一部分。因此如图3和4所示，导体部件42的衬垫部分62位于绝缘体构造41的一侧47而导体部件42的突出部分61位于绝缘体构造41的相对一侧46。应该理解的是，除了使突出部分61穿过接缝60以外，也可以利用粘合剂等将接缝密封起来。
可能需要在接缝60上提供外部密封。如图3所示，则可以通过在接缝60上放置粘合胶带条66并沿纵向部分延伸至突出部分61来做到这一点。也可能需要在表面47和接触于部分44的突出部分61的上表面67之间放置粘合剂。不同地是如图4所示，利用双面粘性胶带条69可以使突出部分61的下表面68附着在部分45上。即，利用突出部分61下面的粘合剂69而不是图3所示的顶部粘合剂使图4所示突出部分61与部分45之间粘合。
在图4中，示出了通常位于导体部件42下面的导电粘合剂的区域70。可以看出导电粘合剂的区域70由衬垫部分62侧面上同样覆盖有绝缘体构造41的皮肤粘合剂区域71包围。
在图4中，示出了与电极40一侧相抵的一层可分离垫片75，其上包括皮肤粘合剂71、导电粘合剂70和衬垫部分62。如图4所示，在可分离垫片75与绝缘体构造41部分之间可以有隔片75或突出76以利于分隔开来。
可以采用各种可分离的垫片75；例如包含诸如聚酯或者聚丙烯材料之类的聚合物并且涂覆有硅分离涂层的垫片，它很容易从皮肤粘合剂和导电粘合剂上分离下来。
可以采用各种材料来形成绝缘体构造41的部分44和45。通常情况下柔性材料比较好，它能使使用者感到舒适并且强度较好而厚度较薄。比较好的材料是聚合物泡沫(特别是聚丙烯泡沫)、无纺衬垫(特别是聚酯无纺型的)、各种纸张乙基透明薄膜。透明薄膜包括购自弗吉尼亚州Hopewell的ICI Americas的厚度为0.05mm的“Mellinex”牌聚酯薄膜。
最合适的材料是由熔吹聚氨酯纤维构成的无纺衬垫，它除了具有较好的柔性以外，伸张恢复性和透气性也比较好。在美国专利No.5,230,701(Meyer等人)中对按照本发明的电极中绝缘体购自41所使用的熔吹聚氨酯纤维作了描述。
比较好的是绝缘体构造在与电极40其余部分接触的表面包含皮肤粘合剂。
用于绝缘体构造41的较好网格材料(熔吹聚氨酯纤维)其基本重量介于60-140g/m2之间(比较好的120g/m2)。这种材料具有合适的张力与透湿率。比较好的透湿率如果按照21℃和50％相对湿度下的ASTM E96-80标准，应介于500-3000克水/m2/24小时(比较好的是500-1500克水/m2/24小时)。这种材料的一个优点是构成骨架的网格可以做得具有良好的弹性和强度恢复性。则意味着电极可以沿各个方向充分拉伸而不会使电极开裂和/或皮肤粘合剂提供的密封失效。比较好的是经过沿各个方向的50％的拉伸后，材料至少恢复至85％。
必须清楚的是这里所揭示的生物医学电极可以取各种尺寸。对于典型的应用场合，3.5-4.5cm×5.5-10cm的绝缘体构造比较合适。在典型的应用中，大于200-600微米的厚度提供了合适的强度与所希望的较小的起伏或者截面。
必须清楚的是可以采用各种材料作皮肤粘合剂。一般情况下，比较好的是采用丙烯酸盐酯粘合剂。特别是丙烯酸盐酯共聚物粘合剂。在美国专利Nos.2,973,826、Re24,906、3,389,827、4,112,213、4,310,509、4,323,557、4,732,808、4,917,928、4,917,929以及欧洲专利公报0 051 935中对这种材料作了描述。
尤其是包含95-97重量百分比的异辛基丙烯酸盐和5-3重量百分比的丙烯酰胺并具有1.1-1.25dl/g内在粘度的粘合剂共聚物比较好。
用于粘合剂69的粘合剂可以是双面粘性带中所述的任意一种丙烯酸盐酯。这里比较好的粘合剂除了内在粘度为1.3-1.45dl/g以外，与用于皮肤粘合剂的粘合剂相同。对于导电粘合剂区域70，比较好的是上面所述用于导电介质区域14的导电粘合剂。
必须清楚的是图4所示的各层以及有关的贴合有一定程度的夸张以利于理解该种结构。一般情况下，尽管部件42是多层结构，这种放置也只能在基本平坦的表面承受导电部件42很小的“s”形弯曲。
本发明可以用作生物医学导电体的生物医学电极的其它实例包括在美国专利No.4,527,087、4,539,996、4,554,924、4,848,353(以上为Engel的)、4,846,185(Carim)、4,771,713(Roberts)、4,715,382(Strand)、5,133,356(Bryan等人)以及美国专利No.5,215,087(Anderson等人)之中。除了可以用本发明的生物医学导电体替代这些专利中揭示的电学连接装置以外，在这些专利中还揭示了这类电极的制造方法。
在这些电极构造中，美国专利No.4,539,996(Engel)图1和2中所示的电极构造特别好，其中包含导电体12的背面13用本发明的生物医学导电体代替。
美国专利Nos.4,53996、4,848,353、5,012,810和5,133,356比较好。
在某些例子中，生物医学电极可以是从生物医学电极周边延伸出来的导电突出部分(如美国专利No.4,484,353所示)或者可以是穿过绝缘背面的狭缝或接缝延伸出来的导体部件(如美国专利No.5,012,810所示)。否则，电学连接装置可以是针眼或其它揿纽型连接器(如美国专利No.4,846,185所示)，在涂石墨的揿纽电极上涂覆去极化层。可选择的是，如美国专利No.5,012,810所示的导电突出部可以有针眼或者其它揿纽型连接器固定在上面。
生物医学导电体的制造方法
本发明的生物医学导电体可以用常规涂覆技术制造。对于含有导电成份微粒的墨水、含有无机氧化物颗粒的墨水或者包含上述两者的混合墨水，它们的涂覆可以采用屏幕印制或者刀片涂覆的方法，随后蒸发溶剂(水)以烘干墨水。当采用刀片涂覆方法时，通常采用25-100微米的缝隙，比较好的是采用50微米的缝隙。为了减少涂层中的表面缺陷，当在一连续过程中涂覆衬底时，编织速度应小于7m/min，比较好的是2m/min。
以这种方式涂覆在非导电的聚合物薄膜衬底上的墨水，其在145℃下烘干10分钟以产生10-15微米的厚度。不同的是，也可以在150-160℃下以0.8-4.6m/sec的较高空气流通速度烘干涂覆过的上下衬底。比较好的是在两个区域内烘干衬底的上下面，其中第一区域的空气流通速度介于1.4-2.8m/sec，编织速度小于2m/min。
在将去极化无机氧化物墨水涂覆在欲覆盖离子导电介质的石墨层部分上之后，于40-70℃下使其烘干10分钟以形成大约40-60微米的涂层厚度。
比较好的是采用槽口馈送刀片以涂覆去极化无机氧化物墨水，其中当涂层宽度介于50-60mm时槽口宽度比较好的是介于40-50mm。接触角比较好的是0°左右。为了尽可能地减少涂层中的空气滞留，当在一连续过程中涂覆衬底时，编织速度应小于5m/min，比较好的是2m/min。
可选择的是去极化层的烘干可以在65-75℃下以0.1-1.2m/sec的较低空气流动速率进行。比较好的是在两个区域内烘干衬底的上下面，其中第一区域的空气流通速度介于1.4-2.8m/sec，编织速度小于2m/min。
在构造好生物医学导电体之后，可以在系统内采用其它由上述有关电极专利所揭示的部件以制造适合不同用途的各种生物医学电极。本领域内的技术人员可以在不牺牲低极化率电极带来的性能的同时用本发明的对X-射线基本上是透明的、薄片状柔性合适的生物医学导电体代替价格昂贵的银/氯化银导体。
下述测试方法和实例进一步解释了本发明的范围。
医疗仪器高级协会(AAMI)采纳了以下的标准和测试方法来确定用于ECG一次性电极的生物医学电极的合适标准。参见“用于Pregelled ECG一次性电极的美国国家标准”医疗仪器高级协会(1984)，最低标准的测试方法和条件是直流偏移(100mV)，交流阻抗(2kOhms)和去纤颤过载恢复(4只电容放电后5秒小于100mV而剩余极化势的变化速率不大于1mV/sec)
                        实例
                        实例1
涂层成份由70重量百分比的含有聚酯粘结剂(购自日本Kobe的Acheson日本股份公司的Jef-120牌粘结剂)的石墨墨水和作为溶剂的30重量百分比的醋酸酯(购自Waco股份有限公司)。
                        实例2
表1列出了按照本发明的一系列墨水。所有的数值都是重量百分比。名称     MnO2    MC     Kcl    水     MA8    EC   Denka墨水A    24.4    1.7    0.3   70.8    2.8墨水B    21.8    1.7    0.3   70.8    5.4墨水C    24.4    1.7    0.3   70.8           2.8墨水D    24.4    1.7    0.3   70.8                 2.8墨水E    21.8    1.7    0.3   70.8                 5.4“MnO2”代表购自Johnson Mattey股份有限公司的活力二氧化锰。“MC”代表购自Matsumoto化学股份有限公司的EM4000牌甲基纤维素。“MA8”代表购自三菱化学股份有限公司的酸性炉黑碳。“EC”代表购自Azko化学股份有限公司的Ketjen黑碳。“Denka”代表购自Denka股份有限公司的乙炔黑碳。所有的墨水都在高剪切混合器内混合，随后抽真空以去除泡沫。
               实例3导电粘结剂按照下列化学配比制备。数值为重量百分比。聚乙烯吡咯烷                13.2(购自BASF并按照美国专利No.5,276,079交联)聚乙烯乙二醇                26.0(购自联合碳化物公司的“PEG300”)氯化钾                      0.8水                          60.0所有成份都在高剪切混合器内混合，随后在涂覆前抽真空以去除泡沫。
                   实例4导电粘结剂按照下列化学配比制备。数值为重量百分比。交联的聚乙烯吡咯烷          9.2(购自BASF并按照美国专利No.5,276,079交联)聚乙烯乙二醇                26.0(购自联合碳化物公司的“PEG600”)聚乙烯乙二醇甲酯            14.7(购自联合碳化物公司的“Carbowax 550”)氯化钾                      0.6水                          70.0
所有成份都在高剪切混合器内混合，随后在涂覆前抽真空以去除泡沫。
                          实例5
为了生成导电层，实例1的墨水涂覆在聚合物薄膜上。聚合物薄膜为厚度达100微米的购自日本的Unitika股份有限公司的EMBLET T-100聚乙烯对甲二酸酯。利用实验室型刮片涂膜机涂覆墨水，刮片-滚筒缝隙设定在75微米。涂覆的涂层随后在静止烘干炉内于145℃下烘干6分钟。最后的涂层大约12微米厚。
                          实例6
为了生成薄片状合适的去极化导体，将实例2的各种墨水涂覆在聚合物薄膜上。利用实验室型刮片涂膜机涂覆墨水，刮片-滚筒缝隙设定在100微米。涂覆的涂层随后在静止烘干炉内于70度下烘干6分钟。最后的涂层大约40-50微米厚。
                          实例7
为了生成评价用的测试片，将实例6的各种去极化导体涂覆在实例5所述的聚合物薄膜上。利用实验室型刮片涂膜机涂覆粘结剂，刮片-滚筒缝隙设定在800微米。涂覆的涂层随后在静止烘干炉内于70℃下烘干20分钟。最后的涂层大约200-250微米厚。
                          实例8
对实例7测试片的物理性质作了评价。在表2中，片A-E分别用墨水A-E制备。透过透明的导电粘结剂目视检测来评价湿润状态和表面状态。通过在人体皮肤上粘贴和剥离测试片来评价粘结剂强度；去极化层的断裂是性能不合格的判据。
                  表2样品名称    湿润状态     表面状态     粘结强度
片A        良好         平滑         良好
片B        良好         平滑         良好
片C        差           粗糙         不良
片D        差           粗糙         良好
片E        差           粗糙         良好
                        实例9
为了确定按照本发明的生物电极预期的烘干性质，采用墨水A制作了按照实例7的测试片，但是烘干的时间不同并按照上述AAMI标准评价其电学性质。表3示出了其结果。
                        表3粘结剂烘干时间  直流偏移   10Hz下的交流阻抗  第4个脉冲的SDR(70℃)      60秒处的mV                    (偏移)  (斜率)
                                         5秒处mV mV/sec20min.           2.2            392           23.2   -0.140min.           5.0            537           32.7   -0.360min.           0.6            1957          52.6   -1.290+min.          -0.1           4052          130.7  -5.2(完全烘干)
                         实例10
为了确定不同去极化层对测试片烘干性质的影响，除了完全烘干所有的测试片以外，用实例2的所有墨水按照实例9制作了测试片。随后对它们的电学性质作了评价。表4示出了结果。
                          表4粘结剂烘干时间  直流偏移    10Hz下的交流阻抗  第4个脉冲的SDR(70℃)      60秒处的mV                     (偏移)   (斜率)
                                          5秒处mV  mV/sec
片A          -0.1             4052         130.7    -5.2
片B          -6.3             612          33.8     -0.3
片C          3.1              607          25.6     -0.6
片D          2.4              585          51.7     -0.6
片E          14.2             408          57.0     -0.3
                       实例11
由于上述几个实例表明墨水B是本发明比较好的混合比例，所以为此进行优化实验并按比例放大包含该化合物的电极的生产。
实例1的涂覆成份采用刮片涂膜机涂覆在上述实例5中的PET薄膜上，刮片间隙设定为80微米而涂膜速度为1米/分钟。涂覆的涂层随后在7.5米烘干炉内于145℃下烘干。最后的涂层大约12微米厚。
该涂覆的薄膜随后与实例2一样，利用模压涂膜机涂覆上墨水B，模压间隔设定为200微米，涂膜缝隙为142微米而模压引导角为0.1度。涂膜速度为1米/分钟，涂覆的涂层随后在7.5米烘干炉内于57℃下烘干。最后的涂层大约35微米厚。
该涂覆的薄膜随后与实例4一样，利用模压涂膜机涂覆上导电粘结剂，模压间隔设定为500微米，涂膜缝隙为1100微米而模压引导角为0.1度。涂膜速度为1米/分钟，涂覆的涂层随后在7.5米烘干炉内于91℃下烘干。最后的涂层大约200微米厚。
利用模压切割机将涂覆的薄膜按照如图1所示的电极形状切割。据观察，经过切割后在切割边缘没有涂层断裂。有些电极被粘贴在人体皮肤上并进行了剥离测试。按照AAMI标准完成了电学测试，产生了以下10次测试的平均结果。表5示出了结果。
                   表5
          直流偏移    10Hz下的交流阻抗    第4个脉冲的SDR
         60秒处的mV                      (偏移)    (斜率)
                                         5秒处mV   mV/sec样品12        2.3               442           33.5      -0.3AAMI最低要求  ＜100             ＜100         ＜100     ＜100
                     实例12
导电粘结剂按照下列化学配比制备。数值为重量百分比。
交联的聚乙烯吡咯烷                9.4
(购自BASF并按照美国专利No.5,276,079交联)
聚乙烯乙二醇甲酯                  18.6
(购自联合碳化物公司的“Carbowax 550”)
氯化钾                            0.6
水                                71.4
KCl、水和PEGME放入混合容器内并用螺旋混合器混合直到盐溶解。交联的聚乙烯吡咯烷加入容器并混合直到聚合物分散开来。
                       实例13
为了测试粘结剂性质随烘干时间变化的情况，将实例12的导电粘结剂涂覆在聚合物薄膜上。聚合物薄膜为厚度达100微米的购自日本的Unitika股份有限公司的EMBLET T-100聚乙烯对甲二酸酯，经过Unitika股份有限公司所作的轻微的电晕处理。利用Konma牌滚筒涂膜机涂覆导电粘结剂，刮片-滚筒缝隙设定在750微米。涂覆的涂层随后在静止烘干炉内于65℃下烘干20、30、40、50和60分钟。烘干后，涂覆的薄膜覆盖有垫片并切割为50mm的样品板。每块样品板粘结在标准的Phenol板上并用1公斤的滚筒力按压两次。每个样品随后在180℃剥离强度下测试。剥离测试后进行手指粘性测试，检查Phenol板上是否有残留物存在。表6-8示出了结果。
                       表6
              25℃下进行的剥离测试烘干时间(分钟)    外表目视    手指粘性   180度强度(g)   残留物20              多水份       强           7           有30             软、清晰      强           30          有40             硬、清晰      极强         65          无50             部分硬，白色  一般         320         无60             硬，白色      弱           55          无
                      表7
              37下进行的剥离测试烘干时间(分钟)  外表目视   手指粘性   180度强度(g)    残留物20            多水份      强           4            有30           软、清晰     极强         40           有40           硬、清晰     极强         120          无50           硬，清晰     强           185          无60           硬，清晰     强           220          有
                      表8
              45℃下进行的剥离测试烘干时间(分钟)  外表目视   手指粘性   180度强度(g)   残留物30           硬、清晰    极强         31            无40           硬、清晰    极强         120           有50           硬，清晰    极强         220           有60           硬，清晰    极强         320           有因此必须注意导电粘结剂的烘干时间对装配的电极的性质是有影响的，必须进行优化。
                           实例14
通过将70重量百分比的带有购自日本Kobe的Acheson Japan股份有限公司的聚酯粘结剂的石墨墨水与作为溶剂的30重量百分比的二甘醇二乙醚醋酸酯混合制备涂层成份，溶剂购自Waco股份有限公司。加入3重量百分比的购自AchesonJapan股份有限公司的聚异氰酸盐交联剂作为硬化剂。
                           实例15
为了生成导电层，实例14的墨水被涂覆在聚合物薄膜上。聚合物薄膜为厚度达100微米的购自日本的Unitika股份有限公司的EMBLET T-100聚乙烯对甲二酸酯，经过Unitika股份有限公司所作的轻微的电晕处理。利用滚筒涂膜机涂覆墨水，涂覆的涂层随后在120度下烘干。最终的涂层大约13微米厚。
                           实例16
墨水按照下列化学配比制备。数值为重量百分比。
活性二氧化锰                  39.7
(购自J.M.)
聚乙烯醇                      0.8
(购自Kishiwa化学股份有限公司的Poval 2000)
甲基纤维素                    0.8
(购自Matsumoto化学的Marpolose EM4000)
氯化钙                        0.6
水                              58.1
为了生成去极化层，该墨水涂覆在实例15的涂层薄膜上。在涂覆之前，用纸擦拭实例15的一些薄膜以改变表面性质。随后利用调整好缝隙尺寸的滚筒涂膜机涂覆墨水。涂覆的涂层随后在静止烘干炉内于70℃下烘干10分钟，根据缝隙的不同，得到层厚为30、35和45微米的几个样品。
                       实例17
为了生成用于评价寿命的样品，在实例16的每种去极化导体上都涂覆实例12的导电粘结剂。利用滚筒涂膜机涂覆粘结剂并且随后烘干。涂有粘结剂涂层的导体随后放于57度的炉内进行寿命测试并在六周内的每一周都进行测试。表9示出了结果。
                       表9擦拭导体层？    去极化层厚度                周
              (微米)          1    2    3    4    5    6
是              30            OK   OK   OK   OK   OK   NG
是              35            OK   OK   OK   OK   OK   NG
是              45            OK   OK   OK   OK   OK   NG
否              30            OK   OK   OK   OK   OK   OK
否              35            OK   OK   OK   OK   OK   OK
否              45            OK   OK   OK   OK   OK   OK
“NG”即不良
                    实例18
导电粘结剂从单体溶液中制备，单体溶液由71.25克的异辛基丙烯酸盐、0.795克的联苯酰二甲基甲酮连氮(购自Ciba Geigy的Irgacure 651)、12.31克丙烯酸、16.60克的KCl水溶液、25.29克的聚乙烯乙二醇丙烯酸(750000M.W.)以及24.99克的烯属烃聚烷氧化物硫化剂(购自PPG工业股份公司的SAM 211(K+))。这种单体溶液采用采用350nm的紫外线硫化足够长的时间以在覆盖分离垫片的硅之间提供680mJ/cm2的能量(上分离垫片为硅的覆盖聚酯分离垫片)。最终的导电粘结剂通过迭压在由上述实施例11制作的导体片(粘结剂尺寸为2.54cm×3.175cm)上制成如图1所示的电极(粘结剂尺寸为2.54cm×2.54cm)。按照同一的方法制造第二电极。随后按照上述AAMI标准评价电学性质随时间的变化。表10示出了结果。
                     表10
直流偏移    交流阻抗          第3个脉冲的SDR
  mV          Ohms           (偏移)    (斜率)
                               mV      mV/sec
 -2.0         461    @5秒      8.4       --
                     @15秒     7.3      -0.1
                     @25秒     6.8      -0.0
                     @35秒     6.4      -0.0
               实例19
除了用购自日本Wakayama的Shin-Nakamura化学股份有限公司的聚乙烯乙二醇丙烯酸酯代替聚乙烯乙二醇丙烯酸750以外与实例18的步骤相同。AAMI测试为5秒间隔的SDR测量值。表11示出了结果。
                     表11
直流偏移    交流阻抗            第3个脉冲的SDR
  mV         Ohms              (偏移)    (斜率)
                                 mV      mV/sec
  3.7        403                 9.3     -0.1
                   实例20在寿命测试中通过将装有电极的湿润的屏蔽袋放入炉子内加热至49℃并在1、2、4和8周时取出，重复实例19。AAMI测试为5秒间隔的SDR测量值。表11示出了结果。
                     表12
周     直流偏移     交流阻抗      第3个脉冲的SDR
         mV           Ohms        (偏移)   (斜率)
                                    mV     mV/sec
1        2.3          713          4.6     -0.1
2        -0.8         906          15.3    -0.1
4        -1.4         547          14.7    -0.1
8        -2.5         614          15.4    -0.2
                 实例21和22
利用相同的墨水配比、相同的聚酯薄膜但不同的去极化层配比制备不同的导体片。基底薄膜为厚度达75微米的聚乙烯对甲二酸酯(购自日本的Unitika股份有限公司的EMBLET T-100)，经过Unitika股份有限公司所作的轻微的电晕处理。
石墨墨水从80重量百分比的JEF-120牌石墨墨水(购自日本Kobe的AchesonJapan股份有限公司)和20重量百分比的乙酸丁酯溶剂。
利用空气混合机将石墨墨水与溶剂混合起来。混合之后，混合物用两片纱布过滤并存储起来。
去极化层由两种配比制备。在两种配比中，丙烯酸乳化粘结剂作为强力粘结剂加入而碱溶液试剂的加入是为了起分散稳定作用。一种配比是将KOH作为碱溶液试剂；另一种是将NH3作为碱溶液试剂。实例21墨水制作的固体去极化层包含0.1重量百分比的KOH。实例22的固体去极化层因NH3的蒸发而不包含碱溶液。它们的配比示于表13。
            表13：MnO2墨水或者去极化层的配比
    材料   实例21(wt.％)   实例22(wt.％)
电解MnO2粉末     25.6     25.6
MA8酸性炉碳黑     6.4     6.4
甲基纤维素粘结剂原料     28.8     28.8
丙烯酸乳化粘结剂     7.0     7.0
KCl     0.13     0.13
1N-KOH     9.6     ---
25％氨水     ---     1.6
离子交换水     22.47     30.47
(固体％)     (36.6)     (36.6)
*电解MnO2粉末：日本Tosoh股份有限公司的FMH-MnO2 * MA8酸性炉碳黑：日本三菱化学股份有限公司*按照每个专利No.RE 24,906制备的丙烯酸(丁基丙烯酸酯/丙烯酸95/5)乳化液*甲基纤维素粘结剂原料：2.3重量百分比的EM4000溶液甲基纤维素：日本Matsumoto化学股份有限公司
实例21墨水的PH值为12而实例22墨水的PH值为11。不含粘结剂原料或者乳化粘结剂的墨水由空气混合机混合并存储。混合次序为KCl、碳黑、MnO2粉末、碱溶液。为了保持墨水的分散稳定性，在涂覆前要再次混合并用空气混合机将甲基纤维素粘结剂原料和丙烯酸乳化液混入墨水指导混合均匀。混合物有两片纱布过滤并注入购自日本Kobe的Heishin工程与设备股份有限公司的Moyno泵的漏斗。
实例21和22的墨水的储罐寿命超过6小时。漏斗中的涂层墨水由微型混合器持续混合以使粘结剂乳化液的分散最小。对于实例22的墨水，漏斗是密封的以使墨水中的NH3蒸发最小。
按照表14中的条件进行石墨墨水与MnO2墨水的涂覆。
                    表14
  石墨涂层    MnO2涂层
衬底类型     PET   PET上的石墨
衬底厚度*10-6[m]     75     86
涂层宽度[mm]     135     54
涂层厚度*10-6[m]     11     60
涂覆条件
涂层类型   压模(FB)  压模(SFK)
开槽缝隙[mm]     0.2     1
开槽宽度[mm]     130     46
涂层速度[m/min]      2     2
FB上滚筒[mm]     290
下滚筒[mm]     521
SFK压模对织网的距离*10-6[m]    289
压模角[度]     0
泵的类型     Zenith    Moyno
泵的尺寸[cc/rev.]     0.58     0.1
泵速[rpm]     23     108
过滤器                      Roki技术股份有限公司SL-700
张力[Kg/衬底宽度]
反绕机     2     2
绕线机     2     2
烘干条件鼓风机转速[Hz]
区1提供     24     12
区2提供     18     9
耗尽     55     55
循环     Y     N
背面加热     N     Y
炉温[℃]
区1最大     154     71
区2最小     152     67
区2最大     159     72
区2最小     158     67
FB＝流体轴承压模       SFK＝开槽馈送刮片压模
在处理期间，重要的是：
a)对于不用空气限制的MnO2墨水涂层采用开槽馈送刮片涂覆；
b)对于MnO2墨水提供干燥的条件以保持石墨表面的平滑和强附着力；
c)对于MnO2墨水采用Moyno泵；
d)对MnO2墨水混合并密封漏斗上的机构；
e)避免使用存放时间过长的MnO2墨水；
f)在使用前过滤混合的墨水。
对实例21和22涂层导体片的物理和电学性质进行了评价。对涂层石墨片的厚度、涂层重量和表面电阻进行了评价。表15示出了结果。
                 表15
        涂覆过的石墨片的评价
    实例21和22
厚度(固体)     11-12微米
涂层重量(固体)     0.204g/10cm2
表面电阻     40-50Ω/sq.
对MnO2涂层的涂层重量、软化度、边缘破损、分层解离和电学性质进行了评价。当涂层表面非常粗糙时，很难测量涂层厚度。所以测量了涂层重量。通过将涂层片弯曲180度从而确定去极化层相对石墨层的偏离量来评价软化度。对边缘破损的评价用来确定电极边缘处的去极化层是否偏离石墨层。解离的评价是观察当剥离电机的导电粘合剂时去极化层是否脱离石墨层。电学性质按照上述AAMI标准进行评价。
                      表16
             涂覆过的去极化层的评价
实例21 实例22
涂层重量(固体) 0.987g/100cm2 0.793g/100cm2
软化度 没有脱离 没有脱离
边缘破损 没有破损 没有破损
解理 无 无
AAMI标准 满意 满意
实例23A、23B、24A和24B
在两种生物电极上装配实例21和22的涂覆导体片和导电粘结剂背(EKG)薄膜以及垫片薄膜。一个为图1和2的形式而另一个为图3和4的形式。对于图1和2的电极，5个电极粘结在同一垫片上，在潮湿的屏蔽带内放入两片并存储起来。对于图3和4的电极，10个电极粘结在同一垫片上，在潮湿的屏蔽带内放入两片并存储起来。所用的导电粘结剂为固体状态的导电粘结片，它由聚氨酯和LiClO4盐组成(购自日本TAKIRON股份有限公司的No.-VIII)。该粘结剂为特殊配比的导电粘合剂并包含较少的多元醇，而且包含合适接缝以便于粘接皮肤。
在进行包括寿命试验在内的几种评价时，40个以上的装有每种电极袋子进行实验。
装配的电极采用AAMI标准评价最初的粘结强度和1小时后的粘结强度以及从皮肤上剥离下来后的痕迹质量与解离程度。AAMI标准如上所述。粘结强度是在人体手臂上通过180度剥离实验。
表17示出了根据AAMI标准的电学性质。所有的电极满足所有的AAMI标准。
                          表17
                根据AAMI标准的电学性能
Ex.     电极  直流偏离(mv)@60秒 10Hz下的交流阻抗(Ω) SDR-第4偏离@5秒(mV) 最大脉冲斜率(mV/s)
23A ECG电极(图1和2)实例21的导体&     -1.9     473     15.9     -0.4
    -1.1     504     15.4     -0.3
    1.3     548     21.3     -0.5
TAKIRONVIII粘结剂   平均508   平均-0.4
 23B EKG电极(图3和4)实例21的导体&TAKIRONVIII粘结剂     0.1     297     10.7     -0.2
    0.0     311     10.1     -0.1
    0.2     327     10.8     -0.2
  平均312   平均-0.2
 24A ECG电极(图1和2)实例21的导体&TAKIRONVIII粘结剂     -0.2     411     17.5     -0.2
    -1.2     487     17.2     -0.3
    -2.1     476     16.5     -0.3
  平均458   平均-0.3
 23B EKG电极(图3和4)实例21的导体&TAKIRONVIII粘结剂     -0.1     254     11.8     -0.1
    0.2     279     12.7     -0.1
    -0.4     302     12.9     -0.2
  平均278   平均-0.1
表18示出了有关皮肤粘结强度物理和临床性能、MnO2去极化层从石墨层解离程度以及铅的痕迹质量的。
                           表18
                      物理和临床性能
Ex.     电极 皮肤粘结度平均值(g)    解理      划痕
  180度初始   剥离@1小时
23A ECG电极实例21导体&TAKIRONNo.VIII 218 170 无 良好
23B EKG电极实例21导体&TAKIRONNo.VIII 60 133 无 略微的基线噪声
24A ECG电极实例22
导体&TAKIRONNo.VIII     308     305     无     良好
24B EKG电极实例22导体&TAKIRONNo.VIII 94 183 无 良好
*剥离速度为：0.3/分钟
实例23A、23B、24A和24B放入潮湿的屏蔽袋内加热至57℃并在10周后进行寿命测试。所有的试样电极都符合AAMI标准。
上面描述了本发明的实施例。但是本发明的范围由权利要求限定。

Claims (12)

1.一种生物医学导电体(16)，其特征在于包含一层薄而合适的低极化率无机氧化物。
2.一种生物医学电极(10或40)，其特征在于包含如权利要求1所述的生物导电体(16)。
3.如权利要求1或2所述的生物医学导电体，其特征在于进一步包含与低极化率的无机氧化物薄层机械和电学连接的导电层(26)。
4.如权利要求3所述的生物医学导电体，其特征在于导体(16)为多层结构，由不导电的柔性聚合物薄膜(24)、包含与聚合物薄膜机械连接的薄层的导电层(26)和至少与导电层的一部分机械和电学连接的薄而合适0的低极化率无机氧化物层(28)构成。
5.如权利要求4所述的生物医学导电体，其特征在于无机氧化物包括锰的氧化物。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的生物医学导电体，其特征在于无机氧化物薄层为进一步包含阻止无机氧化物氧化的粘结剂。
7.如权利要求6所述的生物医学导电体，其特征在于粘结剂包含水溶性聚合物、丙烯酸乳化附着剂和碱试剂，或者它们的组合，其中水溶性聚合物包括天然或合成的纤维素、聚乙烯氧化物、聚乙烯醇或者聚乙烯内酰胺。
8.如权利要求7所述的生物医学导电体，其特征在于无机氧化物占重量百分比大约介于0.01-90之间的薄膜和粘结剂占重量百分比大约介于0.01-90之间的薄膜。
9.如权利要求7所述的生物医学导电体，其特征在于无机氧化物包含锰的氧化物而粘结剂包含甲基纤维素。
10.如权利要求3-9中任意一项所述的生物医学导电体，其特征在于导电层对X射线基本上是透明的并包含导电聚合物或者含碳层。
11.如权利要求2-10中任意一项所述的生物医学电极，其特征在于进一步包含与导体接触的离子导电介质，其中离子导电介质包含离子导电压敏附着剂而离子导电压敏附着剂包含不挥发的塑化剂，其氢氧基团占不超过3％分子量的塑化剂。
12.如权利要求2-11中任意一项所述的生物医学电极，其特征在于所述导体包含突出部分(61)和垫片部分(62)，而电极进一步包含绝缘结构(41)，其中绝缘体构造(41)包括与导体接触的相对面从而使突出部分位于绝缘体结构的一面而垫片部分位于绝缘体结构的另一面上。
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