Die Erfindung betrifft ein selbstklebendes leitendes elastisches Gel, das insbesondere zur Herstellung vor. Körperelektroden verwendet wird.

Aus der DE-OS 36 09 137 sind Filme aus elektrisch leitfähigen Polymeren bekannt, die sich zur Verwendung als Elektrodenmaterialien eignen. Diese Filme enthalten 0,1 bis 50 Gew.-% eines wasserlöslichen, im wesentlichen Säuregruppen freien Polymeren, welcher in Form von Celluloseäther und Cellulose vorliegen kann. Diese Filme werden durch elektrochemische Polymerisation der Monomeren an flächigen Elektroden in wässrigen

Elektrolyt-Lösungsmitteln hergestellt. Anschließend werden die erhaltenen Filme von der Elektrode, auf der sie abgeschieden wurden, abgelöst.

In der DE-OS 27 40 270 wird eine Elektrode für medizinische Zwecke, insbesondere zur Aufnahme von Elektrokardiogrammen beschrieben, welche als die Haut kontaktierendes leitendes selbstklebendes Gel ein hydrophiles Polysaccharid, wie Karaya-Gum, aufweist.

Die bekannten Gele sind relativ kostspielig und müssen in technisch aufwendiger Weise in heißem Zustand in die Körperelektroden eingebracht oder auf diese aufgebracht werden. Darüber hinaus läßt ihr Klebevermögen an der Haut, insbesondere nach mehrmaligem Gebrauch, zu wünschen übrig.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, unter Beiseitigung der Nachteile der bekannten Gele für Körperelektroden ein Gel zu schaffen, das einfach und preiswert herzustellen ist, eine bessere Klebekraft, auch nach mehrmaligem Gebrauch, als die bekannten Gele besitzt und nicht in heißem Zustand in eine Körper¬ elektrode eingebracht oder in beliebiger Schicht auf eine Körperelektrode aufgebracht werden muß.

Diese Aufgabe wird durch das Gel des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstklebendes leitendes elastisches Gel auf der Basis eines wasserlöslichen Polymeren und wasserlöslicher Monomere, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es erhältlich ist durch Polymerisation von acrylsäuregruppenhaltigen Monomeren oder acrylsäuregruppenhaltigen Monomer- mischungen unter Bildung von hautverträglichen Polymeren oder Copolymeren in einer einen Elektrolyten enthalten¬ den Lösung eines hautverträglichen Stärkematerials.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungs- formen des erfindungsgemäßen Gels.

Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung des erfindungsgemäßen Gels.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung daß dann, wenn in einer Lösung eines Stärkematerialε ein acrylsäuregruppenhaltiges Monomeres oder eine acryls uregruppenhaltige Monomermischung, die zu einem hautverträglichen Polymeren oder Copolymeren führt, polymerisiert wird, ein Gel erhalten wird, das ein besseres Klebevermögen an der Haut auch bei mehrmaligem Gebrauch besitzt als die bisher bekannten Gele.

Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, die Lösung des Stärkematerials vor der Polymerisation des bzw. der Monomeren in eine Körperelektrode oder auf diese in kaltem Zustand aufzubringen und dann die Polymerisation zur Ausbildung des Gels durchzuführen.

Die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gels ver¬ wendete wäßrige Lösung eines Stärkematerials ist eine wäßrige Losung und die zur Polymerisation eingesetzten Monomeren sind ebenfalls wasserlöslich.

Als Stärkematerialien werden bevorzugterweise Amylopek- tine mit Molekulargewichten zwischen 300000 und 2000000 verwendet. Die Stärkematerialien können auch in verschiedener Weise substituiert sein.

Als Monomere, die in der Lösung des Stärkemateπals polymerisiert werden, werden acrylsauregruppenhaltige Monomere oder acrylsauregruppenhaltige verwendet, welche sich vorzugsweise durch freie Radikale erzeugende Substanzen oder durch Strahlung, wie UV-Strahlung, Elektronenstrahlung, ß- oder ^' - ^'" - Strahlung polymerisieren lassen.

Bevorzugt eingesetzt werden als Monomere Acryl- oder Methacrylsäure oder Ester davon, wie Allylacrylat. Man kann auch Vorläufer für derartige polymerisierbare Mono¬ mere in der zu polymerisierenden Lösung einsetzen, wie beispielsweise ß-Hydroxypropionsäure, die sich beim Erhitzen in Acrylsäure umwandelt, welches dann polymerisiert.

Vorzugsweise .. enthält die Lösung des Stärkematerials, in welcher die genanten Monomeren polymerisiert werden, ein Feuchthaltemittel, das auch gleichzeitig als Weichmacher sowie zur Erhöhung der Klebrigkeit dienen kann. Für diesen Zweck besonders geeignete Substanzen sind mehrwertige Alkohole, wie Diole, Triole und Polyole, insbesondere Propantriol sowie Glyzerin.

Des weiteren kann der Lösung des Stärkematerials ein den pH-Wert erhöhendes Mittel, wie Alkanolamine, zugesetzt werden.

Wie bereits erwähnt, kann die Polymerisation gegenüber freie Radikale liefernde Substanzen initiiert werden. Als derartige, eine chemische Initiierung der Polymerisa¬ tion bewirkende Substanzen kommen die üblicherweise eingesetzten Verbindungen, wie Perverbindungen, in Frage.

Die Polymerisation kann auch durch Strahlung initiiert werden, wobei in diesem Falle der Lösung des Stärke¬ materials vorzugsweise ein an sich bekannter Foto¬ initiator verwendet wird, dessen Auswahl von der verwendeten Strahlung abhängt.

Das erfindgsgemaße Gel kann nach seiner Fertigstellung in entsprechender Abmessung in die an sich bekannten Körper¬ elektroden als die Haut kontaktierende leitende selbst¬ klebende Schicht eingesetzt werden, in zweckmäßger Weise erfolgt jedoch die Polymerisation der Monomeren in der

Lösung des Stärkematerials in situ in oder auf der Elektrode. Zu diesem Zweck wird eine Lösung des Stärke¬ materials hergestellt, die neben einem Elektrolyten sowie ggfs. einem Feuchthaltemittel und einer den pH-Wert erhöhenden Substanz je nach Art der Polymerisation eine freie Radikale liefernde Verbindung oder einen Foto¬ initiator enthält, worauf zu dieser Lösung eine Lösung des bzw. der zu polymerisierenden Monomeren gege¬ ben wird. Das erhaltene Gemisch wird dann in eine Elektro¬ de ein- bzw. auf eine Elektrode aufgebracht und entweder durch Einwirkung von Wärme oder Strahlung polymerisiert.

Als Elektrolyte werden erfindungsgemäß vorzugsweise haut¬ verträgliche Salze verwendet, beipielsweise Alkalichlcri- de, wie Kaliumchlorid.

In zweckmäßiger Weise enthält die Lösung, in welcher die Polymerisation erfolgt, 10 bis 50 Gew.-% des Stärke¬ materials, 10 bis 50 Gew.-% des bzw. der Monomeren, 3 bis 10 Gew.-% eines Elektrolyten und 1 bis 2 Gew.- eines Initiators sowie 10 bis 50 Gew.-% eines Feucht¬ haltemittels, wobei sich die Mengen zu 100 % ergänzen. Ggfs. kann das Wasser einer wäßrigen Lösung vollständig durch das Feuchthaltemittel, wie Glyzerin, ersetzt sein.

Durch Auswahl und Konzentration der verwendeten Stärke¬ materialien und der zu polymerisierenden acrylsäure- gruppenhaltigen Monomeren sowie des Polymerisations¬ grades, bis zu welchem die Polymerisation durchgeführt wird, lassen sich die gewünschten Eigenschaften der er- findungsgemäßen Gele maßschneidern, insbesondere ihre Konsistenz und ihr Klebevermögen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

15 Gew.-'i destilliertes Wasser und 35 Gew.- ^" Propandiol

1 werden miteinander vermischt. Dann werden 3 Gew.-% Kaliumchlorid in der erhaltenen Mischung aufgelöst. Anschließend werden 5 Gew.-% Amylopektin zugesetzt und bei einer Temperatur von 90°C unter Rühren aufgelöst. 5

Nachdem das Amylopektin in Lösung gegangen ist, wird die Mischung auf 40°C abgekühlt, worauf 33,7 Gew.-% ß-Hydroxy- propionsäure zugegeben werden. Dann wird die Temperatur unter Rühren auf 50°C erhöht, was eine Umwandlung der

10 Hydroxypropionsäure in Acrylsäure zur Folge hat.

Anschließend wird die Mischung auf 25°C abgekühlt, worauf 8 g- Gew.-% Triethanolamin unter langsamen Rühren zugegeben werden. Dannwerden 2 Gew.-% eines acrylierten Benzophenons als Initiator unter Rühren zugemischt. Die Mischung wird bei

15 einer Temperatur von 20°C langsam während einer Zeitspanne von 3 Stunden unter Lichtausschluß gerührt. Anschließend wird die Mischung auf eine silikonisierte Folie in einer Schichtdicke von 2 mm aufgetragen und mit einer UV- Strahlung mit einer Wellenlänge von 300 nm in einem Abstand

20 von 250 mm während einer Zeitspanne von 30 Sekunden polymerisiert.

Der elektrische Leitwert (Impedanz) AC-S bei 10 Hz des erhaltenen Gels beträgt 240 Ohm. Der pH-Wert wird zu 4,8 f. 25 ermittelt und eine Hautfreundlichkeit des Geis festgestellt.

Beispiel 2

30 100 Gew.-% destilliertes Wasser und 20 GΘΛ.-Ϊ Pro antriol werden vermischt. 10 Gew.- Kaliumchlorid werden in der Mischung aufgelöst. Anschließend werden 20 Gew.-% Amylopektin unter Rühren zugesetzt und auf 90°C erhitzt, bi:

35

sich das Amylopektin aufgelöst hat. Dann wird die erhaltene Lösung (Lösung 1) auf 20°C abgekühlt. 30 Gew.-% Propantriol und 30 Gew.-% der Lösung 1 werden miteinander vermischt. Anschließend werden 0,2 Gew.-% Ethylenglykoldimethacrylat und 10 Gew.-% Triethanolamin unter Rühren zugesetzt bei einer konstanten Temperatur von 20°C. Anschließend werden unter langsamem Rühren 15 Gew.-% Acrylsäure während einer Zeitspanne von 20 Minuten eingetropft. Bei einer Temperatur von 50°C sowie unter Rühren werden 0,5 Gew.-% Kaliumper- sulfat in gelöster Form zugegeben, worauf 1 stunde polymerisiert wird.

Das erhaltene Gel besitzt einen elektrischen Leitwert (Impedanz) AC-Z bei 10 Hz von 260 Ohm. Sein pH-Wert wird zu 4,5 ermittelt, außerdem wird festgestellt, daß das Gel haut¬ freundlich ist.