DE69528088T2

DE69528088T2 - Polarer druckempfindlicher haftkleber und ihn verwendende medizinische vorrichtungen

Info

Publication number: DE69528088T2
Application number: DE69528088T
Authority: DE
Inventors: J. Bischof; S. Kantner; Wilhelm Kuester
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2015-12-30
Also published as: AU4743896A; EP1019105B1; DE69528088D1; EP1019105A1; JP2000503009A; WO1997024149A1

Description

Diese Erfindung betrifft polare, lipophile Haftkleberzusammensetzungen zum Inkontaktbringen mit verschiedenen Arten von Säugerhaut. In einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung eine biomedizinische Elektrode mit einem Haftkleber als das ionisch leitfähige Material als Hautberührungsfläche. In einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung medizinische Gegenstände zum Hautkontakt, die in der Klebstoffzusammensetzung entweder einen Arzneistoff, um eine Vorrichtung zur transdermalen Abgabe zu bilden, oder ein antimikrobielles Mittel umfassen, als Wundverband.
Haftkleber finden einen breiten Nutzen bei medizinischen Anwendungen mit Hautkontakt, die das Mittel für an dem Patienten reversibel zu befestigenden Tapes, Verbänden und Vorrichtungen bereitstellen, wie in "Porous and Other Medical Pressure Sensitive Adhesives", K. Krug und N. M. Marecki, Adhesives Age, S. 19, November 1983, und "Hospital and First Aid Products", D. Satas und A. M, Satas, Kapitel 25 in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, 2. Auflage, Herausgeber D. Satas, Van Nostrand, Rheinhold, 1989, ausführlich beschrieben.
Eine Klebstoffzusammensetzung kann auch dazu dienen, um eine biomedizinische Elektrode auf die Haut zu kleben und um eine elektrische Verbindung zwischen dar Haut und einem elektrischen, medizinischen Apparat herzustellen, und weist wünschenswerterweise vielfältige Charakteristik auf, die in einer Zusammensetzung schwierig zu erzielen sind. Die Zusammensetzung sollte die Charakteristik eines guten medizinischen Klebstoffes und die eines guten elektrischen Leiters aufweisen. Die elektrische Leitfähigkeit wird in polaren Klebstoffzusammensetzungen durch ionische Spezies hervorgerufen.
Ionisch leitfähige Haftkleber, die zur Verwendung in vielen biomedizinischen Elektroden geeignet sind, sind in vielen Patenten gezeigt. US-A-4,524,087; US-A-4,539,996; US-A-4,554,924; US-A-4,581,821; US-A-4,674,512; US-A-4,777,954; US-A-4,684,558 und US-A-4,848,353 sind exemplarisch.
Ionisch leitfähige Klebstoffe, die nach den vorstehend aufgeführten Patenten hergestellt wurden, werden bei Erdungsplatten für Patienten, bei Elektroden zur transkutanen, elektrischen Nervenstimulierung (TENS) und Elektroden für das diagnostische Elektrokardiogramm (EKG/ECG) verwendet. Während diese Klebstoffe für einige Anwendungen ausreichende klebende und elektrische Eigenschaften bereitstellen, war die Optimierung der elektrischen Eigenschaften ohne nachteilige Beeinflussung der Klebeeigenschaften schwierig. Es ist bekannt, dass eine Erhöhung des Wassergehalts der in den vorstehend erwähnten U.S.-Patenten beschriebenen Klebstoffzusammensetzungen auf etwa 25% die elektrische Leistung der mit den Klebstoffen überzogenen Elektroden verbessert. Der Grund für diese empirische Beobachtung ist nicht bekannt. Eine mögliche Erklärung ist, dass die Zunahme an Wasser die Hydratation der Haut erleichtert, wodurch der Hautwiderstand verringert wird. Leider zeigte sich, dass eine Erhöhung des Wassergehalts auf optimale Konzentrationen für die elektrische Leistung die Klebrigkeit des Klebstoffes verringert, was zu einer schwächeren Haftung auf der Haut führt.
Ein weiterer ionisch leitfähiger Klebstoff ist in GB-A-2,115,431 und in den U.S.- Pat. Nrn. 4,699,146 und 4,750,482 offenbart. Die darin beschriebenen Klebstoffe werden gebildet, indem Polymere in einer weichmachenden Flüssigkeit gelöst oder dispergiert werden und das Gemisch Strahlungsenergien ausgesetzt wird, die mindestens 100.000 Elektronenvolt entsprechen (Röntgenstrahlen, γ- und β-Strahlen und Bestrahlung mit Elektronenstrahlen). Mit den Polymeren liegen bestrahlungsverträgliche, nichtflüchtige Elastifizierungsmittel vor, die unter anderem Mono- oder Diether eines Polyalkylenglycols, Mono- oder Diester eines Polyalkylenglycols und ein Imidazolinderivat als amphoteres grenzflächenaktives Mittel umfassen. Es wird jedoch auch davor gewarnt, Weichmacherhaltige grenzflächenaktive Mittel oder Detergentien mit der Haut in Kontakt kommen zu lassen, um sicherzustellen, dass der Klebstoff hypoallergen und nicht hautreizend ist. Diese Patente erkennen auch nicht die nützliche Wirkung des Vorhandenseins dieser grenzflächenaktiven Mittel oder Detergentien in einem polaren Klebstoff, was eine Absorption von Hautöl weg von der Klebstoff-/Haut-Grenzfläche ermöglicht, wodurch eine bessere Bindungsbildung bereitgestellt wird. Tatsächlich weisen diese Patente darauf hin, dass diese Materialien besser so verwendet werden, dass sie nicht mit der Haut in Kontakt sind, um sicherzustellen, dass keine Hautreizung hervorgerufen wird.
WO 93/10201 betrifft eine hydrophile Haftkleberzusammensetzung, die durch Bestrahlen von festem Poly-(N-vinyllactam) mit ionisierender Strahlung, um das Poly-(N- vinyllactam) zu vernetzen, und danach Mischen des durch Strahlung vernetzten Poly-(N- vinyllactams) mit im wesentlichen unbestrahltem Weichmacher in einer Menge, die zur Bildung einer kohäsiven Haftkleberzusammensetzung ausreicht, hergestellt wird. Die Zusammensetzung ist als biomedizinischer Klebstoff verwendbar, um als Komponente einer biomedizinischen Elektrode elektrische Signale zu übertragen oder zu empfangen.
Säugerhaut sondert von Natur aus verschiedene Öle und andere lipophile Verbin dungen ab, welche die Haut schützen. Lipide der menschlichen Hautoberfläche werden sowohl durch die Aktivität der Talgdrüsen als auch durch die Epidermis gebildet, wie in "Sebaceous Glands", John S. Strauss, Donald T. Downing und F. John Ebling, S. 569, Kapitel 26, aus Biochemistry and Physiology of the Skin, Herausgeber Lowell A. Goldsmith, Oxford University Press, New York, 1983, angemerkt. Talgdrüsenreiche Bereiche weisen eine höhere Gesamtlipidkonzentration auf, die in einer Untersuchung von einer Höhe von 160 ug/cm auf der Stirn bis zu 19 ug/cm auf den Beinen reicht. Mäßige Konzentrationen werden auf der Brust (59 ug), Seite (29 ug) und den Armen (30 ug) beobachtet, die zusammen mit den Beinen Anwendungsbereiche der biomedizinischen Elektroden sind, die eine der Verwendungen für den Klebstoff der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Zusammensetzung dieser Lipide variiert abhängig von den relativen Verteilungen dieser zwei Quellen etwas, wobei talgdrüsenreiche Bereiche höhere Konzentrationen von Wachsestern und Squalen aufweisen. Die Hauptkomponenten der Lipide in der Hautoberfläche umfassen Triglyceride (durchschnittlich 30%), freie Fettsäuren, die durch bakterielle Hydrolyse der Triglyceride erhalten wurden (durchschnittlich 30%), Wachsester (20%) und Squalen (10%). Die Fettsäuren, aus denen die Triglyceride bestehen, sind nach C. Carruthers in Biochemistry of Skin in Health and Disease, 4. Kapitel, "Lipid Composition", S. 73, Herausgeber Charles C. Thomas, Springfield, IL, 1962, überwiegend lineare, gesättigte C16- (Palmitinsäure, 24%), einfach ungesättigte C18- (Ölsäure, 36%), einfach ungesättigte C16- (9%) und lineare, gesättigte C18-Fettsäuren (Stearinsäure, 8%). Diese Schicht aus Lipiden der Hautoberfläche dient als schwache Grenzschicht, welche die Fähigkeit eines Haftklebers hinsichtlich einer schnellen Bindung an die Haut einschränkt. Ein Haftkleber, wie ein Material auf Acrylsäureester- oder Gummiharzbasis, kann das Hautöl von der Berührungsfläche weg absorbieren, wodurch eine Bindungsbildung ermöglicht wird. Polare Klebstoffe, wie die vorstehend zitierten ionisch leitfähigen Klebstoffe, sind mit dem Öl offensichtlich unverträglich, was zu einer Verringerung der Klebrigkeit der Oberfläche und schlechteren Bindungsbildung führt.
Es besteht ein Bedarf zur Bereitstellung eines polaren Haftklebers, der sowohl sofort als auch bis zu einer Woche an vielen verschiedenen Hauttypen (öligen, haarigen, schmutzigen, diaphoretischen, feuchten, trockenen, ...) zuverlässig kleben kann und dennoch nach der Verwendung ohne Erzeugung eines übermäßigen Traumas auf der Haut entfernt werden kann.
Der Stand der Technik hat dieses Problem der kontinuierlichen, zuverlässigen Haftung in Gegenwart von verschiedenen Hauttypen, insbesondere öliger Haut, nicht erkannt oder nicht erfolgreich angesprochen. Dieses Problem bleibt eine wichtige Herausforderung für den Klebstoffhersteller und kann durch die Tatsache weiter erschwert werden, dass der Klebstoff vielleicht für mehr als nur eine Bindung an die Haut erforderlich ist.
Haftkleber, die in Vorrichtungen zur Abgabe von transdermalen Arzneistoffen verwendet werden, können zum Beispiel auch als Reservoir für den Arzneistoff dienen. Haftkleber, die in Wundverbänden verwendet werden, können hohe Wasserdampfdurchlässigkeiten erfordern, um einem Aufweichen der Haut vorzubeugen und die Heilung zu unterstützen. Haftkleber, die in biomedizinischen Elektroden verwendet werden, müssen ionisch leitfähig sein.
Die vorliegende Erfindung löst das vom Stand der Technik unerkannte oder nicht angesprochene Problem. Die vorliegende Erfindung stellt einen polaren, lipophilen Haftkleber bereit, der die Haftfähigkeit in Gegenwart von öliger Säugerhaut beibehält.
Die Haftkleberzusammensetzung umfasst einen hautverträglichen, lipophilen, polaren Haftkleber, der eine hydrophile Polymermatrix und einen Weichmacher in einer Menge umfasst, die ausreicht, um die Matrix kohäsiv und hartklebend zu machen. Der Weichmacher umfasst eine wasserlösliche, polare, organische Verbindung und, bezogen auf den Klebstoff, mindestens 9 Gewichtsprozent eines verträglichen grenzflächenaktiven. Mittels mit einem HLB-Wert von 10 bis 17 oder eines Gemisches aus verträglichen grenzflächenaktiven Mitteln, das insgesamt einen HLB-Wert von 10 bis 17 aufweist.
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass die Verwendung eines verträglichen grenzflächenaktiven. Mittels als ein Teil des Weichmachers eine Phase in dem Klebstoff erzeugt, die der Klebstoffzusammensetzung strukturelle Festigkeit verleiht, die Feuchtigkeitsempfindlichkeit in der Klebstoffzusammensetzung verringert und der Klebstoffzusammensetzung auch die Absorption öliger Substanzen von der Klebstoff/Substratberührungsfläche weg in die Masse des Klebstoffes ermöglicht, was zu einer verbesserten Bindungsbildung und Retention führt.
Für den Zweck dieser Erfindung ist ein "verträgliches" grenzflächenaktives Mittel ein grenzflächenaktives Mittel, das als Co-Lösungsmittel für die hydrophile Polymermatrix wirkt, so dass das Gemisch aus einer wasserlöslichen, polaren, organischen Verbindung, einem grenzflächenaktiven Mittel und Wasser, wenn es verwendet wird, die hydrophile Polymermatrix solvatisiert und zum Quellen bringt, wodurch eine makroskopisch homogene Zusammensetzung ohne starke Phasentrennung der Flüssigkeit oder des Feststoffes gebildet wird. Wenn das Gemisch aus einem grenzflächenaktiven Mittel, einer polaren, organischen Verbindung und Wasser, wenn es verwendet wird, mit der Polymermatrix verträglich ist, wirkt es als Weichmacher, was durch eine Senkung der Glasübergangstemperatur experimentell beobachtet wurde. Alternativ kann in unverträglichen Systemen das grenzflächenaktive Mittel an der Oberfläche ausblühen, was eine Verringerung der Klebrigkeit des Klebstoffes verursacht.
Während keine Einschränkung auf eine spezielle Theorie besteht, werden die Fähigkeit des Klebstoffes, Öl von der Grenzfläche (Berührungsfläche: engl. "interface") weg zu absorbieren (daher Entfernung einer schwachen Grenzschicht) und die Geschwindigkeit, mit der das Öl in die Masse absorbiert wird (was die Geschwindigkeit der Bindungsbildung bestimmt), durch die Art und Menge des verwendeten grenzflächenaktiven Mittels bestimmt. Wie im Kapitel 3 von Surfactant Science and Technology, Drew Meyers, Herausgeber VCH, New York, 1988, angemerkt, werden flüssige, kristalline Strukturen oder Mesophasen angetroffen, wenn die Menge des grenzflächenaktiven Mittels über relativ niedrige Konzentrationen erhöht wird (bei denen nur Monomere und Mizellen existieren). Diese Mesophasen können die Form von doppelschichtigen Lamellenphasen annehmen. Wir nehmen an, dass diese Lamellenstruktur eine schnelle Absorption von Hautöl in den polaren Klebstoff ermöglicht, indem nicht-polare Kanäle in der Masse bereitgestellt werden. Mesophasen sind normalerweise lyotrop, was bedeutet, dass die Charakteristik des Systems stark von der Art und Menge des vorhandenen Lösungsmittels abhängt. Durch Zugabe weiterer Komponenten, wie eines Elektrolyten, ändern die polare, organische Verbindung und das hydrophile, polymere Netzwerk ändern das thermodynamische Gleichgewicht des Systems und ändern folglich die Art der vorhandenen aggregierten Spezies. Wegen dieser Wechselwirkungen ist es schwierig, den Nutzen eines bestimmten grenzflächenaktiven Mittels für die Herstellung der Klebstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung vorherzusagen.
Die Haftkleberzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können hergestellt werden, indem in Gegenwart der weichmachenden Lösung unter Verwendung von Polymerisations- oder Vernetzungsverfahren eine hydrophile Polymermatrix erzeugt wird oder indem zuerst die hydrophile Polymermatrix erzeugt wird und sie dann mit der weichmachenden Lösung gemischt wird, wobei sich der Klebstoff ergibt. Die hydrophile Polymermatrix wird bevorzugt aus einer radikalpolymerisierbaren Klebstoffvorstufe mit mindestens einem wasserlöslichen Monomer und einem Radikalinitiator der Photo- oder thermischen Klasse gebildet. In einer anderen Ausführungsform kann die Matrix durch Vernetzung von Polymeren mit einer statistischen Seitenfunktionalität aus lichtempfindlichen Seitengruppen (wie lichtempfindlichen Benzophenonen oder lichtinitiierbaren (Meth)acrylsäureestern) gebildet werden.
Die Zusammensetzung muss nicht kovalent vernetzt sein, es kann jedoch ein Vernetzungsmittel verwendet werden. Ein polyfunktionelles Vernetzungsmittel kann in bis zu etwa 1,5 Gewichtsprozent zu der Klebstoffvorstufe gegeben werden.
Ausführungsformen der Erfindung sind nachstehend, teilweise in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen, beschrieben.
Fig. 1 ist eine Ansicht einer biomedizinischen Elektrode von oben, die eine Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält und zur Diagnose oder Überwachung von Herzkrankheiten eines Säugerpatienten verwendet wird.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der biomedizinischen Elektrode von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Ansicht einer biomedizinischen Überwachungselektrode von oben, die eine Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält und zur Langzeitdiagnose oder -überwachung von Herzkrankheiten verwendet wird.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der biomedizinischen Überwachungselektrode von Fig. 3.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht einer anderen biomedizinischen Überwachungselektrode, die eine Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung und ein Stiftverbindungsstück enthält.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer medizinischen Säugerhautbedeckung, die: eine Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Abgabe eines Arzneimittels, das eine Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält.
Die hydrophile Polymermatrix kann bevorzugt aus Poly(ethylenoxid), natürlichen und synthetischen Polysacchariden und ihren Derivaten und Homo- und Copolymeren aus ethylenisch ungesättigten, hydrophilen Monomeren, einschließlich α,β-ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen und Salzen davon, wie (Meth)acrylsäure und Salzen davon, Acrylamid, N-Vinylpyrrolidon, (Meth)acrylsäurehydroxyethylester, Acrylamidpropansulfonsäure und Salzen davon, Methyl- und Ethylvinylether, und Polymeren mit Ammoniumfunktionalität, die sich aus einer Reaktion von aminhaltigen Monomeren mit Alkylierungsmitteln oder protischen Säuren, zum Beispiel (Meth)acrylsäure-N,N'-dimethylaminoethylester und Vinylpyridin, ableiten, ausgewählt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Polymermatrix ein Homo- oder Copolymer aus Acrylsäure, in dem gemäß den Angaben des U.S.-Pat. Nr. 4,848,353 die sauren Gruppen bevorzugt von 0,5 bis 95% neutralisiert sein können. Alkalihydroxide können als Neutralisierungsmittel für die sauren Gruppen verwendet werden, wobei Natrium- und Kaliumhydroxid bevorzugt sind.
Die hydrophile Polymermatrix kann 10 bis 40 Gewichtsprozent der Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, und bevorzugt 20 bis 35 Gewichtsprozent, umfassen. Zusammensetzungen, die diese Konzentration an hydrophiler Polymermatrix enthalten, weisen ein wünschenswertes Gleichgewicht der Klebrigkeit, Weichheit, Haftfähigkeit und Kohäsionsfestigkeit auf. Die Zusammensetzung weist im wesentlichen ein homogenes Aussehen auf, d. h. die wässrige, flüssige Phase wird in der Polymermatrix zurückgehalten, und im wesentlichen kann visuell keine Phasentrennung beoachtet werden.
Die weichmachende Lösung ist mit der Polymermatrix verträglich und umfasst 0 bis 80 Gewichtsprozent einer wasserlöslichen, polaren, organischen Verbindung, 0 bis 60 Gewichtsprozent Wasser und mindestens 9 Gewichtsprozent, bevorzugt mindestens 10 Gewichtsprozent, eines grenzflächenaktiven Mittels oder eines Gemisches aus grenzflächenaktiven Mitteln. Alle diese Gewichtsprozente sind auf das Gesamtgewicht der Klebstoffzusammensetzung bezogen.
Als verträgliches grenzflächenaktives Mittel kann ein anionisches, kationisches, nicht-ionisches oder amphoteres grenzflächenaktives Mittel verwendet werden. Die Verwendung dieser grenzflächenaktiven Mittel verbessert die Haftung der haftklebenden Elektroden auf öliger Haut, indem sie dem Klebstoff lipophile Eigenschaften verleiht. Durch den Einbau der grenzflächenaktiven Mittel in den Klebstoff wird die Kompatibilität zwischen dem Klebstoff und der öligen Haut verbessert.
Geeignete anionische, verträgliche grenzflächenaktive Mittel umfassen Alkylbenzolsulfonate, Sulfonsäurealkylester, Sulfonsäureolefinester, Ethersulfonsäurealkylester, Ethersulfonsäureglycerinester, Ethersulfonsäure-α-methylester, Sulfonfettsäuren, Schwefelsäurealkylester, Etherschwefelsäurefettalkoholester, Etherschwefelsäureglycerinester, gemischte Etherschwefelsäurehydroxyester, (Ether)schwefelsäuremonoglyceridester, (Ether)schwefelsäurefettsäureamide, Sulfobernsteinsäureester, Sulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Amidseifen, Ethercarbonsäuren, Isethionsäureester, Sarcosinsäureester, Tauride, Schwefelsäurealkyloligoglycosidester und (Ether)phosphorsäurealkylester.
Geeignete nicht-ionische, verträgliche grenzflächenaktive Mittel umfassen Fettalkoholpolyglycolether, Alkylphenylpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte Triglyceride, Alk(en)yloligoglycoside, Fettsäureglucamide, Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitester, Sorbitesterethoxylate und Polysorbate.
Geeignete kationische, verträgliche grenzflächenaktive Mittel umfassen quartäre Ammoniumverbindungen und quaternisierte Difettsäuretrialkanolaminester.
Geeignete amphotere, verträgliche grenzflächenaktive Mittel umfassen Alkylbetaine, Alkylamidobetaine, Aminopropionsäureester, Aminoglycinsäureester, Imidazoliniumbetaine und Sulfobetaine.
Nützliche, verträgliche grenzflächenaktive Mittel oder Gemische aus verträglichen grenzflächenaktiven Mitteln weisen einen HLB-Wert von 10 bis 17 auf oder das Gemisch aus verträglichen grenzflächenaktiven Mitteln weist insgesamt einen HLB-Wert von 10 bis 17 auf.
Bevorzugte verträgliche grenzflächenaktive Mittel können aus nicht-ionischen grenzflächenaktiven Mitteln mit einem HLB-Wert von 10 bis 17 ausgewählt werden. Fettalkoholpolyglycolether, Sorbitfettsäureester und Sorbitfettesterethoxylate mit diesem HLB- Bereich sind besonders bevorzugt. Wie Fachleuten bekannt ist, ist der HLB-Wert ein Acronym für das hydrophile-lipophile Gleichgewicht und zeigt den Grad an, bis zu dem sich ein bestimmtes grenzflächenaktives Mittel als öllöslicher beziehungsweise wasserlöslicher Emulgatortyp verhält, wie in Kapitel 20 von Surface Active Agents and Detergents, Bd. II, Anthony M. Schwartz, James W. Perry und Julian Berch, Robert E. Krieger Publishing Co., Huntington, New York, 1977, beschrieben. HLB-Werte in diesem Bereich dienen dazu, sicherzustellen, dass das grenzflächenaktive Mittel in der Klebstoffformulierung löslich ist und auch einen ausreichend hohen Kohlenwasserstoffgehalt aufweist, um das gewünschte Ölabsorptionsvermögen bei geringerem Gebrauch bereitzustellen.
Die wasserlösliche, polare, organische Verbindung der weichmachenden Losung hat die Funktion eines Feuchthaltemittels und wird als Mittel verwendet, um genügend Wasser in der wässrigen Phase des Klebstoffes zurückzuhalten, damit die Elektrolytsalze gelöst und ionisiert bleiben, wenn ein ionisch leitfähiger Klebstoff gewünscht ist, oder damit der Arzneistoff in Lösung bleibt, wenn eine Vorrichtung zur transdermalen Abgabe gewünscht ist, oder damit antimikrobielle Mittel in Lösung bleiben, wenn ein Wundverband gewünscht ist. Die wasserlösliche, polare Verbindung kann aus einer Verbindung ausgewählt werden, die aus ein- und mehrwertigen Alkoholen besteht. Polyoxyethylenglycole mit niedrigem Molekulargewicht sind geeignet (mittleres Molekulargewicht bis zu 600, z. B. CarbowaxTM 200 und 600, die von Union Carbide erhältlich sind). Unter diesen Verbindungen sind Glycerin, Poly(ethylenglycol), Monomethoxypoly(ethylenglycol) und Propandiol bevorzugt, da sie eine gute Klebstoffleistung und eine gute Wasserretention ergeben.
Die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann die wasserlösliche, polare, organische Verbindung in einer Menge von bis zu 80 Gewichtsprozent und bevorzugt 10 bis 50 Gewichtsprozent und Wasser in einer Menge von bis zu 60 Gewichtsprozent und bevorzugt 10 bis 30 Gewichtsprozent enthalten. Wenn sie in diesen bevorzugten Mengen vorliegen, stellen das Wasser und die polare, organische Verbindung Klebstoffzusammensetzungen mit einem guten Gleichgewicht der Haftklebeleistung bereit, während eine gute ionische Leitfähigkeit aufrechterhalten wird.
Die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann auch bis zu 12 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen Salzes, wie Alkali- und Erdalkalihalogenide, -acetate, -phosphate und -sulfate enthalten, die auf nicht-ionischen Polymermatrizes basierenden Klebstoffzusammensetzungen Leitfähigkeit verleihen oder die Leitfähigkeit von ionische Polymermatrizes enthaltenden Klebstoffzusammensetzungen erhöhen. Fachleuten für die Herstellung und Verwendung biomedizinischer Elektroden ist klar, dass, wenn die Polymermatrix Wasserstoff-liefernde Monomere (z. B. Acrylsäure) enthält, und die Monomere zu über 20% neutralisiert sind, die Salze dieser Monomere in Gegenwart von Wasser der weichmachenden Lösung in eine ionische Spezies dissoziieren und zu einer Klebstoffendzusammensetzung rühren, die zur Verwendung auf Elektroden für Erdungsplatten ausreichend ionisch leitfähig ist. Wenn jedoch die beabsichtigte Verwendung als biomedizinische Elektroden zur Überwachung mit der Fähigkeit besteht, sich von möglichen Überlastungen zu erholen, die während einer Defibrillation angewendet werden, liegt in der Klebstoffzusammensetzung bevorzugt ein chloridhaltiges Salz, wie Kalium- oder Natriumchlorid, in einer Menge zwischen etwa 0,5 und 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Klebstoffzusammensetzung, vor, und die Klebstoffzusammensetzung wird bevorzugt mit einem Silber/Silberchlorid-Leiter verwendet.
Es hat sich gezeigt, dass die Haftfähigkeit und die Abziehhaftung der Haftkleberzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verbessert werden können, indem Komponenten mit der Fähigkeit, Körperflüssigkeiten, wie Schweiß, von der Haut des Patienten zu adsorbieren und Wasser zurückzuhalten, eingebaut werden. Das bedeutet, dass bei der praktischen Anwendung diese Komponente Wasser (z. B. Schweiß) von der Haut des Patienten adsorbiert, und somit keine Verringerung der Haftung der Zusammensetzung auf der Haut eintritt. Ein weiterer Vorteil ist, dass Wasser in der Zusammensetzung zurückgehalten wird. Wenn eine Klebstoffpackung, zum Beispiel Elektroden, geöffnet wird, trocknet die Klebstoffzusammensetzung in der Regel aus, wenn nicht sofort alle verwendet werden. Wenn die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet, wird, wird Wasser zurückgehalten, und das Austrocknen der Elektroden wird auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Verschiedene Arten von Komponenten mit diesen Eigenschaften sind in der Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendbar und können aus Cellulose und ihren Derivaten, Stärke und ihren Derivaten und Pektinen verschiedenen Ursprungs ausgewählt werden. Diese Komponenten können in einer Menge von bis zu 10 Gewichtsprozent, insbesondere bevorzugt 1 bis 8 Gewichtsprozent, verwendet werden.
Die wasseradsorbierenden Komponenten sind bevorzugt aus natürlichen Polysacchariden, wie Karaya-Gummi, Agar-Agar (Polysaccharid); vernetztem Dextran (zum Beispiel Sephadex, ein Produkt von Pharmacia Fine Chemicals, AB, Upsalla, Schweden); Cellulose und Polymeren aus modifizierter Cellulose, wie Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und vernetzter Natriumcarboxymethylcellulose; Stärke und synthetisch modifizierten Stärkepolymeren, wie Natriumstärkeglycolaten; Guar Gum; Pektin (Glycosid); Gelatine; Carragheen etc. ausgewählt. In einer anderen Ausführungsform können gemäß dem U.S.-Pat. Nr. 5,362,420 (Itoh et al.) vernetzte Poly-(N-vinyllactame) verwendet werden. Diese verschiedenen Materialien können auch zur Verdickung der Vorstufe verwendet werden, bevor die Vorstufe auf das Substrat aufgetragen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine kovalente Vernetzung auf. In dem Fall umfasst die Klebstoffvorstufe ein polyfunktionelles Monomer. Geeignete Vernetzungsmittel umfassen Triethylenglycolbismethacrylat (TEGBM), Ethylenglycolbismethacrylat, Methylenbisacrylamid, Tetraethylenglycoldiacrylat (TEGDA) und 3,3'-Ethylidenbis-(N-vinyl-2-pyrrolidon). Weitere Vernetzungsmittel sind in US-A-4,536,554 aufgeführt. Die Menge des Vernetzungsmittels kann abhängig von der Wahl der Monomere und Vernetzungsmittel und den Polymerisationsbedingungen variiert werden. Wenn die Monomere Acrylsäure und/oder N-Vinylpyrrolidon sind, ist das Vernetzungsmittel bevorzugt Triethylenglycolbismethacrylat (TEGBM) oder Tetraethylenglycoldiacrylat (TEGDA). Konzentrationen der Vernetzungsmittel von 0,2 bis 0,9 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmonomere, können geeigneterweise verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung der Haftkleberzusammensetzung bereit. Die Haftkleberzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können erhalten werden, indem auf eine härtbare Zusammensetzung, umfassend 10 bis 40 Gewichtsprozent eines hydrophilen, ethylenisch ungesättigten Monomers, das zu der hydrophilen Polymermatrix härtbar ist und zur Herstellung einer Lösung mit bis zu 60 Gewichtsprozent Wasser gelöst wurde, bis zu 80 Gewichtsprozent einer wasserlöslichen, polaren, organischen Verbindung und mindestens 9 Gewichtsprozent, bevorzugt mindestens 10 Gewichtsprozent, eines grenzflächenaktiven Mittels oder eines Gemisches aus grenzflächenaktiven Mitteln und einen Polymerisationsinitiator für das hydrophile Monomer, Radikalpolymerisationsbedingungen angewendet werden. Zum Lösen der Monomere in der weichmachenden Lösung können die Komponenten miteinander gemischt werden. Die härtbare Zusammensetzung kann auch gegebenenfalls die vorstehend definierten Komponenten, wie wasserlösliches Salz, eine oder mehrere wasseradsorbierende Komponenten und ein Vernetzungsmittel, enthalten.
Die Polymerisation kann mit einem Initiator entweder der Photo" oder thermischen Klasse gestartet werden. Photoinitiatoren sind bevorzugt. Beispiele verwendbarer Photoinitiatoren sind in dem Artikel "Photoinitiators - An Overview" von Berner et al. in dem Journal of Radiation Curing (April 1979, S. 2 bis 9) offenbart. Der bevorzugte Photoinitiator ist 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon. Beispiele verwendbarer thermischer Initiatoren sind K&sub2;S&sub2;O&sub8;, Benzoylperoxid, Azobisisobutyronitril, Di-t-butylperoxid und Bromylperoxid. Die tatsächliche Wahl des Initiators hängt von den Monomeren und anderen Komponenten der Klebstoffvorstufe ab.
In dem Verfahren zur Herstellung der Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung sind die in der Vorstufe vorhandenen Materialien in derselben oder in modifizierter Form in der Endzusammensetzung vorhanden. Die weichmachende Losung kann als Lösungsmittel für die Monomere in dem Polymerisationsschritt dienen und kann als die weichmachende Flüssigkeit in der Endzusammensetzung vorliegen.
Wie vorstehend erklärt, kann die erhaltene Copolymermatrix kovalent vernetzt sein oder nicht. Bevorzugt ist ein bifunktionelles, vernetzendes Monomer enthalten, und die Polymerisation wird durchgeführt, bis sie im wesentlichen beendet ist, wobei weniger als 1% Monomer in der Endzusammensetzung zurückbleibt. Das Verfahren kann in situ durchgeführt werden, wobei die Klebstoffvorstufe auf einen Elektrodenleiter oder ein Trägersubstrat aufgetragen wird. In einer anderen Ausführungsform kann die Klebstoff Vorstufe auf ein Übertragungsflächengebilde aufgetragen werden, um ein Gewebe aus Klebstoff herzustellen, das nachfolgend in einen Verbundwerkstoff, wie eine biomedizinische Elektrode, eingebaut werden kann. Im letzteren Fall wird die Klebstoffvorstufe bevorzugt auf einen dünnen Gitterstoff, z. B. CerexTM-Material mit 0,1 mm (Monsanto), aufgetragen und gehärtet, um in dem Herstellungsprozess die mechanische Handhabung zu erleichtern.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann auch eine Vernetzung über eine statistische Seitenfunktionalität von photoreaktiven Seitengruppen oder photoinitiierbaren Seitengruppen verwenden. Kurz gesagt, das Verfahren umfasst die Herstellung polarer Polymere durch thermische Polymerisation mit copolymerisierbaren, photoreaktiven Seiteneinheiten, die aktiviert werden, wobei vernetzte, hydrophile Haftkleber bereitgestellt werden, wenn sie mit Feuchthaltemitteln plastifiziert wurden. Wenn diese lichtempfindliche Seiteneinheit aus einem "systemlöslichen", methacrylierten Photoinitiator erhalten wird, kann mit UV-Licht hoher Intensität eine sehr schnelle, reproduzierbare und vollständige Vernetzung erzielt werden, was eine effiziente Herstellung von Klebstoff-beschichteten Gegenständen und Tapes ermöglicht, insbesondere wenn dicke Klebstoffbeschichtungen gewünscht sind. Diese Materialien sind für die Verwendung als mit der Haut in Berührung kommende Haftkleber für eine medizinische Verwendung, bei der hohe Wasserdampfdurchlässigkeiten oder eine ionische Leitfähigkeit wichtig sein können, besonders geeignet. "Systemlöslich" bedeutet, dass der Photinitiator in einem Gemisch aus Wasser, Weichmacher und Monomer bei einer für die Copolymerisation verwendeten Temperatur löslich ist. Damit das entstandene gequollene Netzwerk einen Grad an Haftklebrigkeit besitzt, sollte das funktionalisierte, polare Polymer in einer Menge von 10 bis 40 Gewichtsprozent vorliegen, wobei der Weichmacher in einer Menge von 90 bis 60 Gewichtsprozent vorliegt. Das polare Polymer kann 95 Gewichtsprozent bis 99,5 Gewichtsprozent, bevorzugt 97 Gewichtsprozent bis 99 Gewichtsprozent, hydrophiles Monomer und 0,5 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent, bevorzugt 1 bis 3 Gewichtsprozent, systemlöslichen, (meth)acrylierten Photoinitiator enthalten.
Klebstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können in verschiedenen Anwendungen verwendet werden, bei denen Haftkleber industriell oder kommerziell bei der Herstellung von Tapes, klebenden Substraten und dergleichen verwendet werden. Klebstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können bevorzugt auf dem Gebiet der medizinischen Versorgung verwendet werden, wo Anforderungen an Klebstoffe besonders streng und schwierig sind, wenn eine Haftung auf öliger Säugerhaut beteiligt ist.
Da Säugerhaut eine besonders schwierige Oberfläche ist, um annehmbare Klebeeigenschaften zu identifizieren und kontrollieren, ist die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung für die Verwendung bei Anwendungen zur Säugerhautbedeckung, wie bioverträglichen medizinischen Klebstoffen, wie für den Empfang oder die Abgabe elektrischer Signale auf oder durch Säugerhaut, die Abgabe von Arzneimitteln oder Wirkstoffen auf oder durch Säugerhaut oder die Behandlung von Säugerhaut oder Öffnungen von Säugerhaut gegen eine mögliche Infektion, besonders geeignet.

Biomedizinische Elektroden

Biomedizinische Elektroden, die Klebstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mit einem darin enthaltenen Elektrolyten verwenden, sind für diagnostische (einschließlich Überwachung) und therapeutische Zwecke verwendbar. In ihrer einfachsten Form umfasst eine biomedizinische Elektrode ein leitfähiges Medium, das mit Säugerhaut in Kontakt ist, und ein Mittel zur elektrischen Übertragung, das zwischen dem leitfähigen Medium und der elektrischen diagnostischen, therapeutischen oder elektrochirurgischen Ausstattung wechselwirkt.
Fig. 1 und 2 zeigen entweder eine Wegwerfelektrode 10 für ein diagnostisches Elektrokardiogramm (ECG oder EKG) oder eine Elektrode 10 für transkutane elektrische Nervenreizung (TENS) auf einer Trennfolie 12. Elektrode 10 umfasst einen Bereich 14 aus einem bioverträglichen und klebenden, leitfähigen Medium zum Inkontaktbringen mit der Säugerhaut eines Patienten nach der Entfernung der schützenden Trennfolie 12. Die Elektrode 10 umfasst ein Mittel zur elektrischen Übertragung 16, umfassend einen leitenden Teil mit einem leitfähigen Grenzflächenteil 18, der mit dem Bereich 14 aus dem leitfähigen Medium in Kontakt ist, und einen Abgriffteil (tap portion) 20, der sich über den Bereich 14 aus dem leitfähigen Medium hinaus erstreckt, für den mechanischen und elektrischen Kontakt mit der elektrischen Apparatur (nicht gezeigt). Das Mittel 16 zur elektrischen Übertragung umfasst eine leitfähige Schicht 26, die mindestens auf die Seite 22 aufgetragen ist, die mit dem Bereich 14 aus dem leitfähigen Medium in Kontakt ist.
Es ist vorhersehbar, dass ein typischer leitender Teil 16 einen Materialstreifen mit einer Dicke von etwa 0,05-0,2 mm, wie eine Polyesterfolie, umfasst und auf Seite 22 eine Beschichtung 26 aus Silber/Silberchlorid mit einer Dicke von etwa 2,5-12 um und bevorzugt etwa 5 um aufweist. Für den leitenden Teil 16 sind gegenwärtig Polyesterfolien bevorzugt, die als Folie der Marke ScotchpakTM von Minnesota Mining and Manufacturing Company aus St. Paul, MN, oder Folie der Marke "Melinex" 505-300, 329 oder 339 von ICI Americas aus Hopewell, VA, im Handel erhältlich sind und mit einer Silber/Silberchlorid-Farbe beschichtet sind, die als Farbe "R-300" von Ercon, Inc., aus Waltham, MA, im Handel erhältlich ist. Ein leitender Teil TENS 16 kann aus einem Vliesstoff, wie einem Gewebe aus Polyester/Cellulose-Fasern, hergestellt werden, das als "Manniweb"-Material von Lydall, Inc., aus Troy, NY, im Handel erhältlich ist, und weist auf Seite 22 davon eine Kohlefarbschicht 26 auf, die als Farbe "SS24363" von Acheson Colloids Company aus Port Huron, MI, im Handel erhältlich ist. Zur Erhöhung des mechanischen Kontakts zwischen einer Elektrodenklemme (nicht gezeigt) und dem leitenden Teil 16 kann ein Polyethylentape mit Klebstoffrückseite auf den Abgriffteil 20 auf der Seite aufgetragen werden, die sich gegenüber Seite 22 mit der leitfähigen Beschichtung 26 befindet. Ein chirurgisches Tape, das als "Blenderm"-Tape von 3M Company im Handel erhältlich ist, kann für diesen Zweck verwendet werden.
In einer anderen Ausführungsform kann gemäß der Offenbarung der PCT-Veröffentlichung WO 94/026950 der leitende Teil eine mehrschichtige Konstruktion aus einer nicht-leitfähigen, flexiblen Polymerfolie mit einer schwefelreaktiven Oberfläche, einer Metallschicht, die auf der Oberfläche abgeschieden ist und mit dieser wechselwirkt, und einer gegebenenfalls vorhandenen Metallhalogenidschicht sein. Der leitfähige Grenzflächenteil 18 des Teils 16 umfasst eine Metallschicht, die auf einer schwefelreaktiven Oberfläche auf mindestens der Seite des Polymerfoliensubstrats abgeschieden ist, die dem Bereich 14 aus dem leitfähigen Medium gegenüberliegt, und die gegebenenfalls vorhandene Metallhalogenidschicht, die auf die Metallschicht aufgetragen und mit dem Bereich 14 in Kontakt ist. Da für den mechanischen und elektrischen Kontakt mit der elektrischen Ausstattung keine Depolarisation nötig ist, muss sich die gegebenenfalls vorhandene Metallhalogenidschicht nicht bis zum Abgriffteil 20 erstrecken.
In einer anderen Ausführungsform kann der leitende Teil 16 eine mehrschichtige Konstruktion aus einer nicht-leitfähigen, flexiblen Polymerfolie, einer elektrisch leitfähigen Schicht und einer dünnen, gleichförmigen, depolarisierenden Schicht aus einem anorganischen Oxid, bevorzugt Mangandioxid, sein. In einer anderen Ausführungsform ist der leitende Teil 16 eine mehrschichtige Folienkonstruktion mit elektrisch leitfähigen und depolarisierenden Schichten, die miteinander gemischt sind. Beide dieser alternativen Ausführungsformen können gemäß der Offenbarung der internationalen PCT-Patentveröffentlichung WO 95/20350 konstruiert sein, die hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Der leitfähige Grenzflächenteil des Teils umfasst eine elektrisch leitfähige Schicht, die mindestens auf die Seite der Polymerfolie auf getragen ist, die dem Bereich 14 aus dem leitfähigen Medium gegenüberliegt, und die dünne, depolarisierende Schicht, die auf die elektrisch leitfähige Schicht aufgetragen und mit dem Bereich 14 in Kontakt ist. Da für den mechanischen und elektrischen Kontakt mit der elektrischen Ausstattung keine Depolarisation nötig ist, muss sich die depolarisierende Schicht nicht bis zum Abgriffteil 20 erstrecken.
Nicht-einschränkende Beispiele biomedizinischer Elektroden, die Klebstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung entweder als leitfähige oder als nicht-leitfähige Klebstoffbereiche verwenden können, umfassen Elektroden, die in den U.S.-Pat. Nr. 4,524,087; 4,539,996; 4,554,924; 4,848,353 (alle Engel); 4,846,185 (Carim); 4,771,783 (Roberts); 4,715,382 (Strand); 5,012,810 (Strand et al.); und 5,133,356 (Bryan et al.) offenbart sind.
In den Elektroden, die auch Randbereiche aus einem nicht-leitfähigen, bioverträglichen Haftkleber verwenden, werden diese Randbereiche durch die Verwendung von Klebstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung fakultativ. Wünschenswerterweise können diese Randbereiche entfernt werden, da sie nicht mehr nötig sind.
In einigen Fällen kann das Mittel zur elektrischen Übertragung ein elektrisch leitfähiger Abgriff sein, der sich von der Peripherie der biomedizinischen Elektroden erstreckt, wie die in dem U.S.-Pat. Nr. 4,848,353 gezeigte, oder kann ein leitender Teil sein, der sich durch einen Schlitz oder eine Naht in einem isolierenden Trägerteil erstreckt, wie der in dem U.S.-Pat. Nr. 5,012,810 gezeigte. Andernfalls kann das Mittel zur elektrischen Übertragung ein Ösen- oder ein anderes Schnapp Verbindungsstück sein, wie das in dem U.S.-Pat. Nr. 4,846,185 offenbarte. Femer kann das Mittel zur elektrischen Übertragung ein Bleidraht sein, wie der in dem U.S.-Pat. Nr. 4,771,783 gezeigte. Ungeachtet der Art des zur elektrischen Übertragung verwendeten Mittels, kann eine Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die einen Elektrolyten enthält, als ein Bereich aus einem leitfähigen Klebstoff auf einer biomedizinischen Elektrode für diagnostische (einschließlich Überwachung), therapeutische oder elektrochirurgische Zwecke liegen.
Eine andere Art eines diagnostischen Verfahrens, das eine biomedizinische Elektrode der vorliegenden Erfindung verwenden kann, ist die Langzeitüberwachung von elektrischen Wellenmustern des Herzens eines Patienten, um Muster mit einer Anomalie festzustellen. Eine bevorzugte Struktur einer biomedizinischen Elektrode ist in dem U.S.-Pat. Nr. 5,012,810 (Strand et al.) offenbart. Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen der darin gezeigten Ausführungsformen als das ionisch leitfähige Medium verwendet werden. Der Klebstoff der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt als der Bereich aus dem leitfähigen Klebstoff in der biomedizinischen Elektrode der Ausführungsform verwendet, die in Fig. 2, 3 und 4 des U.S.-Pat. Nr. 5,012,810 gezeigt ist.
Fig. 3 und 4 entsprechen im wesentlichen Fig. 2 beziehungsweise Fig. 3 des U.S.- Pat. Nr. 5,012,810. Die Elektrode 40 umfasst eine Isolatorkonstruktion 41 und einen leitenden Teil 42.
Die Isolatorkonstruktion 41 umfasst den ersten und zweiten Abschnitt 44 und 45, die zusammen die gegenüberliegenden Seiten 46 und 47 der Isolatorkonstruktion 41 definieren. Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst jeder Abschnitt 44 und 45 einen Längskantenteil 50 beziehungsweise 51. Die Kantenteile 50 und 51 umfassen jeweils einen Randteil 52 beziehungsweise 53, die einen peripheren Teil jedes Abschnitts 44 beziehungsweise 45 umfassen und sich entlang der Kanten 50 beziehungsweise 51 erstrecken. Auf diese Alt und Weise sind die Abschnitte 44 und 45 so ausgerichtet, dass sie sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken, wobei die Kantenteile 50 und 51 einander so überlappen, dass sich die Randteile 52 und 53 überlappen. Zwischen den Kantenteilen 50 und 51 wird eine Naht 60 erzeugt. "Im wesentlichen parallel" bedeutet nicht, dass die Abschnitte 44 und 45 notwendigerweise genau parallel sind. Sie können zum Beispiel aufgrund der Dicke des leitenden Teils 42 nicht genau koplanar ausgerichtet sein.
Der leitende Teil 42 entspricht im wesentlichen dem vorstehend beschriebenen biomedizinischen, elektrischen Leiter 16 mit einem Abgriffteil 61, der dem vorstehend beschriebenen Abgriffteil 20 entspricht, und einem Abgriffteil 62, der dem vorstehend beschriebenen leitfähigen Grenzflächenteil 18 entspricht. Wie der biomedizinische, elektrische, leitende Teil 16 kann der leitende Teil 42 ein beliebiger der vorstehend offenbarten Ausführungsformen sein. In dieser Ausführungsform ist der leitende Teil 42 eine mehrschichtige Konstruktion aus einem nicht-leitfähigen, dehnbaren, organischen Polymersubstrat 63 mit einer Organoschwefeloberfläche 64, einer darauf geklebten Metallschicht 65 und gegebenenfalls einer Metallhalogenidschicht 66, die gemäß der Offenbarung der PCT- Patentveröffentlichung WO 94/26950 hergestellt wurde.
Der Kissenteil 62 des Teils 42 umfasst den Teil des Metallfilms, der dem Bereich 70 aus dem leitfähigen Klebstoff gegenüberliegt, gegebenenfalls mit der Metallhalogenid schicht 66, die mit dem Bereich 70 in Kontakt ist. Da für den mechanischen und elektrischen Kontakt mit der elektrischen Ausstattung keine Depolarisation nötig ist, muss sich die Metallhalogenidschicht 66 nicht bis zum Abgriffteil 61 erstrecken. Gegebenenfalls kann ein Polyethylentape mit Klebstoffrückseite auf dieselbe Art und Weise wie die für die Ausführungsform von Fig. 1 und 2 auf den Abgriffteil 61 angewendet werden, um den mechanischen Kontakt zu erhöhen.
Im allgemeinen ist die Elektrode 40 so konstruiert, dass der Abgriffteil 61 des leitenden Teils 42 aus der Naht 60 und über einen Teil der Oberfläche oder der Seite 46 herausragt. Folglich ist, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, der Kissenteil 62 des leitenden Teils 42 auf einer Seite 47 der Isolatorkonstruktion 41 angeordnet, und der Abgriffteil 61 des leitenden Teils 42 ist auf einer gegenüberliegenden Seite 46 der Isolatorkonstruktion 41 angeordnet. Es ist selbstverständlich, dass die Naht mittels eines Klebstoffes oder dergleichen abgedichtet werden kann, außer wenn sich der Abgriffteil 61 durch die Naht 60 erstreckt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Unterseite 68 des Abgriffteils 61 mittels eines Doppelklebebandstreifens 69 in der richtigen Lage zu Abschnitt 45 geklebt gezeigt. Das heißt, die Haftung in Fig. 4 zwischen dem Abgriffteil 61 und dem Abschnitt 45 erfolgt mittels des Klebstoffes 69 unterhalb des Abgriffteils 61.
In Fig. 4 ist ein Bereich 70 aus dem leitfähigen Klebstoff der vorliegenden Erfindung gezeigt, der im allgemeinen unterhalb des leitenden Teils 42 angeordnet ist Gegebenenfalls ist der Bereich 70 aus dem leitfähigen Klebstoff von einem Bereich 71 aus einem bioverräglichen Hautklebstoff umgeben, der auch auf die Isolatorkonstruktion 41 aufgetragen ist, wobei deren Seite den Kissenteil 62 darauf aufweist. Der Bereich 71 kann jedoch wegen der polaren, lipophilen Haftklebeeigenschaften des Klebstoffes der vorliegenden Erfindung weggelassen werden oder kann auch der Klebstoff der vorliegenden Erfindung sein.
In Fig. 4 ist eine Schicht aus der Trennschicht 75 gezeigt, die gegenüber der Seite der Elektrode 40 angeordnet ist, die den gegebenenfalls vorhandenen Hautklebstoff 71, den leitfähigen Klebstoff 70 und den Kissenteil 62 darauf aufweist. Gegebenenfalls kann, wie in Fig. 4 gezeigt, zwischen der Trennschicht 75 und einem Teil der Isolatorkonstruktion 41 ein Zwischenstück 76 oder ein Abgriff (tap) 76 angeordnet sein, um die Abtrennung zu erleichtern.
Verschiedene Trennschichten 75 können verwendet werden; zum Beispiel eine Schicht, umfassend ein Polymer, wie ein Polyester- oder Polypropylenmaterial, das mit einer Beschichtung des Typs einer Silicontrennbeschichtung beschichtet ist, der von dem Hautklebstoff und dem leitfähigen Klebstoff leicht abtrennbar ist.
Verschiedene Materialien können zur Bildung der Abschnitte 44 und 45 der Isolatorkonstruktion 41 verwendet werden. Im allgemeinen ist ein flexibles Material bevorzugt, das für den Verwender bequem und relativ robust und dünn ist. Bevorzugte Materialien sind Polymerschaumstoffe, insbesondere Polyethylenschaumstoffe, Vlieskissen, insbesondere; Polyestervliese, verschiedene Papierarten und durchsichtige Folien. Nicht-einschränkende Beispiele von durchsichtigen Folien umfassen eine Polyesterfolie, wie eine "Melinex"- Polyesterfolie, die von ICI Americas, Hopewell, VA, im Handel erhältlich ist und eine Dicke von 0,5 mm aufweist, und ein chirurgisches Klebeband, das von 3M Company als das ungeprägte Klebeband "Transpore" im Handel erhältlich ist.
Die am meisten bevorzugten Materialien sind aus schmelzgeblasener Polyurethanfaser hergestellte Vlieskissen, die eine außergewöhnliche Elastizität, Rückverformung nach Dehnung und Luftdurchlässigkeit zeigen. Schmelzgeblasene Polyurethanmaterialien, die in Elektroden der Isolatorkonstruktion 41 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind in der europäischen Patentveröffentlichung 0 341 875 (Meyer) und dem entsprechenden U.S.-Patent Nr. 5,230,701 (Meyer et al.) allgemein beschrieben.
Gegebenenfalls weist die Isolatorkonstruktion einen Hautklebstoff auf ihrer Oberfläche auf, der mit dem Rest der Elektrode 40 in Kontakt ist.
Zur Verwendung in der Isolatorkonstruktion 41 bevorzugte Gewebematerialien (schmelzgeblasene Polyurethane) weisen ein Flächengewicht des Gewebes von etwa 60-140 g/m² (bevorzugt etwa 120 g/m²) auf. Diese Materialien weisen eine geeignete Zugfestigkeit und Wasserdampfdurchlässigkeit auf. Eine bevorzugte Wasserdampfdurchlässigkeit beträgt etwa 500-3000 g Wasser/m²/24 Stunden (bevorzugt 500-1500 g Wasser/m²/24 Stunden), wenn sie gemäß ASTM E96-80 bei 21ºC und 50% relativer Feuchtigkeit untersucht wurde. Ein Vorteil dieser Materialien ist, dass aus ihnen gebildete Gewebe hergestellt werden können, die eine gute Elastizität und Rückverformung nach Dehnung zeigen. Dies bedeutet, dass sich die Elektrode ohne Verlust der Unversehrtheit der Elektrode und/oder Versagen der Dichtung, die durch den Hautklebstoff bereitgestellt wird, mit der Bewegung des Patienten in alle Richtungen gut dehnen kann. Material mit einer Rückverformung nach Dehnung von mindestens etwa 85% in allen Richtungen nach einer Dehnung von 50% ist bevorzugt.
Es ist selbstverständlich, dass für die hier offenbarte biomedizinische Elektrode verschiedene Abmessungen verwendet werden können. Im allgemeinen ist für typische vorhersehbare Anwendungen eine Isolatorkonstruktion von etwa 3,5-4, 5 mal 5,5-10 cm ganz geeignet.
Es ist auch selbstverständlich, dass verschiedene Materialien als der Hautklebstoff verwendet werden können, wenn der lipophile, polare Haftkleber nicht verwendet wird oder wenn der Bereich 71 nicht entfernt wird. Typischerweise sind Acrylsäureesterklebstoffe bevorzugt. Acrylsäureestercopolymerklebstoffe sind besonders bevorzugt. Diese Materialien sind in den U.S.-Pat. Nr. 2,973,826; Re 24,906; Re 33,353; 3,389,827; 4,112,213; 4,310,509; 4,323,557; 4,732,808; 4,917,928; 4,917,929; und in der europäischen Patentveröffentlichung 0 051 935 allgemein beschrieben.
Im besonderen wird gegenwärtig ein Klebstoffcopolymer mit etwa 95 bis etwa 97 Gewichtsprozent Acrylsäureisooctylester und etwa 5 bis etwa 3 Prozent Acrylamid und mit einer inneren Viskosität von 1,1-1,25 dl/g bevorzugt.
Ein für den Klebstoff 69 verwendbarer Klebstoff kann ein beliebiger der vorstehend beschriebenen Acrylsäureesterklebstoffe in Form eines Doppelklebebandes sein. Ein gegenwärtig bevorzugter Klebstoff ist derselbe Klebstoff, wie gegenwärtig für den Hautklebstoff bevorzugt, außer dass er eine innere Viskosität von etwa 1,3-1,45 dl/g aufweist.
Es ist selbstverständlich, dass die Abmessungen der verschiedenen Schichten und ihre Konformation während des Zusammensetzens in Fig. 4 etwas übertrieben gezeigt sind, um ein Verständnis der Konstruktion zu erleichtern. Im allgemeinen wird trotz der mehrschichtigen Konstruktion des Teils 42 ein im wesentlichen flaches Gesamtaussehen mit nur einer sehr kleinen Krümmung vom "s"-Typ in dem leitfähigen Teil 42 durch die Anordnung angepasst.
Eine weitere Konstruktion einer biomedizinischen Elektrode ist in Fig. 5 im Querschnitt gezeigt. Die Elektrode 80 weist einen nicht-leitfähigen Träger 82 mit einer Öffnung 83 auf, die durch den Schnapper 84 bedeckt ist, aus dem der Stift oder die Öse 85 herausragt. Der Schnapper 84 wird durch die Öse 85 befestigt, wobei ein Punkt einer elektrischen Verbindung zu der elektrischen Apparatur bereitgestellt wird. Die Decköse 85 und der Träger 82 sind der Bereich 86 aus dem Klebstoff der vorliegenden Erfindung. Eine Abziehfolie 88 schützt vor der Verwendung den PSA-Bereich 86. Der Träger 82 kann aus denselben oder ähnlichen Materialien wie die Isolatorkonstruktion 41 hergestellt werden. Die Öse 85 kann eine metallbeschichtete Kunststofföse sein (wie eine ABS-Kunststofföse, die silberbeschichtet, chloriert und von Micron Products aus Fitchburg, MA, im Handel erhältlich ist). Der Schnapper 84 kann ein Metallschnapper sein (wie die Edelstahlöse Nr. 304, die von Eyelets for Industry aus Thomason, CN, im Handel erhältlich ist). Die Elektrode 80 ist besonders bevorzugt, da der Klebstoff der vorliegenden Erfindung sowohl als der bioverträgliche Hautklebstoff als auch als das ionisch leitfähige Medium in der Elektrode 80 dienen kann. Vergleichsweise ist eine Überwachungselektrode, die eine Ummantelung aus einem bioverträglichen Hautklebstoff erfordert, um ein nicht-klebendes, jedoch ionisch leitfähiges Gelkissen zu umgeben, wie die Elektrode der Marke Red DotTM, die von Minnesota Mining and Manufacturing Company im Handel erhältlich ist, eine kompliziertere Konstruktion.
Andere Beispiele biomedizinischer Elektroden, welche die vorliegende Erfindung als leitfähigen Klebstoff verwenden können, umfassen Elektroden, die in den U.S.-Pat. Nr. 4,527,087; 4,539,996; 4,554,924; 4,848,353 (alle Engel); 4,846,185 (Carim); 4,771,783 (Roberts); 4,715,382 (Strand); 5,133,356 (Bryan et al.) offenbart sind. Verfahren zur Herstellung dieser Elektroden sind in diesen Patenten offenbart, außer dass der Klebstoff der vorliegenden Erfindung den Bereich aus dem leitfähigen Klebstoff und gegebenenfalls auch den Bereich aus dem Hautklebstoff, die in diesen Patenten offenbart sind, ersetzen kann. Unter diesen verschiedenen Elektrodenkonstruktionen ist eine Elektrodenkonstruktion, wie die in Fig. 4 und 5 des U.S.-Pat. Nr. 4,848,353 (Engel) gezeigte, besonders bevorzugt, in welcher der elektrisch leitfähige Klebstoff 36 durch den Klebstoff der vorliegenden Erfindung ersetzt ist, und in welcher der bioverträgliche PSA 32 gegebenenfalls weggelassen oder gegebenenfalls durch den Klebstoff der vorliegenden Erfindung ersetzt ist.
Bei der Verwendung für diagnostische EKG-Verfahren sind die in Fig. 1 und 2 gezeigten Elektroden oder die in dem U.S.-Pat. Nr. 4,539,996 gezeigten Elektroden bevorzugt. Bei der Verwendung zur Überwachung von Elektrokardiogrammverfahren (EKG) sind die in Fig. 3 und 4 gezeigten Elektroden und die in den U.S.-Pat. Nr. 4,539,996, 4,848,353, 5,012,810 und 5,133,356 offenbarten bevorzugt.
In einigen Fällen kann der biomedizinische, elektrische Leiter ein elektrisch leitfähiger Abgriff (tap) sein, der sich von der Peripherie der biomedizinischen Elektroden erstreckt, wie die in dem U.S.-Pat. Nr. 4,848,353 gezeigten, oder kann ein leitender Teil sein, der sich durch einen Schlitz oder eine Naht in einem isolierenden Trägerteil erstreckt, wie der in dem U.S.-Pat. Nr. 5,012,810 gezeigte. Andererseits kann das Mittel zur elektrischen Übertragung ein Ösen- oder anderes Schnappverbindungsstück sein, wie das in dem U.S.-Pat. Nr. 4,846,185 offenbarte. In einer anderen Ausführungsform kann ein elektrisch leitfähiger Abgriff, wie der in dem U.S.-Pat. Nr. 5,012,810 gezeigte, ein daran befestigtes Ösen- oder anderes Schnappverbindungsstück aufweisen.

Medizinische Hautbedeckungen

Medizinische Hautbedeckungen, welche die Klebstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwenden und gegebenenfalls darin enthaltene antimikrobielle und andere biologisch wirksame Mittel aufweisen, sind zur Behandlung von Säugerhaut oder Säugerhautöffnungen, bevorzugt gegen eine mögliche Infektion und auch für die Durchlässigkeit von Wasserdampf und Exsudat aus der Haut verwendbar.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer medizinischen Hautbedeckung 90 mit einem Trägermaterial 92 und einer Schicht 94 aus dem Klebstoff der vorliegenden Erfindung, die auf das Trägermaterial 92 aufgetragen und bis zur Verwendung durch eine Trennschicht 96 geschützt ist. Das antimikrobielle Mittel 98 ist bevorzugt in der Schicht 94 enthalten, wobei das Mittel 98 vor dem Auftragen auf das Trägermaterial 92 zugegeben wird. In einer anderen Ausführungsform kann gemäß dem U.S.-Pat. Nr. 4,931,282 (Asmus et al.) die Schicht 94 als Dichtungsmaterial verwendet werden.
Für die Verwendung wird die Trennschicht 96 entfernt, und die Schicht 94 des Klebstoffes der vorliegenden Erfindung kann als Teil eines medizinischen Tapes, eines Wundverbandes, einer Bandage von allgemeinem medizinischem Nutzen oder einer anderen medizinischen Vorrichtung mit wasser- oder feuchtigkeitsabsorbierenden Eigenschaften auf die Haut des Patienten aufgetragen werden.
Die Klebstoffschicht 94 kann auf eine Schicht aus Trägermaterial 92 aufgetragen werden, die aus einem beliebigen von mehreren Trägermaterialien mit einer hohen Wasserdampfdurchlässigkeitsrate zur Verwendung als medizinische Tapes, Verbände, Bandagen und dergleichen ausgewählt ist. Geeignete Trägermaterialien umfassen die in den U.S.-Patenten 3,645,835 und 4,595,001 offenbarten. Andere Beispiele verschiedener Folien, die als extrudierbare Polymere im Handel erhältlich sind, umfassen Polyesterelastomere der Marke "HytrelR 4056" und "HytrelR 3548", die von E. I. DuPont de Nemours and Company aus Wilmington, Delaware, erhältlich sind, Polyurethane der Marke "Estane", die von B. F. Goodrich aus Cleveland, Ohio, erhältlich sind, oder Polyurethane der Marke "Q-thane", die von K. J. Quinn & Co. aus Maiden, Massachusetts, erhältlich sind.
Die Schicht 94 des Klebstoffes der Erfindung kann kombiniert mit einer Schicht 92 aus einem geeigneten Trägermaterial als Verband verwendet werden.
Klebstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können als einzelne Gelpartikel verwendet werden, die in einer kontinuierlichen Haftklebermatrix dispergiert sind, wobei ein Zweiphasencomposite gebildet wird, das in medizinischen Anwendungen verwendbar ist, wie in dem U.S.-Pat. Nr. 5,270,358 beschrieben, dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die Klebstoffschicht 94 kann durch verschiedene Verfahren, einschließlich direktem Beschichten, Laminierung und Heißlaminierung, aufgetragen werden. Die Trennschicht 96 kann danach unter Verwendung von direktem Beschichten, Laminierung und Heißlaminierung aufgetragen werden.
Die Verfahren der Laminierung und Heißlaminierung umfassen die Anwendung von Druck beziehungsweise Hitze und Druck auf der Schicht der Klebstoffschicht 94 auf der Trägermaterialschicht 92. Die Temperatur für die Heißlaminierung reicht von etwa 50ºC bis etwa 250ºC, und die sowohl bei der Laminierung als auch bei der Heißlaminierung angewendeten Drücke reichen von 0,1 kg/cm² bis etwa 50 kg/cm².

Vorrichtungen zur Arzneimittelabgabe

Vorrichtungen zur Arzneimittelabgabe, die hydrophile Haftkleberzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls mit einem topischen, transdermalen oder iontophoretischen Wirkstoff und Excipientien, Lösungsmitteln oder Mitteln zur Verbesserung des Eindringens, die darin enthalten sind, verwenden, sind zur Abgabe von Arzneimitteln oder anderen wirksamen Mitteln auf oder durch Säugerhaut verwendbar.
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht einer Vorrichtung 100 zur transdermalen oder topischen Abgabe eines Arzneistoffes mit einer Trägerschicht 102, einer Schicht 104, die den darauf aufgetragenen Klebstoff der vorliegenden Erfindung enthält und durch eine Trennschicht 106 geschützt ist. Weitere Schichten können zwischen der Schicht 102 und der Schicht 104 vorliegen, um Arzneimittel oder andere Wirkstoffe aufzunehmen. Andernfalls sind, wie in Fig. 7 gezeigt, Arzneimittel und andere Mittel 108 in der Klebstoffschicht 104 dispergiert.
Die Trägerschicht 102 kann ein beliebiges Trägermaterial sein, das Fachleuten bekannt ist und für Vorrichtungen zur Arzneistoffabgabe verwendbar ist. Nicht-einschränkende Beispiele dieser Trägermaterialien sind Polyethylen, ein Ethylen-Essigsäurevinylester- Copolymer, Polyethylen-Aluminium-Polyethylen-Composite und Träger der Marke ScotchPakTM, die von Minnesota Mining and Manufacturing Company aus St. Paul, Minnesota, im Handel erhältlich sind.
Die Trennschicht 106 kann ein beliebiges Trennschichtenmaterial sein, das Fachleuten bekannt ist. Nicht-einschränkende Beispiele dieser im Handel erhältlichen Trennschichten umfassen siliconisierte Polyethylenterephthalsäureesterfolien, die von H. P. Smith Co. im Handel erhältlich sind, und fluorpolymerbeschichtete Polyesterfolien, die als Trennschichten unter der Marke ScotchPakTM von 3 M im Handel erhältlich sind.
Der Wirkstoff 108 kann ein beliebiges therapeutisch wirksames Material sein, das Fachleuten bekannt ist und für die topische Verabreichung auf der Haut oder die transdermale oder iontophoretische Abgabe durch die Haut eines Patienten empfohlen ist. Nicht-einschränkende Beispiele von Wirkstoffen, die in Vorrichtungen zur transdermalen Abgabe verwendbar sind, sind ein beliebiger wirksamer Arzneistoff oder Salze dieser Arzneistoffe, die in topischen oder transdermalen Anwendungen verwendet werden, oder Wachstumsfaktoren für die Verwendung zur Förderung der Wundheilung. Andere Wirk stoffe, die als Arzneistoffe oder pharmakologisch wirksame Mittel identifiziert wurden, sind in den U.S.-Pat. Nr. 4,849,224 und 4,855,294 und in der PCT-Patentveröffentlichung WO 89/07951 offenbart.
Excipientien oder Mittel zur Verbesserung des Eindringens sind Fachleuten such bekannt. Nicht-einschränkende Beispiele von Mitteln zur Verbesserung des Eindringens umfassen Ethanol, Laurinsäuremethylester, Ölsäure, Myristinsäureisopropylester und Monolaurinsäureglycerinester. Andere Mittel zur Verbesserung des Eindringens, die Fachleuten bekannt sind, sind in den U.S.-Patenten Nr. 4,849,224 und 4,855,294 und in der PCT- Patentveröffentlichung WO 89/07951 offenbart.
Das Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur transdermalen Abgabe hängt von ihrer Konstruktion ab.
Die in Fig. 7 gezeigte Vorrrichtung 100 zur Abgabe eines Arzneistoffes kann unter Verwendung des folgenden allgemeinen Verfahrens hergestellt werden. Eine Lösung wird durch Lösen des Wirkstoffes 108 und solcher optionalen Excipientien, wie sie gewünscht sind, in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt und in die Vorstufe vor der Bildung der Zusammensetzung, während der Bildung der Zusammensetzung oder direkt in die bereits gebildete Zusammensetzung gemischt. Die entstandene beladene Klebstoffzusammensetzung wird auf die Trägerschicht 102 aufgetragen. Eine Trennschicht 106 wird aufgetragen, um die beladene Klebstoffschicht 104 zu bedecken.

Beispiele

Herstellungsbeispiel

Für die Beispiele 1-26 und Vergleichsbeispiele 1-3 und 6 wird die weichmachende Lösung durch Lösen eines wasserlöslichen Salzes in Wasser und Zugabe einer polaren, organischen Verbindung hergestellt. Das Vernetzungsmittel und der Photoinitiator werden in dem hydrophilen, polymerisierbaren Monomer gelöst. Beide Lösungen werden gemischt und gerührt, bis sie homogen sind. Das grenzflächenaktive Mittel und die wasseradsorbierende Komponente werden dann zugegeben, und das ganze Gemisch wird erneut gerührt.
Das Gemisch wird in einer Dicke von 0,8 mm auf eine Polyesterfolie mit 75 um auf getragen und mit einer siliconisierten Polyesterfolie mit 75 um bedeckt. Diese Konstruktion wird dann 6 min mit einer UV-Lampe (Wellenlänge 351 nm, Intensität 1 mW/cm², Dosis 360 mJ/cm²) bestrahlt.
Die siliconisierte Polyesterfolie wird entfernt, und der Klebstoff mit der verbliebenen Polyesterfolie wird zur Bestimmung seiner Eigenschaften verwendet.
Die folgenden Haftfestigkeits- und Impedanztests wurden durchgeführt:

1. Haftfestigkeit

a) Ein 10 mm breiter Klebstoffstreifen auf einer Polyesterfolie wurde mit seiner Klebstoffseite auf eine coextrudierte Polyethylenfolie mit 100 um gelegt und zweimal mit einer Walze mit 2 kg überrollt. Die Oberfläche besteht aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und weist ein mattes Aussehen auf. Der Streifen wurde mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min und einem Winkel von 180º von der Oberfläche abgezogen, und die Haftfestigkeit wurde mit einem Zugprüfer (in N/dm) gemessen. Die Tests wurden nach 1 min und 24-stündiger Lagerung (Standzeit) bei Raumtemperatur durchgeführt. In einigen Beispielen wurde die Haftfestigkeit nach 24 Stunden bei einer relativen Feuchtigkeit von 98% und 37ºC gemessen.
b) Dieselben Tests wurden mit der gleichen Polyethylenfolie durchgeführt, die mit einer 5%igen Lösung aus Olivenöl/Oleinöl/Linolsäure/Squalen (70/15/10/5) in Isopropanol verunreinigt wurde, indem ein Papiertuch in der Lösung eingeweicht und die HDPE-Oberfläche damit abgewischt wurde. Der Teststreifen wurde nach dem Verdampfen des Isopropanols aufgetragen, und die Oberfläche wurde noch einmal mit einem sauberen Papiertuch abgewischt. Die Menge der kontaminierenden Substanz wurde zu 0,03 mg/cm² bestimmt. Olivenöl ist ein Triglycerid, das aus Fettsäuren, einschließlich linearer, gesättigter C16- (Palmitinsäure, 14%), einfach ungesättigter C18- (Ölsäure, 71%) und zweifach ungesättigter C18- Fettsäure (Linolsäure, 10%), wie in The Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Auflage, Band 10, S. 267, John Wiley and Sons, New York, 1993, beschrieben, besteht. Somit ähnelt dieses Gemisch aus 70% Triglycerid, 25% freier Fettsäure und 5% Squalen sowohl chemisch als auch in der Konzentration den früher beschriebenen Lipiden der Hautoberfläche.

2. Impedanz

Die Gel-zu-Gel-Impedanz (Rückseite-zu-Rückseite-Impedanz) wurde gemäß dem "American National Standard for Pregelled ECG disposable Electrodes" (ANSI/AAMI EC12-1983) mit Prep-Check Modell EIM105 von General Devices aus Bogota, New Jersey, gemessen. Klebstoffproben wurden auf einen Silberträger laminiert und in Form einer Elektrode ausgestanzt. Der Polyester wurde entfernt, und zwei Elektroden wurden mit ihren Klebstoffseiten zusammengefügt und mit den Drähten des Prep-Check-Apparates verbunden. Der Impedanz-Wert wurde 1 Minute nach der Verbindung mit dem Apparat abgelesen (in kΩ).

3. Beurteilung des Hautreizungspotentials

Der Test der primären Hautreizung (PSI) an weißen Kaninchen aus Neuseeland ist als Vorhersage der Möglichkeit einer Hautreizung bei Menschen allgemein anerkannt, wie in Kapitel 10, "Predictive Skin Irritation Tests in Animals and Humans", Esther Patrick und Howard Maibach, in Dermatotoxicology. 4. Auflage, Herausgeber Francis Marzulli und Howard Maibach, Hemisphere Publishing Corp., New York, 1991, beschrieben. Dieser Test erfüllt die Forderungen der Reizungsprüfung der "Tripartite Biocompatibility Guidance for Medical Devices", die von der Toxicology Subgroup of the Tripartite Sub-Committee on Medical Devices, September 1986, verfasst wurde, welche die Prüfung leitet, die erforderlich ist, um die Sicherheit von Materialien in einer medizinischen Vorrichtung zu beweisen. Der Test umfasst das Abschneiden der Haare vom Rücken und von den Flanken von jedem von 6 Tieren, wobei 2 Teststellen seitlich von der Mittellinie des Rückens ungefähr 10 cm getrennt ausgewählt werden. Eine der 2 Stellen wird abgeschürft, indem vier epidermale Einschnitte in einem Kreuzschraffierungsmuster gemacht werden, 1 Quadratzoll des zu prüfenden Klebstoffes wird auf die abgeschürfte und die unversehrte Stelle auf jedem Tier aufgetragen und befestigt. Der Rumpf jedes Tieres wird mit einer undurchlässigen Kunststofffolie umwickelt, um den Testgegenstand während der eintägigen Expositionsdauer abzudecken, 1 Stunde und 2 Tage nach der Entfernung des Testgegenstandes werden die unversehrten und die abgeschürften Teststellen untersucht und auf einer von 0 bis 4 eingeteilten Skala, wie in der vorstehend zitierten Tabelle 1 von Patrick und Maibach dargestellt, getrennt auf Erytheme und Ödeme bewertet. Die mittleren Punktezahlen (über die 6 Tiere gemittelt) hinsichtlich der Erytheme und Ödeme sowohl an den abgeschürften als auch an den unversehrten Stellen sowohl 1 Stunde als auch 2 Tage nach der Entfernung werden zusammengezählt und durch 4 dividiert, um die mittlere Kennzahl der primären Reizung zu erhalten. Diese wird einer anschaulichen Einstufung der primären Hautreizung wie folgt zugeordnet:
Die Erfahrung der Vergangenheit zeigte, dass Klebstoffe mit Punktezahlen von 3,0 oder weniger (d. h. höchstens schwach reizend) auf dieser Skala von 8 für die Verwendung einer Prüfung biomedizinischer Elektroden annehmbar sind, was ein geringes Risiko einer Hautreizung während der Erprobungen an Menschen darstellt.

Beispiele 1-4 und Vergleichsbeispiele 1-3

In den Beispielen 1-4 und Vergleichsbeispielen 1-3 wurde die Abziehhaftung, von Klebstoffen gemessen, die zunehmende Mengen an grenzflächenaktivem Mittel enthalten. Die Zusammensetzungen der Klebstoffe sind in Tabelle 1 gezeigt und wurden erhalten, indem die Konzentration des grenzflächenaktiven Mittels systematisch erhöht wurde, während andere Komponenten konstant gehalten wurden. Die Ergebnisse eines 180º-Tests der Abziehhaftung auf einer HDPE-Folie und einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie (N/dm) bei Raumtemperatur sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1
¹ 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, Photoinitiator, der von Ciba Geigy, Hawthorne, New York, im Handel erhältlich ist.
² Cellulosepulver, das von CPF (Cellulose Füllstoff Fabrik), Mönchengladbach, Deutschland, im Handel erhältlich ist.
³ Fettsäuresorbitesterethoxylate, die von Chemische Fabrik Grünau, Illertissen, Deutschland, im Handel erhältlich sind. Tabelle 2
Aus der vorstehenden Tabelle 2 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen leitfähigen Klebstoffe, die zunehmende Mengen an grenzflächenaktivem Mittel enthalten, sowohl nach 1-minütiger als auch nach 24-stündiger Standzeit eine gute Haftung sowohl auf einer HDPE-Folie als auch auf einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie zeigen. Der Wert der Abziehhaftung auf der mit Öl verunreinigten HDPE-Oberfläche beträgt mindestens 15% des Wertes der Abziehhaftung, der mit der gleichen HDPE-Oberfläche, die nicht mit Öl verunreinigt worden war, erhalten wurde, mit der Maßgabe, dass die Konzentration an grenzflächenaktivem Mittel hoch genug ist.

Beispiele 5-9 und Vergleichsbeispiele 4-6

In den Beispielen 5-9 und Vergleichsbeispielen 4-6 wurde die Abziehhaftung von Klebstoffen gemessen, die grenzflächenaktive Mittel mit unterschiedlichen HLB-Werten enthalten. Die Ergebnisse eines 180º-Tests der Abziehhaftung auf einer HDPE-Folie und einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie (N/dm) bei Raumtemperatur sind in Tabelle 3 gezeigt.
Jede Zusammensetzung der Beispiele 5-9 und des Vergleichsbeispiel 6 enthält:
Die Abziehhaftung auf einer HDPE-Folie und auf einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie der leitfähigen Klebstoffe der Erfindung und von im Handel erhältlichen leitfähigen Klebstoffen wurde bei Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
¹ Fettsäuresorbitesterethoxylate, die von Chemische Fabrik Grünau, Illertissen, Deutschland, im Handel erhältlich sind.
² Isoalkoxylate, die von Union Carbide Chemicals, Danbury, Connecticut, im Handel erhältlich sind.
³ Octylphenolethoxylate, die von Rhone Poulenc, Cranbury, New Jersey, im Handel erhältlich sind.
&sup4; PEG-20-Isostearylether, der von Sherex Chemical Co., Dublin, Ohio, im Handel erhältlich ist. Tabelle 3 (Fortsetzung)
PromeonTM ist von Ludlow Corporation, Chicopee, Massachusetts, im Handel erhältlich.
Aus der vorstehenden Tabelle 3 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen leitfähigen Klebstoffe eine gute Haftung sowohl auf einer HDPE-Folie als auch auf einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie zeigen. Die Haftung von im Handel erhältlichen Elektroden, die Klebstoffe des Standes der Technik enthalten, auf der mit Öl verunreinigten HDPE-Folie nimmt auf einen Wert der Abziehhaftung von weniger als 15% des Wertes ab, der mit der gleichen HDPE-Oberfläche erhalten wurde, die nicht mit Öl verunreinigt worden war, wie in den Vergleichsbeispielen 4 und 5 gezeigt. Das Vergleichsbeispiel 6 zeigt, dass die Verwendung eines grenzflächenaktiven Mittels mit einem HLB-Wert von 8,3 keine Haftung auf der mit Öl verunreinigten Folie ergibt. Die Haftung ist für die Verwendung als Elektrode während einer langen Anwendungsdauer nicht ausreichend.

Beispiele 10-14

In den Beispielen 10-14 wurde die Abziehhaftung von Klebstoffen gemessen, die zunehmende Mengen eines Cellulosededvats enthalten. Die Zusammensetzungen der Klebstoffe sind in Tabelle 4 gezeigt, und die Ergebnisse eines 180º-Tests der Abziehhaftung auf einer HDPE-Folie und einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie (N/dm) bei Raumtemperatur sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 4
¹ 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, Photoinitiator, der von Ciba Geigy, Hawthorne, New York, im Handel erhältlich ist.
² Cellulosepulver, das von CFF (Cellulose Füllstoff Fabrik), Mönchengladbach, Deutschland, im Handel erhältlich ist.
³ Fettsäuresorbitesterethoxylate, die von Chemische Fabrik Grünau, Illertissen, Deutschland, im Handel erhältlich sind. Tabelle 5
Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen leitfähigen Klebstoffe, die zunehmende Mengen eines Cellulosederivats enthalten, eine gute Haftung sowohl auf einer HDPE-Folie als auch auf einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie zeigen. Der Wert der Abziehhaftung auf der mit Öl verunreinigten HDPE-Oberfläche beträgt mindestens 15% des Wertes der Abziehhaftung, der mit der gleichen HDPE-Oberfläche erhalten wurde, die nicht mit Öl verunreinigt worden war. Eine Verbesserung der Haftung auf beiden Oberflächen unter feuchten Bedingungen wird festgestellt, wenn die Konzentration des Cellulosederivats erhöht ist.

Beispiele 15-20

In den Beispielen 15-20 wurde die Abziehhaftung von Klebstoffen gemessen, die zunehmende Mengen an KCl enthalten. Die Zusammensetzungen der Klebstoffe sind in Tabelle 6 gezeigt. Die Ergebnisse eines 180º-Tests der Abziehhaftung auf einer HDPE-Folie und einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie (N/dm) bei Raumtemperatur sind in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 6
¹ 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, Photoinitiator, der von Ciba Geigy, Hawthorne, New York, im Handel erhältlich ist.
² Cellulosepulver, das von CFF (Cellulose Füllstoff Fabrik), Mönchengladbach, Deutschland, im Handel erhältlich ist.
³ Fettsäuresorbitesterethoxylate, die von Chemische Fabrik Grünau, Illertissen, Deutschland, im Handel erhältlich sind. Tabelle 7
Aus der vorstehenden Tabelle 7 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen leitfähigen Klebstoffe, die zunehmende Mengen eines wasserlöslichen Salzes (KCl) enthalten, eine gute Haftung sowohl auf einer HDPE-Folie als auch auf einer mit Öl verunreinigten HDPE-Folie zeigen. Der Wert der Abziehhaftung auf der mit Öl verunreinigten HDPE-Oberfläche beträgt mindestens 15% des Wertes der Abziehhaftung, der mit der gleichen HDPE-Oberfläche erhalten wurde, die nicht mit Öl verunreinigt worden war.

Beispiele 22 bis 26

In den Beispielen 22-26 wurde das Hautreizungspotential von Klebstoffen, die verschiedene grenzflächenaktive Mittel enthalten, unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Testverfahrens beurteilt. Die in Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass die Klebstoffformulierungen ein leichtes oder schwaches Reizungspotential aufweisen können. Tabelle 8
¹ PPG-3-PEG-9-Isostearylether (HLB 12,2), der von Sherex Chemical Company, Dublin, Ohio, erhältlich ist.
² PEG-20-Isostearylether (HLB 15,0), der von Sherex Chemical Company, Dublin, Ohio, erhältlich ist.
³ PEG-10-Oleylether (HLB 12,4), der von ICI, Wilmington, Delaware, erhältlich ist.
&sup4; PEG-7-C12-14-Alkylether, der von Texaco Chemical Company, Houston, Texas, erhältlich ist.
&sup5; PEG-7-sek.-C11-15-Alkylether (HLB 12,4), der von Union Carbide, Danbury, CT, erhältlich ist.

Beispiele 27 und 28

200 g mikronisiertes Poly-(N-vinylpyrrolidon) (von ISP, Wayne, NJ erhältlich), das durch Einwirkung von Gamma-Strahlung schwach vernetzt worden war, wurden zu einer Lösung von 20 g Kaliumchlorid in 1580 g entionisiertem Wasser und 200 g PEG 300 gegeben. Die Verwendung solcher Formulierungen für ionisch leitfähige Klebstoffe ist in U.S. 5,276,079 beschrieben. Nach zweistündigem Rühren mit einem luftgetriebenen Überkopfrührer wurde eine Portion von 500 g dieser viskosen, 21%igen Feststoffvorstufe mit entweder 71,4 g 70%igem Glucopon®-Feststoff 225CS (ein alkyliertes C&sub8;&submin;&sub1;&sub0;-Polyglcosid (HLB 13,6), das von Henkel erhältlich ist - Beispiel 27) oder 50 g Varamid LL1 (das Diethanolamid von Laurinsäure, das von Sherex Chemical Company, Dublin, Ohio, erhältlich ist - Beispiel 28) weiter formuliert. Die entstandenen Lösungen wurden mit einer Dicke von 1,01 mm auf eine durchsichtige Polyesterfolie mit 0,07 mm aufgetragen, in einem Gebläseluftofen 30 Minuten bei 93ºC getrocknet, wobei sich Formulierungen ergaben, die aus 32,3 Gewichtsprozent Poly-(N-vinylpyrrolidon), 32,3 Gewichtsprozent PEG 300, 32,3 Gewichtsprozent grenzflächenaktivem Mittel und 3,2 Gewichtsprozent KCl bestehen. Nach der Vorbehandlung in einer Befeuchtungskammer bei 60% RF und 24ºC über Nacht zur teilweisen Rehydration wurde die vorstehend beschriebene Hartfestigkeitsprüfung durchgeführt, und die Ergebnisse (in Tabelle 9 gezeigt) zeigen die Anwendbarkeit dieser Technologie auf andere polare Klebstoffe. Tabelle 9

Claims

1. Hautverträglicher, lipophiler, polarer Haftkleber, umfassend eine hydrophile Polymermatrix und einen Weichmacher in einer Menge, die ausreicht, um die Matrix kohäsiv und haftklebend zu machen, wobei der Weichmacher eine wasserlösliche, polare, organische Verbindung und ein verträgliches grenzflächenaktives Mittel oder ein Gemisch aus verträglichen grenzflächenaktiven Mitteln umfasst, die, bezogen auf den Klebstoff, in einer Menge von mindestens 9 Gewichtsprozent vorliegen, wobei das verträgliche grenzflächenaktive Mittel einen HLB-Wert von 10 bis 17 aufweist oder wobei das Gemisch aus verträglichen grenzflächenaktiven Mitteln insgesamt einen HLB- Wert von 10 bis 17 aufweist.

2. Klebstoff nach Anspruch 1, wobei die hydrophile Polymermatrix ausgewählt ist aus Poly(ethylenoxid), natürlichen und synthetischen Polysacchariden und ihren Derivaten und Homo- und Copolymeren aus ethylenisch ungesättigten, hydrophilen Monomeren, einschließlich α,β-ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren mit bis zu acht Kohlenstoffatomen und Salzen davon, Acrylamid, N-Vinylpyrrolidon, (Meth)acrylsäurehyclroxyethylester, Acrylamidopropansulfonsäure und Salzen davon, Methyl- und Ethylvinylethern und Polymeren mit einer Ammoniumfunktionalität.

3. Klebstoff nach Anspruch 2, wobei die Polymermatrix ein Homo- oder Copolymer aus Monomeren, einschließlich ihrer (Meth)acrylsäuresalze, umfasst.

4. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wasserlösliche, polare, organische Verbindung ausgewählt ist aus ein- und mehrwertigen Alkoholen.

5. Klebstoff nach Anspruch 4, wobei die wasserlösliche, polare, organische Verbindung ausgewählt ist aus Glycerin, Poly(ethylenglycol), Monomethoxypoly(ethylenglycol) oder Propandiol.

6. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das grenzflächenaktive Mittel ein nicht-ionisches grenzflächenaktives Mittel ist.

7. Klebstoff nach Anspruch 6, wobei das nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel aus gewählt ist aus Fettalkoholpolyglycolethern, Alkylphenylpolyglycolethern, Fettsäurepolyglycolestern, Fettsäureamidpolyglycolethern, Fettaminpolyglycolethern, alkoxylierten Triglyceriden, Alk(en)yloligoglycosiden, Fettsäureglucamiden, Polyolfettsäureestern, Zuckerestern, Sorbitestern und Sorbitesterethoxylaten.

8. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend ein wasserlösliches Salz in einer Menge von bis zu 12 Gewichtsprozent, bezogen auf die weichmachende Lösung.

9. Klebstoff nach Anspruch 8, wobei das wasserlösliche Salz ausgewählt ist aus Natriumchlorid oder Kaliumchlorid.

10. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend eine oder mehrere wasseradsorbierende Komponenten, ausgewählt aus Cellulose, Stärke und Pektinen und ihren Derivaten.

11. Klebstoff, umfassend 10 bis 40 Gewichtsprozent eines hydrophilen, ethylenisch ungesättigten Monomers, 0 bis 60 Gewichtsprozent Wasser, 0 bis 80 Gewichtsprozent einer wasserlöslichen, polaren, organischen Verbindung und mindestens 9 Gewichtsprozent eines verträglichen grenzflächenaktiven Mittels oder eines Gemisches aus verträglichen grenzflächenaktiven Mitteln.

12. Klebstoff nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Vernetzungsmittel.

13. Verfahren zur Herstellung des Klebstoffes nach Anspruch 1, das die Anwendung von Radikalpolymerisationsbedingungen auf eine Lösung mit 10 bis 40 Gewichtsprozent eines hydrophilen, ethylenisch ungesättigten Monomers, das in 0 bis 60 Gewichtsprozent Wasser gelöst ist, 0 bis 80 Gewichtsprozent einer wasserlöslichen, polaren, organischen Verbindung und mindestens 9 Gewichtsprozent, bezogen auf den Klebstoff, eines grenzflächenaktiven Mittels oder eines Gemisches aus grenzflächenaktiven Mitteln und eines Polymerisationsinitiators für das hydrophile Monomer umfasst.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Radikalpolymerisation in Gegenwart von ultraviolettem Licht durchgerührt wird.

15. Biomedizinische Elektrode, umfassend: einen Bereich aus einem klebenden, leitfähigen Medium zum Inkontaktbringen mit Säugerhaut und ein Mittel zur elektrischen Übertragung als Schnittstelle zwischen dem klebenden, leitfähigen Medium und der elektrischen, diagnostischen, therapeutischen oder elektrochirurgischen Apparatur, wobei das klebende, leitfähige Medium auf das Mittel zur elektrischen Übertragung geklebt ist und einen Klebstoff nach Anspruch 1 umfasst.

16. Biomedizinische Elektrode nach Anspruch 15, wobei das klebende, leitfähige Medium ferner einen Elektrolyten aus einem ionischen Salz umfasst, der, bezogen auf das klebende, leitfähige Medium, in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsprozent vorliegt.

17. Biomedizinische Elektrode nach Anspruch 15, wobei das klebende, leitfähige Medium ferner ein Redoxpaar umfasst, das, bezogen auf das klebende, leitfähige Medium, im einer Menge von nicht mehr als etwa 20 Gewichtsprozent vorliegt.

18. Biomedizinische Elektrode nach Anspruch 15, wobei das Mittel zur elektrischen Übertragung einen leitenden Teil mit einem Schnittstellen, der mit dem klebenden, leitfähigen Medium in Kontakt ist, und einen Laschenteil umfasst, der für den mechanischen und elektrischen Kontakt mit der elektrischen, diagnostischen, therapeutischen oder elektrochirurgischen Apparatur zur Verfügung steht.

19. Biomedizinische Elektrode nach Anspruch 15, wobei das Mittel zur elektrischen Übertragung einen leitenden Teil mit einem Ösen- oder Schnappverbindungsstück umfasst, der mit dem klebenden, leitfähigen Medium in Kontakt ist.

20. Biomedizinische Elektrode nach Anspruch 15, wobei das Mittel zur elektrischen Übertragung einen leitenden Teil mit einem Überzug aus einer leitfähigen Schicht auf mindestens einer Seite des leitenden Teils umfasst, der mit dem klebenden, leitfähigen Medium in Kontakt ist.

21. Biomedizinische Elektrode nach Anspruch 20, wobei der Überzug aus einer leitfähigen Schicht Silber/Silberchlorid ist.

22. Säugerhautbedeckung, umfassend: eine Klebstoffschicht zum Inkontaktbringen mit Säugerhaut und eine Trägerschicht, wobei die Klebstoffschicht auf die Trägerschicht geklebt ist und einen polaren, lipophilen Haftkleber nach Anspruch 1 umfasst.

23. Säugerhautbedeckung nach Anspruch 22, wobei die Klebstoffschicht ferner ein antimikrobielles Mittel umfasst.

24. Säugerhautbedeckung nach Anspruch 22, wobei die Trägerschicht eine Folie, ein Substrat oder ein elastisches, poröses oder luftdurchlässiges, gewebtes Material oder Vliesmaterial umfasst.

25. Säugerhautbedeckung nach Anspruch 22, wobei die Bedeckung ein medizinisches Pflaster, einen Wundverband, eine Bandage von allgemeinem medizinischem Nutzen oder eine medizinische Vorrichtung zum Inkontaktbringen mit Säugerhaut umfasst.

26. Vorrichtung zur Arzneimittelbereitstellung, umfassend: eine Klebstoffschicht zum Inkontaktbringen mit Säugerhaut und eine Trägerschicht, wobei die Klebstoffschicht auf die Trägerschicht geklebt ist und einen polaren, lipophilen Hartkleber nach Anspruch 1 umfasst.

27. Vorrichtung zur Arzneimittelbereitstellung nach Anspruch 26, wobei die Klebstoffschicht ferner einen topischen, transdermalen oder iontophoretischen Wirkstoff oder Arzneimittel umfasst.

28. Vorrichtung zur Arzneimittelbereitstellung nach Anspruch 26, wobei die Klebstoffschicht ferner einen Excipienten, ein Lösungsmittel oder ein Mittel zur Verbesserung des Eindringens umfasst.