Die Erfindung betrifft eine bioelektrische Elektrode mit einem zumindest an seiner hausseitigen Kontaktfläche aus Metall bestehenden Elektrodenkörper und mit einer zumin- . dest einen Teil der hausseitigen Kontaktfläche bedecken- den, leitfähigen Klebeschicht.

Aus der DE-C-31 36 193 ist eine Einmalelektrode für elek- tromedizinische Zwecke, insbesondere zur Aufnahme von Elektrokardiogrammen bekannt, bei welcher in der Öffnung einer Ringscheibe aus geschäumter Klebefolie eine Ver¬ bundfolie mit einer hautseitigen Silber/Silberchlorid- Verbundschicht angebracht ist. Die hautseitige Kontakt¬ fläche der Verbundfolie ist mit elektrisch ^" leitendem Gel oder einem leitfähigen Kleber beschichtet. Einzelheiten des leitfähigen Klebers werden nicht erwähnt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine insbesondere als Ein¬ malelektrode verwendbare bioelektrische Elektrode anzu¬ geben, die gebrauchsfertig vorbereitet ist und aufgrund ihrer Konstruktion nicht oder nur sehr wenig zu Artefakten neigt.

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Ausgehend von der eingangs erläuterten bioelektrischen Elektrode wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch ge- löst, daß die leitfähige Klebeschicht als wässerige Dispersionsklebeschicht mit Haftklebereigenschaft ausge- bildet ist und eine in wässeriger Lösung dissoziierende Substanz enthält. Die Dispersionskleberschicht ist hin¬ reichend zäh, um die Kontaktfläche unverschiebbar an der Haut des Patienten zu befestigen. Die Artefaktneigung der Elektrode wird damit beträchtTich verringert. Die dissoziierende Substanz, bei der es sich insbesondere um Metallhalogenide, insbesondere Akali- oder Erdalkali- halogenide, vorzugsweise um Magnesiumchlorid handelt, ist in der Dispersionskleberschicht gelöst und wirkt als ionenleitender Elektrolyt.

Bei der Dispersionskleberschicht kann es sich um eine wässerige Dispersion eines carboxylgruppenhaltigen Acryl- säureester-Copolymers, welches gegebenenfalls Acrylnitril enthält, handeln. Geeignet sind auch wässerige Dispersio- nen eines thermoplastischen Acrylharzes, z.B. 2-Äthylhexyl- acrylat oder wässerige Dispersionen kaltvernetzbarer Poly¬ urethan-Elastomere, speziell hochmolekulare Elastomere.

Zusätzlich zu den vorstehend erläuterten klebrigen Dis- persionssubstanzen kann die Dispersionskleberschicht auch die Oberflächenklebrigkeit erhöhende Mittel enthal¬ ten. Als geeignet hat sich Polyvinylpyrrolidon, Polyvinyl- isobutyläther, Polyvinylmethyläther, Terpenharz und Polyvinylalkohol erwiesen. •

Die Dispersionskleberschicht kann übliche Verdickungs it- tel und/oder. Bindemittel enthalten, wie z.B. Gelatine, Zellulosederivate, Polyisobuthylen, Glyzerin oder Pflanzengummi. Von Vorteil ist insbesondere Gelatine, da Gelatine bei auf die Haut des Patienten geklebter

Elektrode aufgrund der Körpertemperatur verflüssigt und hierdurch die Leitfähigkeit der dissoziierenden Substanz

verbessert wird. Glyzerin verbessert die Feuchtigkeits- - Stabilität der Dispersionskleberschicht aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften. Andere hygroskopische Mit¬ tel sind ebenfalls mit Vorteil verwendbar, beispielsweise 05 1,3-Butandiol, Propylenglykol oder Propylencarbonat.

Bei der dissoziierenden Substanz handelt es sich um ein dissoziierendes Metallsalz, insbesondere Halogenid. Bei dem Metall des Metallsalzes kann es sich um das Metall

10 handeln, aus dem die Hautkontaktfläche des Elektrodenkör¬ pers besteht. Die Hautkontaktfläche kann in bekannter Weise aus Silber bestehen, wobei die Dispersionskleber¬ schicht zweckmäßigerweise Silberchlorid oder Silberjodid enthält. Werden aus Kostengründen andere Metalle benutzt,

15 so ist bevorzugt in der Dispersionskleberschicht ein

Komplexbildner enthalten, wenn das Metall des dissoziieren¬ den Salzes vom Metall der Hautkontaktfläche abweicht. Der Komplexbildner stabilisiert das Gleichgewicht des auf diese Weise gebildeten dissoziierenden Systems und verringert

20 die Offsetspannung der Elektrode. Als Komplexbildner in Verbindung mit Alkali- oder Edelmetallhalogeniden, insbe¬ sondere jedoch Erdalkalihalogeniden hat sich Zitronen¬ säure und Alkylendiamintetraessigsäure als geeignet heraus¬ gestellt. Diese Substanzen sind insbesondere geeignet für

25 Hautkontaktflächen aus Zink bei MgCl-haltige Dispersions¬ kleberschichten.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Disper¬ sionskleberschicht 30 bis 80 Gewichtseinheiten einer _' ^• N 30 wässerigen Dispersion eines thermoplastischen Acrylharzes ' und/oder eines carboxylgruppenhaltigen Acrylsäureester- Copolymers und/oder eines Polyurethanelastomers, wobei der Feststoffgehalt der Dispersion vorzugsweise zwischen 40 und 70 Prozent liegt. Die Dispersionskleberschicht 35 enthält ferner vorzugsweise zwischen etwa 5,2 bis 43

Gewichtseinheiten des in wässeriger Lösung dissoziierenden Metallhalogenids, etwa 1,2 bis 35 Gewichtseinheiten Gela-

tine mit einer Gallertfestigkeit vorzugsweise zwischen 100 bis 300 Bloo sowie 2,4 bis 52 Gewichtseinheiten Gly¬ zerin. An Komplexbildnern können etwa 0,3 bis 4,3 Gewichtseinheiten Zitronensäure und gegebenenfalls zu- sätzlich Alkylendiamintetraessigsäure von vorzugsweise etwa 0,1 bis 0,3 Gewichtseinheiten zugesetzt sein, insbe¬ sondere dann, wenn als dissoziierende Substanz MgCl ent¬ halten ist und die Hautkontaktfläche des Elektrodenkör¬ pers aus Zink besteht. Zur Verbess'erung der Feuchtigkeits- konstanz können als hygroskopische Mittel etwa 0,2 bis 26,4 Gewichtseinheiten Propylenglykol und/oder etwa 0,2 bis 12,9 Gewichtseinheiten 1,3-Butandiol zugesetzt sein. Für die Verbesserung der Oberflächenklebrigkeit haben sich etwa 0,8 bis 16 Gewichtseinheiten Polyvinylpyrrolidon und gegebenenfalls zusätzlich etwa 3,5 bis 10,5 Gewichtsein¬ heiten Polyvinylmethyläther und/oder etwa 1,3 bis 4 Ge¬ wichtseinheiten Polyvinylisobutyläther als geeignet herausgestellt. Schließlich sei erwähnt, daß bei der Her¬ stellung der Dispersionskleberschicht die Verdickung durch Zusatz von etwa 1 bis 5 Gewichtseinheiten Triathanolamin beschleunigt werden kann.

Die Hautkontaktfläche des Elektrodenkörpers der erfin¬ dungsgemäßen Elektrode besteht bevorzugt aus Zink. Die Verwendung von Zink als Elektrodenmaterial ist bekannt. Es hat sich jedoch überraschenderweise herausgestellt, daß das Offsetspannungsverhalten und die Stabilität der Elektrode erheblich verbessert werden kann, .wenn die Hautkontaktfläche durch eine fetfer-spritzverzinkte Zink- Schicht mit insbesondere körniger Oberflächenstruktur gebildet wird. Das in der Flamme geschmolzene Zink wird von einem Luftstrahl' zerstäubt..auf. den Elektrodenkörper aufgeblasen. Es hat sich gezeigt, daß feuer-spritzver- zinkte Zinkflächen weniger zur Oxidation neigen, als durch andere Verfahren gebildete Zinkoberflächen. Zudem vergrößert die körnige Struktur der feuer-spritzverzinkten Zinkfläche die mit der Dispersionskleberschicht oder einer

anderen Elektrolytschicht in Berührung stehende Oberfläche. ^r - Elektroden mit feuer-spritzverzinkter Zink-Hautkontakt¬ fläche sind deshalb auch in Verbindung mit nicht klebenden Elektrolytschichten, vorzugsweise mit Komplexbildnern 05 der vorstehenden Art stabilisierten Elektrolytschichten einsetzbar.

Um das Haften der feuer-spritzverzinkten Zinkschicht am Elektrodenkörper zu verbessern, wird dieser vor dem Auf- 10 bringen der Zinkschicht bevorzugt aufgerauht, insbeson¬ dere durch Sandstrahlen.

Der Elektrodenkörper besteht bevorzugt aus einem flexib¬ len Kunststoff-Folienstück, insbesondere aus einem elek-

15 trisch leitenden Kunststoffmaterial, beispielsweise aus

Polycarbonat. ^" Als Anschlußelement kann eine an dem Folien¬ stück angeformte Zunge oder ein auf .der hautfernen Seite der elektrisch leitenden Folie anliegend befestigter Metallanschlußknopf vorgesehen sein. Soweit die Folie

20 thermoplastisch verformbar ist, kann in die Folie eine knöpfför ige und gegebenenfalls durch steifes Material ausgefüllte Sicke geprägt sein. Die auf die Zinkfläche aufgebrachte Dispersionskleberschicht ist mit Silikonpa¬ pier oder einer ablösbaren Kunststoffolie, beispielsweise

25 aus Polyäthylen, bedeckt, um das Austrocknen der Disper¬ sionskleberschicht zu verhindern. Die hautferne Seite des elektrisch leitenden, den Elektrodenkörper bildenden Folienstücks ist bis auf das Anschlußelement mit einer isolierenden Folie, beispielsweise aus PVC, abgedeckt. ^ 30 Zusätzlich kann zur Vergrößerung der Klebefläche der Elektrodenkδrper in die Öffnung einer selbstklebenden Ringscheibe aus geschäumtem Kunststoff eingesetzt sein.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung 35 anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Figuren 1 bis 3 Querschnitte durch drei verschiedene Aus¬ führungsformen bioelektrischer Elektroden;

Figur 4 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer bioelektrischen Elektrode und

Figur 5 einen Querschnitt durch die Elektrode der Figur 4, gesehen entlang einer Linie V-V.

Die Elektrode der Figur 1 umfaßt ein im wesentlichen fla¬ ches Folienstück 1 aus einem elektrisch leitenden, flexib¬ len Kunststoffmaterial, welches auf seiner im Gebrauch der Haut des Patienten zugewandten Seite eine Zinkschicht 3 trägt. An der hautfernen Seite des Folienstücks 1 liegt ein Metall-Anschlußknopf 5 an, der mittels eines aus Isoliermaterial bestehenden Kunststoffteils 7 an dem Folienstück 1 befestigt ist. Das Kunststoffteil 7 durch¬ dringt das Folienstück 1 und hintergreift das Folien¬ stück 1- mit einem Kopf 9 auf der dem Metall-Anschlußk-nopf 5 abgewandten Seite. Die hautferne Seite des Folienstücks 1 ist, bis auf den Metall-Anschlußknopf 5 mit Isolierfolie 11, beispielsweise PVC-Folie abgedeckt. Auf die hautnahe Seite der Zinkschicht 3 ist eine nachfolgend noch näher erläuterte wässerige Dispersionskleberschicht 13 aufge- bracht. Die Dispersionskleberschicht 13 hat Haftkleber¬ eigenscha ten und enthält ein nachfolgend noch näher er¬ läutertes, in wässeriger Lösung dissoziierendes Metall¬ salz, insbesondere Halogenid. Die hautnahe Seite der Dispersionskleberschicht 13 ist in üblicher Weise mit für den Gebrauch abnehmbaren Silikonpapier 15 abgedeckt.

Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer bioelek¬ trischen Elektrode. Gleichwirkende Teile sind in Figur 2 mit Bezugszahlen der Figur 1 bezeichnet und zur Unter- scheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung dieser Teile wird auf die Beschreibung der Figur 1 Bezug genommen. Die Elektrode ^" der Figur 2 unterscheidet sich im

wesentlichen nur durch eine flexible Ringscheibe 17 aus isolierendem, geschäumtem Kunststoffmaterial, in deren Öffnung 19 das Folienstück la einschließlich der Disper¬ sionskleberschicht 13a angeordnet ist. Das Folienstück la ist mittels der auf die hautferne Fläche der Ringscheibe 17 übergreifenden Isolierfolie 11a an dieser befestigt. -Die Ringscheibe 17 ist auf ihrer hautnahen Seite mit einer Haftkleberschicht 21 versehen, wobei, das Silikon¬ papier 15a auch die Haftkleberschicht 21 abnehmbar be- deckt. Die Ringscheibe 17 verbessert die Haftung der Elektrode auf der Haut des Patienten.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer bioelek¬ trischen Elektrode. Gleichwirkende Teile sind in Figur 3 mit den Bezugszahlen der Figur 1 und zur Unterscheidung . zusätzlich mit dem Buchstaben b versehen. Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung der Figur 1 Bezug genommen. Die Elektrode der Figur 3 unterscheidet sich von der Elektrode der Figur 1 im wesentlichen ^* nur durch die Gestaltung ihres Anschlußknopfs, der die Form einer in das Folienstück lb zur hautfernen Seite hin aus¬ gewölbten, als Anschlußknopf dienenden Sicke 23 ausge¬ bildet ist. Um die Sicke 23 einformen zu können, besteht das Folienstück lb aus elektrisch leitendem, thermoplasti- sehen Kunststoffmaterial. Der Innenraum der Sicke 23 ist mit einem Kunststoff eil 25, insbesondere aus einem Duro¬ plast-Kunststoffmaterial ausgesteift.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine weitere Variante einer bioelektrischen Elektrode. Gleichwirkende Teile sind in den Figuren 4 und 5 mit den Bezugszahlen der Figur 1 sowie zusätzlich dem Buchstaben c bezeichnet. Zur Erläuterung wird auf die Beschreibung der Figur 1 Bezug genommen. Die Elektrode unterscheidet sich von der Elektrode der Figur 1 im wesentlichen nur durch die Gestaltung des An¬ schlußelements, welches als einstückig an dem Folienstück lc angeformte Anschlußzünge 27 ausgebildet ist. Die Zink-

schicht 3c erstreckt sich auch über die Anschlußzunge 27 hinweg. Die Isolierfolie 11c erstreckt sich im dargestell¬ ten Ausführungsbeispiel ebenfalls über die Anschlußzunge 27c hinweg. Der Bereich der Anschlußzunge 27c kann jedoch auch freiliegen. Die Isolierfolie 11c kann vollständig entfallen, wenn, was alternativ vorgesehen sein kann, das Folienstück lc aus nicht leitendem Kunststoffmaterial besteht.

_* Die Zinkschichten 3, 3a, 3b und 3c der vorstehend erläu¬ terten Elektroden bestehen aus im Feuer-Spritzverfahren aufgebrachtem im wesentlichen reinen Zink. Derartige Ver¬ fahren sind bekannt. Das Zink wird beispielsweise in Drahtform in einer Brennerflamme angeschmolzen und von einem über eine Düse zugeführten Luftstrom zerstäubt und auf das Folienstück aufgespritzt. Hierdurch ergibt sich eine körnige und damit vergrößerte Oberfläche. Überra- 'schenderweise hat sich gezeigt, daß eine in dieser Weise aufgebrachte Zinkschicht weniger oxidiert und damit Elek- troden mit geringerem Übergangswiderstand und besserem Offsetspannungsverhalten ermöglicht.

Die Dispersionskleberschicht 13, 13a, 13b bzw. 13c enthält in einer ersten bevorzugten Ausführungsform 30 bis 80 Gewichtseinheiten einer wässerigen Dispersion eines thermoplastischen Acrylharzes mit einem Trocken¬ gehalt von etwa 60 Prozent, z.B. 2-Äthylhexylacrylat, 5, 2 bis 43 Gewichtseinheiten Magnesiumchlorid, 0,31 bis 4,3 Gewichtseinheiten Zitronensäure, 0,8 bis 4 Gewichtseinheiten Polyvinylpyrrolidon, 2,4 bis 52Gewichtseinheiten Glyzerin,

1,2 bis 35 Gewichtseinheiten Gelatine mit einer Gallert¬ festigkeit von 100 bis 300 Bloom, 2 bis 5 Gewichtseinheiten Triathanolamin, 5 bis 15 Gewichtseinheiten Pflanzengummi,

0,2 bis 12,9 Gewichtseinheiten 1,3-Butandiol, 0,2 bis 6,45 Gewichtseinheiten Propylenglykol.

Zur Herstellung eines solchen elektrolytisch leitenden Dispersionsklebermaterial wird eine Lösung Nummer 1 her¬ gestellt aus 30 bis 80, z.B. etwa 50 Gewichtseinheiten destilliertem Wasser,

60 bis 120, z.B. etwa 80 Gewichtseinheiten Glyzerin, 5 bis 30, z.B. etwa 20 Gewichtseinheiten 1,3-Butandiol, 5 bis 15, z.B. etwa 10 Gewichtseinheiten Propylenglykol, 5 bis 30, z.B. etwa 10 Gewichtseinheiten Magnesiumchlorid, 0,3 bis 3, z.B. etwa 0,5 Gewichtseinheiten Zitronensäure und 30 bis 80, z.B. etwa 60 Gewichtseinheiten Gelatine mit einer Gallertfestigkeit von 100 bis 300, z.B. etwa 200 Bloom.

Es wird ferner eine Lösung Nummer 2 hergestellt aus 30 bis

80, z.B. etwa 50 Gewichtseinheiten einer wässerigen Dispersion sion eines thermoplastischen Acrylharzes mit einem Trocken¬ gehalt von etwa .60 Prozent, beispielsweise Plextol E 220 der Firma Rδhm GmbH, Darmstadt, 5 bis 30, z.B. etwa 10 Gewichtseinheiten Magnesiumchlorid, 0,3 bis 3, z.B. etwa 0,5 Gewichtseinheiten Zitronensäure, 2 bis 10, z.B. etwa 3 Gewichtseinheiten Polyvinylpyrroli- donlösung in Wasser oder Alkohol in einem Gewichtsverhält¬ nis von 40:100, 2 bis 5, z.B. etwa 4 Gewichtseinheiten Triathanolamin, 5 bis 15, z.B. etwa 10 Gewichtseinheiten Pflanzengummi.

Die Lösung Nummer 1 wird, nachdem sie gequollen hat, im Wasserbad gelöst. In die Lösung Nummer 2 werden 15 bis 45 Gewichtseinheiten der Lösung Nummer 1 eingerührt. Die Mi¬ schung der Lösungen 1 und 2 wird zu einer Schicht gegossen oder mit einer Kaschiermaschine auf gleichmäßige Dicke verarbeitet. Nachdem gegebenenfalls durch Wärme beschleu¬ nigten Verdunsten der Lösungsmittel wird die Dispersions- kleberschicht auf die Zinkschicht der Elektrode aufge¬ bracht. Alternativ kann die Dispersionskleberschicht direkt auf der Zinkschicht hergestellt werden.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersionskleberschicht 13, 13a, 13b bzw. 13c 30 bis 80 Gewichtseinheiten einer wässerigen Dispersion eines kaltvernetzbaren, carboxylgruppenhaltigen Copolymers eines Acryls ureesters mit einem Feststoffgehalt von etwa 50 Prozent, 3,5 bis 10,5 Gewichtseinheiten Polyvinylmethylather,

4 bis 16 Gewichtseinheiten Polyvinylpyrrolidon,- ^■ 1,3 bis 4 Gewichtseinheiten Polyvlnylisobutyläther, 5,2 bis 43 Gewichtseinheiten Magnesiumchlorid, 0,31 bis 4,3 Gewichtseinheiten Zitronensäure, 0,1 bis 0,3 Gewichtseinheiten Äthylendiamintetraessigsäure, 1 bis 3 Gewichtseinheiten Triathanolamin, 5,2 bis 26,45 Gewichtseinheiten Propylenglykol, 2,4 bis 52 Gewichtseinheiten Glyzerin,

0,2 bis 12,9 Gewichtseinheiten Propylenglykol, 1,2 bis 35 Gewichtseinheiten Gelatine mit einer Gallert¬ festigkeit von" 100 bis 300 Bloom.

Für die Herstellung eines derartigen Dispersionskleber¬ materials wird eine Lösung Nummer 3 hergestellt, bestehend aus

30 bis- 80, z.B. etwa 40 Gewichtseinheiten einer wässerigen Dispersion eines kaltvernetzbaren, carboxylgruppenhaltigen Copolymers auf der Basis von Acrylsäureestern und damit Verwendung von Acrylnitril mit einem Feststoffgehalt von etwa 50 Prozent, beispielsweise erhältlich als Acronal 80 D ca. 50% der Firma BASF,

5 bis 15, z.B. etwa 10 Gewichtseinheiten einer Lösung von Polyvinylmethyl ther in Wasser bei einem Wasseranteil von.

70 Gewichtsprozent,

10 bis 40, z.B. etwa 30 Gewichtseinheiten einer Lösung von Polyvinylpyrrolidon in Alkohol bei einem Mischungsverhält¬ nis von 40:100 Gewichtsprozent, 2 bis 6, z.B. etwa 3 Gewichtseinheiten einer Dispersion von Polyvinylisobutyläther in Wasser bei einem Mischungs¬ verhältnis von 40:60 Gewichtsprozent,

5 bis 30, z.B. etwa 10 Gewichtseinheiten Magnesiumchlorid, 0,3 bis 3, z.B. etwa 0,5 Gewichtseinheiten Zitronensäure, 0,1 bis 0,3, z.B. etwa 0,1 Gewichtseinheiten Ätylendiamin- tetraessigsäure, 1 bis 5, z.B. etwa 3 Gewichtseinheiten Triathanolamin, 5 bis 20, z.B. etwa 15 Gewichtseinheiten Propylenglykol.

Die gequollene Lösung Nummer 1 wird im Wasserbad gelöst.

Der Lösung Nummer 3 werden 15 bis *45 Gewichtseinheiten der Lösung Nummer 1 unter ständigem Rühren zugegeben. Die *

Mischung wird zu einer Schicht gegossen oder mit einer

Kaschiermaschine auf gleichmäßige Dicke verarbeitet.

Nach dem Trocknen wird die Dispersionskleberschicht auf die Zinkschicht aufgebracht. Alternativ kann wiederum die Dispersionskleberschicht direkt auf der Zinkschicht hergestellt werden.

Ein Teil der Gelatine kann durch Polyisobuthylen und/oder Zellulosederivate ersetzt werden. Die Gelatine verbessert die Leitfähigkeit der Elektrode, da sie bei Körpertempera¬ tur geringfügig erweicht. Polyvinylpyrrolidon verbessert nicht nur die Oberflächenklebrigkeit der Dispersionskle¬ berschicht, sondern setzt durch sein hygroskopisches Verhalten an der Haut Feuchtigkeit frei. Darüber hinaus reduziert Polyvinylpyrrolidon eine eventuelle Reizwirkung des Elektrolyten.