具有一埋入層的電極和制造其的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電極（1），用于透皮傳遞電信號(hào)，具有a）一第一層，構(gòu)造所述第一層來(lái)至少也基于毛細(xì)管力地保持液體；b）一能導(dǎo)電的聚合物層（10），其包含能傳導(dǎo)的顆粒，其中，所述第一層部分地被聚合物層（10）穿過(guò)，從而使得所述第一層從所述聚合物層（10）出來(lái)地至少在第一側(cè)面上伸出，并且其中，所述電極（1）具有一電極接觸層（14），所述電極接觸層部分地埋入到所述聚合物層（10）中，從而使得所述電極接觸層在一與所述第一側(cè)面相對(duì)置的第二側(cè)面上從所述聚合物層（10）伸出。
【專利說(shuō)明】具有一埋入層的電極和制造其的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電極以及一種用于制造這樣的電極的方法以及一種具有至少一個(gè)這類電極的繃帶，所述電極用于透皮傳遞電信號(hào)，具有一第一層和一能導(dǎo)電的聚合物層，所述聚合物層包含能傳導(dǎo)的顆粒，其中，所述第一層部分地被所述聚合物層穿過(guò)，從而使得所述第一層由所述聚合物層出來(lái)地至少在第一側(cè)面上伸出。
【背景技術(shù)】
[0002]這類電極被用于臨床應(yīng)用，例如心電圖、腦電圖或肌電圖，但是也在較長(zhǎng)期的方法中使用。因此，這類電極尤其也用于肌肉刺激，例如用于通過(guò)機(jī)能電刺激(FES)或透皮電神經(jīng)刺激(TENS)的肌肉構(gòu)建。
[0003]在此，電信號(hào)通過(guò)電極被傳遞到承載者的身體上，從而使得肌肉被激勵(lì)運(yùn)動(dòng)。替換于此也可行的是，利用這類電極來(lái)接收肌肉或承載者的皮膚的電信號(hào)并且導(dǎo)向給其它處理 裝直。
[0004]為了使得電信號(hào)從電極到患者身體上的傳遞可行，需要進(jìn)行通過(guò)傳導(dǎo)離子的介質(zhì)的在電極和患者皮膚之間的實(shí)際接觸。僅從患者皮膚導(dǎo)出電信號(hào)例如也可以通過(guò)金屬電極。因此例如由DE102009013470A1公開(kāi)了:具有能傳導(dǎo)離子的液體凝膠的凝膠墊布置在電極的面朝皮膚的側(cè)面上。在所述凝膠墊的另一側(cè)上然后有一不透液體的承載材料，以便阻止所述液體凝膠在電極的該 側(cè)上的流出。為了保證在電極、尤其是凝膠墊中的液體凝膠和承載者皮膚之間的盡可能良好的電接觸，必須在患者的皮膚上形成凝膠膜或者說(shuō)潮濕膜。設(shè)有所述水凝膠或液體凝膠的電極是非常粘的，從而使得它們引起在承載者皮膚上的至少短時(shí)間的良好附著。海綿電極與之相反由于能簡(jiǎn)單壓出的液體而變得潮濕和潤(rùn)滑。
[0005]接觸傳導(dǎo)離子的凝膠墊通過(guò)一金屬板或一橡膠電極來(lái)發(fā)生。所述金屬板或橡膠電極具有在背離所述凝膠墊的側(cè)面上的金屬按鈕，利用該金屬按鈕，所述金屬板或橡膠電極能夠例如由心電圖設(shè)備(.E KG-Gerat)通過(guò)其纜線來(lái)接觸。
[0006]所述金屬板在此必須與所述凝膠墊處在持久的觸碰接觸中，以便保證電接觸。
[0007]類似的電極結(jié)構(gòu)例如由ΕΡ1021986Α2公知。在這里，在承載材料的面朝皮膚的一側(cè)上也有一凝膠體，該凝膠體以一種傳導(dǎo)凝膠填充。在該凝膠墊上布置有具有一按鈕聯(lián)接元件的金屬傳感器，所述傳感器進(jìn)而所述凝膠墊能夠通過(guò)該按鈕聯(lián)接元件被接觸。所述金屬傳感器在這里也必須與所述凝膠墊處在持久的觸碰接觸中，以便保證電接觸。
[0008]由ΕΡ0467966Β1公知了一電刺激電極，其中，電信號(hào)通過(guò)一能傳導(dǎo)的布直接被耦入到患者的皮膚中。該能傳導(dǎo)的布具有一纖維裝置的能傳導(dǎo)的纖維，并且以一種能傳導(dǎo)的粘接介質(zhì)浸濕，該粘接介質(zhì)在這里引起電極和皮膚之間的實(shí)際接觸。
[0009]所有至今所提到的電極不適用于較長(zhǎng)的攜帶持續(xù)時(shí)間，例如在肌肉刺激形式的較長(zhǎng)治療的情況下，該治療經(jīng)常要延續(xù)很多天。在此期間例如基于由于電信號(hào)而引起的肌肉收縮而出現(xiàn)皮膚在電極位置處的強(qiáng)運(yùn)動(dòng)，所述電信號(hào)通過(guò)所述電極被置入到人體中。此外，患者在這些天中強(qiáng)地運(yùn)動(dòng)，從而使得關(guān)于機(jī)械強(qiáng)度提出了對(duì)電極的高要求。[0010]一方面不利的是，至今所描述的凝膠墊基于其中包含的液體凝膠而非常粘。如果現(xiàn)在基于患者運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)皮膚和粘接在其上的電極之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，那么粘接部位松開(kāi)并且在下一運(yùn)動(dòng)中又在另一部位上形成。這具有類似于石膏不斷松開(kāi)并又粘上那樣的效果。這導(dǎo)致皮膚發(fā)炎和過(guò)敏并且一般性地對(duì)于承載者是不舒服的。此外，電極的這類松開(kāi)和又粘上具有如下缺點(diǎn)，即，至少短時(shí)間地，電極和患者身體之間的電接觸被中斷或至少受影響。另一方面，基于患者皮膚和電極之間的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠出現(xiàn)移動(dòng)，從而使得電極相對(duì)于由它所刺激的肌肉的優(yōu)化定位不再能被保證或能夠造成電極的變型。
[0011]除了自粘的凝膠墊之外，通過(guò)一金屬傳感器的接觸也具有缺點(diǎn)?；陔姌O在此期間在人體上遭受的強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能夠在這里在接觸中出現(xiàn)斷裂，從而使得在最糟糕的情況下中斷了電接觸，從而使得沒(méi)有其他的電流信號(hào)能夠置入到患者的身體中。這引起治療的失敗。
[0012]由W001/02052A2公知了一種服裝，其包括至少兩個(gè)不同的區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域中的一個(gè)能導(dǎo)電地構(gòu)造。兩類編織物彼此縫紉或者說(shuō)纏繞。這些能導(dǎo)電的區(qū)域然后可以被使用作用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的電極。
[0013]US5123423公開(kāi)了一種用于除顫器的墊，其被粘接在所述除顫器的電極和患者皮膚之間。在這些墊的情況下，由于使用它們的緊急情況而重要的不是提高的攜帶舒適性。這些墊包括一下部層，其由一種能傳導(dǎo)的聚合物制成。其中和在其上布置有例如由碳纖維所制成的纖維層，其阻止:所述聚合物層也粘接在所述除顫器的電極上。
[0014]由US2007/0049814A1公知了多個(gè)服裝的套件，該套件具有電極和凝膠貯存裝置，通過(guò)它們，電信號(hào)作為刺激而可以被發(fā)送到承載者的處在所述服裝之下的肌肉上。
[0015]DE9316259U1空開(kāi)了一種電極,其包括一傳導(dǎo)的聚合物層和一遮蓋該層的覆蓋層。在此，所述聚合物層被注入到泡沫材料層的缺口中，以便實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)的和非傳導(dǎo)的材料層的齊平的連接。
[0016]由DE102009017179A1公知了用于肌電刺激的裝置，其包括一單部件或多部件的服裝(Anzug)，整合的基于織物的電極、保濕裝置和電線路插入其中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明由此基于如下任務(wù)，即，提出一種電極和一種用于制造這樣的電極的方法，其也在強(qiáng)運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)攜帶持續(xù)時(shí)間的情況下保證了在同時(shí)優(yōu)化的接觸中的對(duì)患者舒適的攜帶感覺(jué)。
[0018]本發(fā)明通過(guò)用于透皮傳遞電信號(hào)的類屬的電極來(lái)解決所提出的任務(wù)，所述電極具有一第一層，構(gòu)造該第一層來(lái)至少也基于毛細(xì)管力保持液體，所述電極具有一能導(dǎo)電的聚合物層，其包含能傳導(dǎo)的顆粒，其中，所述第一層部分地被所述聚合物層穿過(guò)，從而使得該第一層至少在第一側(cè)面上從所述聚合物層伸出。此外，所述電極根據(jù)本發(fā)明附加地包括一電極接觸層，其至少部分地被所述聚合物層穿過(guò)，從而使得所述電極接觸層在一與所述第一側(cè)面相對(duì)置的側(cè)面上從所述聚合物層伸出。在該電極接觸層上有利地布置有一聯(lián)接線或一其它的電觸點(diǎn)，以便將由電極所接收的電信號(hào)導(dǎo)向給繼續(xù)處理裝置或?qū)⑷缦碌碾娦盘?hào)導(dǎo)引給電極，所述電信號(hào)應(yīng)當(dāng)由電極傳遞給患者。
[0019]有利地，所述第一層涉及一種纖維無(wú)紡布，尤其是一種納米纖維無(wú)紡布。因?yàn)闃?gòu)造所述第一層來(lái)至少也基于毛細(xì)管力保持一種液體，所以有效地阻止了這樣的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)通過(guò)使用水凝膠墊而引起。例如海綿或纖維無(wú)紡布、尤其是微纖維無(wú)紡布或納米纖維無(wú)紡布可以被使用為第一層。所述第一層中的開(kāi)口和空腔越小，由此產(chǎn)生的毛細(xì)管力越大，由此第一層的保持液體的能力提高。尤其在使用微纖維無(wú)紡布和納米纖維無(wú)紡布的情況下，毛細(xì)管力是高的。經(jīng)常完全足夠的是，所述第一層例如僅略微潤(rùn)濕，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)尤其是納米纖維無(wú)紡布的非常高的毛細(xì)管力而將濕氣非常強(qiáng)地結(jié)合在所述第一層中。甚至可以考慮，將電極這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得這些電極能夠在干燥狀態(tài)下使用并且僅通過(guò)在患者皮膚上存在的汗而濕氣足夠地能夠進(jìn)入到所述電極的所述第一層中，以便引起能導(dǎo)電的連接。
[0020]如已經(jīng)說(shuō)明的那樣，納米纖維無(wú)紡布作為第一層已證明是特別有利的設(shè)計(jì)方案。下面，本發(fā)明根據(jù)具有納米纖維無(wú)紡布的實(shí)施例來(lái)描述。但是，涉及所述納米纖維無(wú)紡布的全部實(shí)施方案同樣適用于多個(gè)第一層，它們由另外的材料來(lái)制造。當(dāng)下面因此談到一種納米纖維無(wú)紡布時(shí)，總是也指一種能夠在另一設(shè)計(jì)方案中存在的第一層。
[0021]所述能夠尤其以電紡絲工藝來(lái)制造的納米纖維無(wú)紡布在此形成與患者皮膚的接觸面。如果所述無(wú)紡布例如以電紡絲工藝來(lái)制造，那么產(chǎn)生非常薄的纖維，例如由一種聚合物溶液通過(guò)在電場(chǎng)中的處理。產(chǎn)生具有小于1000nm的直徑的典型纖維，因此在這里談到納米纖維。這類無(wú)紡布具有多個(gè)小的和最小的中間空間。在這些中間空間中，毛細(xì)管作用基于非常小的直徑而這樣地強(qiáng)，使得其中所包含的液體被機(jī)械上和物理上地結(jié)合并且存儲(chǔ)在所述無(wú)紡布中。如果所述納米纖維無(wú)紡布現(xiàn)在以一種包含離子的液體浸濕，那么所述無(wú)紡布由此是能傳導(dǎo)離子的，即使本身的無(wú)紡布材料應(yīng)當(dāng)是電絕緣的。如果因此施加了電壓，那么所述離子流向相應(yīng)的點(diǎn)，從而使得出現(xiàn)電流。
[0022]由于水或摻有離子的液體基于納米纖維無(wú)紡布中的強(qiáng)毛細(xì)管作用而物理上比另外所使用的材料例如海綿更強(qiáng)地被結(jié)合并在揮發(fā)情況下被明顯阻止，能夠取消吸濕性的添加物和附加物，從而使得 所述納米纖維無(wú)紡布不是粘的。水凝膠墊或液體凝膠墊的由現(xiàn)有技術(shù)所公知的缺點(diǎn)由此被有效地避免，這些缺點(diǎn)引起電極的經(jīng)常的松開(kāi)和粘上。由一纖維無(wú)紡布和一能傳導(dǎo)離子的介質(zhì)所形成的組合保證了電極的承載者的皮膚的優(yōu)化接觸。通過(guò)所述電極根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例不粘接在皮膚上而尤其在能夠經(jīng)歷強(qiáng)運(yùn)動(dòng)的身體位置上，例如膝蓋或手肘上可行的是:也在這些身體部位的強(qiáng)運(yùn)動(dòng)的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的接觸，而不會(huì)出現(xiàn)電極的部分松開(kāi)或皮膚張力。
[0023]所述納米纖維無(wú)紡布部分地被一聚合物層穿過(guò)，所述聚合物層包含能傳導(dǎo)的顆粒。但是在此不涉及能傳導(dǎo)離子的顆粒，而是涉及能傳導(dǎo)電子的顆粒，其中，電流因此通過(guò)電子的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)所述納米纖維無(wú)紡布部分地被聚合物層穿過(guò)，所述聚合物以其中所包含的能傳導(dǎo)的顆粒在該區(qū)域中擠入到所述納米纖維無(wú)紡布的小的和最小的中間空間中。但是，因?yàn)樗黾{米纖維無(wú)紡布僅部分地被所述聚合物層穿過(guò)，所以也僅所述納米纖維無(wú)紡布的中間空間中的一部分被聚合物穿過(guò)和填充。其余的能夠保留以包含離子的液體填充。以該方式出現(xiàn)在所述納米纖維無(wú)紡布中的傳導(dǎo)離子的液體和所述聚合物層中的傳導(dǎo)電子的顆粒之間的優(yōu)化的接觸。優(yōu)選地，所述納米纖維無(wú)紡布大致三分之一直至一半由所述聚合物圍住，而剩余的所述納米纖維無(wú)紡布在所述電極的面朝皮膚的側(cè)面上從所述聚合物層伸出。在所述納米纖維無(wú)紡布的厚度例如是370 μ m的情況下，擠入深度為130μπι。
[0024]不僅納米纖維無(wú)紡布例如電紡絲無(wú)紡布，而且聚合物層可彎曲地和柔性地構(gòu)造，從而使得整個(gè)至今所描述的電極結(jié)構(gòu)同樣是柔性和可彎曲的。因此保證了:這類電極能夠毫無(wú)問(wèn)題地理解(nachvo 11 z i ehen )身體或處在皮膚之下的肌肉的運(yùn)動(dòng),而不出現(xiàn)電極相對(duì)于電極的承載者的身體的松開(kāi)或移動(dòng)。因此保證了:與承載者的運(yùn)動(dòng)的方式和強(qiáng)度無(wú)關(guān)地保證了優(yōu)化的接觸，從而使得治療或監(jiān)控能夠通過(guò)由電極傳遞到身體上的信號(hào)或由電極從身體接收的信號(hào)以優(yōu)化的方式發(fā)生。
[0025]電極接觸層也如所述納米纖維無(wú)紡布那樣部分地由所述聚合物層圍住并且埋入到其中。但是，所述電極接觸層由所述聚合物層伸出，確切地說(shuō)在所述聚合物層的背離皮膚的側(cè)面上，即在與所述納米纖維無(wú)紡布相對(duì)置的側(cè)面上。
[0026]已證實(shí)為特別有利的是:所述電極接觸層包括一能傳導(dǎo)的織物的層。在此例如涉及一以金屬、尤其是以銀來(lái)覆層的織物。
[0027]這類的金屬性覆層的織物的使用具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。一方面，該層也是可彎曲的和柔性的，從而使得所述電極結(jié)構(gòu)還總是能夠跟隨患者身體的運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)由于由此所引起的機(jī)械應(yīng)力來(lái)影響電接觸。另一方面，在這類的、覆層的織物上能夠以特別有利的方式安
置一聯(lián)接線。
[0028]這類的、金屬性覆層的織物具有多個(gè)單個(gè)的、被覆層的纖維，它們每個(gè)本身能夠作為電線路起作用?；诜浅４蟮臄?shù)目的纖維和由此電線路通道而對(duì)于所述接觸不重要的是:所述觸點(diǎn)中的一些觸點(diǎn)例如基于折斷的或斷口的金屬性覆層而不再導(dǎo)電。如果現(xiàn)在聯(lián)接線被放置到這類織物例如一編織物上，那么在所述聯(lián)接線的不同的絞合線和所述被覆層的編織物或被覆層的織物的纖維之間出現(xiàn)多個(gè)觸點(diǎn)。因此在這里也不重要的是:這些觸點(diǎn)中的一定的比例松開(kāi)、斷開(kāi)或基于其他的影響而不再起作用和導(dǎo)引電流。此外保證了接觸，這是因?yàn)楫?dāng)所述觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)保留存在時(shí)，對(duì)于通過(guò)電子流的導(dǎo)引而言在原理上是足夠的。以該方式來(lái)實(shí)現(xiàn)尤其相對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常穩(wěn)定的接觸，而不限制電極的可運(yùn)動(dòng)性、柔韌性和彈性?！?br> [0029]所述電極接觸層替換于此地也可以包括印刷到一承載膜層中的金屬性墨，尤其是銀墨。在此，在所印刷的圖案(Muster)和例如所鋪放的聯(lián)接線或其絞合線之間的觸點(diǎn)數(shù)目可以通過(guò)選擇圖案來(lái)控制。如果在這里例如使用一掐絲的和分支的圖案，那么也能夠以該方式來(lái)提供多個(gè)觸點(diǎn)，在這些觸點(diǎn)中，僅很少的比例需要去起作用，以便保證電極的優(yōu)化接觸。
[0030]以特別有利的實(shí)施方式，能導(dǎo)電的聚合物層尤其是包含能傳導(dǎo)的顏料、導(dǎo)電炭黑(LeitruP )、石墨、CNT或樹(shù)狀金屬性顆粒作為能傳導(dǎo)的顆粒。CNT在此表示碳納米管(即Carbon Nano Tubes)。尤其已證明合適的是使用小片形的和近似球形的顆粒的組合。以該方式可以特別安全地和簡(jiǎn)單地在相對(duì)低的填充度的情況下超過(guò)滲流閾值(Perkolationsschwelle),從而使得出現(xiàn)通過(guò)整個(gè)聚合物層的導(dǎo)電能力。
[0031]尤其使用能傳導(dǎo)的顏料還具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，由此能夠自由選擇電極的顏色。用于各種使用目的的電極具有不同的特性、例如不同的導(dǎo)電能力。因此，例如用于從患者皮膚接收電信號(hào)的、具有較高導(dǎo)電能力的電極被裝備作為如下的電極，電信號(hào)應(yīng)當(dāng)通過(guò)其被傳遞到皮膚上。如果現(xiàn)在例如通過(guò)使用石墨或?qū)щ娞亢趤?lái)建立所述聚合物的傳導(dǎo)性，那么由此確定了顏色。不同電極的用于不同應(yīng)用范圍的光學(xué)區(qū)別因此是不可能的。如果電極一次性地由包裝中取出，那么使用者不再能夠判斷，該電極是用于什么的。如果于是例如由于疏忽而將用于接收電信號(hào)的電極用作刺激電極，那么基于提高的傳導(dǎo)能力在相同的所施加的電壓的情況下出現(xiàn)太強(qiáng)的電流，該太強(qiáng)的電流對(duì)于承載者是不舒服的。尤其地能夠出現(xiàn)疼痛和燒傷。
[0032] 通過(guò)使用在所述聚合物層中的能傳導(dǎo)的顆粒能夠避免使用炭黑或石墨。炭黑或石墨一般由這樣的納米顆粒制成，它們這樣地小，使得它們能夠進(jìn)入到人體中。對(duì)此，它們例如能夠通過(guò)刮落而到達(dá)空氣中并且從那里通過(guò)呼吸路徑被接收或以其它方式達(dá)到人體中。由這些納米顆粒而潛在地出發(fā)的危險(xiǎn)通過(guò)使用如下能傳導(dǎo)的顆粒來(lái)安全地避免，這些顆粒例如具有在微米范圍中的大小。此外通過(guò)使用例如能傳導(dǎo)的顏料而可行的是，電極也根據(jù)審美的觀點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)。
[0033]通過(guò)使用在能傳導(dǎo)的聚合物層中的能傳導(dǎo)的顏料能夠自由選擇所述聚合物層的顏色，從而使得例如根據(jù)電極的顏色能夠由使用者自己判斷，是否是用于接收電信號(hào)的電極或是例如刺激電極，電信號(hào)應(yīng)當(dāng)利用該刺激電極被傳遞到患者的皮膚上。因此來(lái)阻止錯(cuò)誤使用。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的用于制造這類電極的方法包括如下步驟:
[0035]a)澆鑄或刮制由一聚合物制成的能傳導(dǎo)的聚合物層的至少一第一部分，所述聚合物包含能傳導(dǎo)的顆粒；
[0036]b)將一第一層，例如一纖維無(wú)紡布，尤其是納米纖維無(wú)紡布?jí)喝胨鼍酆衔飳又?，從而使得所述第一層部分地被所述聚合物層穿過(guò)并且在第一側(cè)面上從所述聚合物層伸出。
[0037]所述聚合物在液態(tài)的能加工的狀態(tài)中被澆鑄到一工作面上?？蛇x地，附加或替換于此地也可以通過(guò)刮制來(lái)產(chǎn)生一勻質(zhì)的層，能傳導(dǎo)的顆粒，尤其是顏料在該勻質(zhì)的層中被以一優(yōu)選定向進(jìn)行取向。只要在該狀態(tài)中，現(xiàn)在將納米纖維無(wú)紡布鋪放并壓入到所述聚合物層中。必要時(shí)在其間略微等待，從而使得所述聚合物層能夠略微硬化(anhirten)。替換于此地也可以這樣地選擇所述聚合物層的粘性，使得所述第一層、例如所述納米纖維無(wú)紡布能夠立即被壓入。以該方式能夠非常準(zhǔn)確地調(diào)整所述第一層在所述聚合物層中的擠入深度是多大。
[0038]優(yōu)選地，所述方法包括下列另外的步驟:
[0039]c)使所述能傳導(dǎo)的聚合物層的所述至少第一部分硬化；
[0040]d)澆鑄或刮制所述能傳導(dǎo)的聚合物層的第二部分到所述聚合物層的與所述第一側(cè)面相對(duì)置的第二側(cè)面上；以及
[0041]e)將一電極接觸層壓入所述聚合物層的所述第二部分中，從而使得所述電極接觸層部分地埋入所述聚合物層中并且在所述第二側(cè)面上從所述聚合物層伸出。
[0042]因此，在所述第一層例如所述納米纖維無(wú)紡布被壓入到所述能傳導(dǎo)的聚合物的所述第一部分中之后，可以使所述聚合物如下程度地硬化，即，所述兩個(gè)層、即所述納米纖維無(wú)紡布和所述能傳導(dǎo)的聚合物層能夠共同地運(yùn)動(dòng)和尤其地轉(zhuǎn)動(dòng)。在所述轉(zhuǎn)動(dòng)之后可以將所述能傳導(dǎo)的聚合物層的第二部分施加到所述能傳導(dǎo)的聚合物層的所述第一部分的現(xiàn)在處在上方的原來(lái)的下側(cè)面上。該第二部分也以液態(tài)狀態(tài)施加，從而使得例如能夠以能傳導(dǎo)的織物形式存在的電極接觸層能夠壓入到所述第二部分中。在這里也可以非常準(zhǔn)確地調(diào)整:所述電極接觸層應(yīng)當(dāng)擠入到所述聚合物中多深并且它伸出所述聚合物多遠(yuǎn)。接下來(lái)尤其具有多個(gè)絞合線的聯(lián)接線能夠被安置到所述電極接觸層、例如金屬性覆層的能傳導(dǎo)的織物上，以便因此保證在盡可能多的部位上的優(yōu)化的接觸。[0043]接下來(lái)，例如一自粘的、電絕緣的織物能夠被粘接到電極的在使用情況下背離皮膚的那個(gè)側(cè)面上，即，粘接到所述電極接觸層伸出聚合物層的那個(gè)側(cè)面上。因此來(lái)阻止例如與患者衣服的不希望的接觸。
[0044]能用于能傳導(dǎo)的聚合物層的能傳導(dǎo)的顆粒尤其包括樹(shù)狀金屬性顆粒、優(yōu)選銀、導(dǎo)電炭黑、石墨、CNT或能傳導(dǎo)的顏料。它們例如可以由作為核心的云母小片和云母小球制成，它們例如以摻雜有銻的氧化錫層覆層。尤其地，小片和小球的組合作為添加的顆粒已證明是合適的，以便能夠簡(jiǎn)單和安全地超過(guò)滲流閾值。
[0045]利用根據(jù)本發(fā)明的電極由此克服了現(xiàn)有技術(shù)的所有缺點(diǎn)。不出現(xiàn)電極在患者皮膚上的粘接，從而使得不舒服的、能夠由于運(yùn)動(dòng)所引起的松開(kāi)和粘上完全不出現(xiàn)。此外，通過(guò)電極的柔性的和彈性的結(jié)構(gòu)保證了:即使在強(qiáng)機(jī)械應(yīng)力的情況下保留地保證了電接觸。這尤其也適用于如下的設(shè)計(jì)方案，在這些設(shè)計(jì)方案中，一聯(lián)接線例如被安置在金屬性傳導(dǎo)的織物上。通過(guò)多個(gè)不同的觸點(diǎn)部位，該連接對(duì)機(jī)械負(fù)載不敏感。
[0046]有利地，所述能傳導(dǎo)的聚合物層的所述至少第一部分被澆鑄到一電極接觸層上。由此而可行的是:根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電極能夠簡(jiǎn)單、快速和成本低廉地制造。尤其阻止了所述能傳導(dǎo)的聚合物層的一部分的二次澆鑄和/或刮制，這是因?yàn)檎麄€(gè)聚合物層能夠在一個(gè)進(jìn)程中被施加。
[0047]通過(guò)所施加的聚合物層的粘性可以確定，所述電極接觸層應(yīng)當(dāng)被所施加的聚合物層穿過(guò)多遠(yuǎn)。同時(shí)也可以確定，稍后施加的第一層應(yīng)當(dāng)擠入到已經(jīng)施加的液態(tài)聚合物層中多遠(yuǎn)。聚合物層的粘性例如可以通過(guò)該層之內(nèi)的溶劑的比例或通過(guò)添加物來(lái)確定。此外能夠通過(guò)按壓力來(lái)調(diào)節(jié)擠入深度，利用所述按壓力來(lái)將一個(gè)層施加到處在其下的層上。
[0048]尤其地，當(dāng)一纖維無(wú)紡布、例如納米纖維無(wú)紡布被用于第一層時(shí)而可行的是，其由一聚合物來(lái)制造，該聚合物也相應(yīng)于所述能傳導(dǎo)的聚合物層的基本聚合物。在該情況下特別簡(jiǎn)單地而可行的是:在作為第一層起作用的納米纖維無(wú)紡布和由能傳導(dǎo)的聚合物制成的所述聚合物層之間建立連接。在此，例如所述聚合物層被施加到一工作板上。它略微被硬化，直至還在所述聚合物層中存在的溶劑的比例具有一預(yù)先確定的值。接下來(lái)將由相同的聚合物所制成的納米纖維無(wú)紡布施加到所述聚合物層上。通過(guò)還包含在所述聚合物層中的溶劑也略微溶解所述纖維無(wú)紡布，從而使得該纖維無(wú)紡布能夠與還同樣被溶解的聚合物層連接。在該情況下談到冷焊接。以該方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)層之間的特別良好的連接。
[0049]如已經(jīng)表示的那樣，納米纖維無(wú)紡布尤其地通過(guò)電紡絲來(lái)制造。因?yàn)樗瞿軅鲗?dǎo)的聚合物層涉及一種能導(dǎo)電的層，所以可行的是:所述納米纖維無(wú)紡布能夠直接編造(aufspinnen)到該能導(dǎo)電的層上。由此也節(jié)省了工作步驟，從而使得所述方法整體上被加速并且由此降低制造成本。
[0050]如果為此使用所施加的聚合物層的還未完全硬化的聚合物，那么同時(shí)出現(xiàn)所描述的冷焊接連接，從而使得除了簡(jiǎn)單、快速和成本低廉的制造之外還實(shí)現(xiàn)了各個(gè)層之間的特別良好的連接。
`[0051]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電極尤其能夠使用在一繃帶中。根據(jù)本發(fā)明的繃帶因此包括所描述的電極中的至少一電極。通過(guò)本發(fā)明能夠這樣地構(gòu)造電極，使得它們本身不附著在患者的皮膚上。因此通過(guò)繃帶存在一良好的可能性，即，確定了電極在患者身體上的位置，而皮膚不發(fā)炎或不導(dǎo)致皮膚過(guò)敏。在此已證明為特別有利的是:所述至少一個(gè)電極能松開(kāi)地，例如借助于尼龍搭扣，布置在繃帶的皮帶上。以該方式而可行的是，電極根據(jù)需要例如在治療結(jié)束之后從繃帶松開(kāi)并且繼續(xù)使用在另外的繃帶上必要時(shí)用于完全另外的身體部分。因此，這類電極能夠在長(zhǎng)的時(shí)間段上必要時(shí)也在不同的身體部分上，在必要時(shí)甚至不同的患者的情況下使用于不同的治療。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052]借助附圖來(lái)隨后詳細(xì)闡釋本發(fā)明的一實(shí)施例。其中:
[0053]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電極的示意性視圖；
[0054]圖2在一分解視圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電極。
【具體實(shí)施方式】
[0055]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電極I?？梢钥吹铰?lián)接線2，在該聯(lián)接線的一個(gè)端部上布置有插頭4。通過(guò)該插頭，該聯(lián)接線例如可以與一電控制裝置或另一設(shè)備連接，該另一設(shè)備繼續(xù)處理由電極I接收的電信號(hào)或通過(guò)聯(lián)接線2向電極I發(fā)送電脈沖，以便將該電脈沖傳遞到患者的身體上。代替圖1中示出的實(shí)施方式，當(dāng)然也可以的是:設(shè)置電接觸的另外的形式，它們尤其是伴隨兼容性存在的設(shè)備，例如EKG、EEG或EMG。
[0056]在聯(lián)接線2的背離插頭4的端部上有所述電極I。在電極I的中間區(qū)域中能夠看到納米纖維無(wú)紡布6，其在電極I的應(yīng)用情況下與患者的皮膚接觸。在所述接觸區(qū)域周圍有一膜層8，該膜層例如能夠由聚氨酯制成。該膜層在所示的實(shí)施例中設(shè)置用于:限界電極的能夠?qū)㈦娦盘?hào)給出到皮膚上的表面，并且同時(shí)阻止:處在所述納米纖維無(wú)紡布6之下的能傳導(dǎo)的聚合物層10與患者皮膚的接觸。
[0057]電極的幾何形狀可以完全自由地選擇并且可以適配預(yù)期的電流強(qiáng)度或電壓、電極應(yīng)當(dāng)被應(yīng)用到其上的身體部分和其它特殊的狀況。
[0058]圖2在分解視圖中示出了圖1中示出的電極。又可以看到聯(lián)接線2，在該聯(lián)接線的一個(gè)端部上有插頭4。另一端部在圖2中還沒(méi)有與電極I連接?？吹絾蝹€(gè)的絞合線12，它們伸出聯(lián)接線2。實(shí)際上的電極I包括五個(gè)不同的層地被示出。在中部有聚合物層10，其包括能傳導(dǎo)的顆粒。在此重要的是:所述顆粒在形式和數(shù)目上這樣地選擇，使得超過(guò)滲流閾值，從而使得電流通過(guò)整個(gè)聚合物層10的導(dǎo)引是可行的。
[0059]在所述聚合物層10之上有所述納米纖維無(wú)紡布6。在電極I的制成狀態(tài)中，該納米纖維無(wú)紡布部分地處在所述聚合物層10之內(nèi)，從而使得出現(xiàn)所述兩個(gè)層之間的優(yōu)化的接觸。所述納米纖維無(wú)紡布6在此以包含離子的液體浸濕。因此涉及一種能傳導(dǎo)離子的材料，通過(guò)該能傳導(dǎo)離子的材料能夠?qū)㈦娦盘?hào)特別良好地傳遞到患者的皮膚上。在所述納米纖維無(wú)紡布之上，如在圖1中那樣在圖2中能夠看到所述膜層8，該膜層可以例如由聚氨酯制成。因此來(lái)一方面又限界所述電極的表面，電脈沖能夠在所述表面上給出到皮膚上，并且另一方面阻止所述聚合物層10和皮膚之間的直接接觸。具有其中包含的能傳導(dǎo)的顆粒的聚合物層10涉及一種電子導(dǎo)體。在該層中的電流因此通過(guò)輸送電子并且不像在所述納米纖維無(wú)紡布6中那樣通過(guò)輸送離子來(lái)實(shí)現(xiàn)。在聚合物層10和患者的皮膚之間的直接接觸由此可能對(duì)于患者是不舒服的并且具有疼痛的。如果這類接觸能夠以另外的方式來(lái)避免，那么所述膜層8在此是多余的。[0060]在所述聚合物層10之下，在圖2中示出了一電極接觸層14，該電極接觸層例如能夠以能傳導(dǎo)的織物形式存在。在此，所述織物例如以金屬來(lái)蒸鍍或覆層，從而使得其變得能導(dǎo)電。這類織物能夠例如以被覆層的編織物的形式存在，其具有多個(gè)可能的電線路和通道。通過(guò)將聯(lián)接線2的絞合線12鋪放到所述電極接觸層上來(lái)形成多個(gè)觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)全部能夠?qū)㈦娏饔伤雎?lián)接線導(dǎo)引到所述電極接觸層14中。如果現(xiàn)在基于機(jī)械應(yīng)力或由于制造錯(cuò)誤，這些電觸點(diǎn)中的一些失靈，那么這不引起所述接觸的廢除。由此此外保證了:電極I能夠起作用并且電信號(hào)例如能夠給出到承載者的身體上。
[0061]最后，電絕緣的織物16的層在圖2中示出。因此來(lái)防止:在電極接觸層14和例如患者的衣服之間產(chǎn)生電觸點(diǎn)，這些電觸點(diǎn)可以具有對(duì)待傳遞的電信號(hào)的干擾影響。
[0062]在制造這類電極I時(shí)，首先將聚合物層10的一部分以液態(tài)狀態(tài)澆鑄并且必要時(shí)刮制成一個(gè)面。在具有其中已經(jīng)包含的能傳導(dǎo)顆粒的所述聚合物層10的該還是液態(tài)的聚合物中壓入例如納米纖維無(wú)紡布6形式的第一層，該納米纖維無(wú)紡布例如能夠以電紡絲無(wú)紡布的形式存在。通過(guò)聚合物層的壓力和/或粘性，其能夠例如通過(guò)溶劑含量來(lái)控制，能夠非常準(zhǔn)確地確定:所述納米纖維無(wú)紡布6擠入到所述聚合物層10中有多深，從而使得也能夠這樣地準(zhǔn)確確定，該納米纖維無(wú)紡布伸出所述聚合物多寬。因此，優(yōu)化的接觸是可行的。在另一步驟中將所述聚合物如下程度地硬化，即，該聚合物能夠隨著處在其中的納米纖維無(wú)紡布6運(yùn)動(dòng)。尤其地，現(xiàn)在可以轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得所述納米纖維無(wú)紡布6下方地置于所述聚合物層10的所述第一部分之下。聚合物層10的第二部分現(xiàn)在澆鑄到聚合物層10的已經(jīng)略微硬化的第一部分上，同樣在液態(tài)狀態(tài)中將所述電極接觸層14例如以金屬性覆層的織物的形式置入該第二部分中。也將該層壓入到聚合物層10的液態(tài)聚合物中，從而使得能夠以優(yōu)化的方式確定:該層 擠入所述聚合物中多深和其由該聚合物伸出多寬。
[0063]在將所述兩個(gè)聚合物層10在另一方法步驟中如下程度地硬化，即，電極I能夠繼續(xù)處理之后，能夠在現(xiàn)在與所述聚合物層10連接的電極接觸層14上并且在所述電極的裁切之后放置具有其絞合線12的聯(lián)接線2。在此出現(xiàn)已經(jīng)提到的多個(gè)電觸點(diǎn)，從而使得所述觸點(diǎn)中的一些觸點(diǎn)的失靈不弓丨起該電極的完全失靈。
[0064]附圖標(biāo)記列表
[0065]1-電極
[0066]2-聯(lián)接線
[0067]4-插頭
[0068]6-納米纖維無(wú)紡布
[0069]8-膜層
[0070]10-聚合物層
[0071]12-絞合線
[0072]14-電極接觸層
[0073]16-電絕緣的織物
【權(quán)利要求】
1.電極(1)，用于透皮傳遞電信號(hào)，具有: a) —第一層;和 b ) —能導(dǎo)電的聚合物層(10 )，所述能導(dǎo)電的聚合物層包含能傳導(dǎo)的顆粒， 其中，所述第一層部分地被所述聚合物層(10)穿過(guò)，從而使得所述第一層從所述聚合物層(10)出來(lái)地至少在第一側(cè)面上伸出，其特征在于，構(gòu)造所述第一層來(lái)至少也基于毛細(xì)管力保持液體，并且，所述電極(I)具有一電極接觸層(14)，所述電極接觸層部分地埋入到所述聚合物層(10)中，從而使得所述電極接觸層在一與所述第一側(cè)面相對(duì)置的第二側(cè)面上從所述聚合物層(10)伸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極(I)，其特征在于，所述第一層涉及一種纖維無(wú)紡布，尤其是一種納米纖維無(wú)紡布(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極(I)，其特征在于，在所述電極接觸層(14)上布置有一聯(lián)接線(2)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電極(1)，其特征在于，所述電極接觸層(14)包括一能傳導(dǎo)的織物的層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極(1)，其特征在于，所述能傳導(dǎo)的織物是一以金屬、尤其是銀來(lái)覆層的織物。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述 的電極(1)，其特征在于，所述電極接觸層(14)包括印刷到一承載膜層中的金屬性墨，尤其是銀墨。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電極(I)，其特征在于，所述能導(dǎo)電的聚合物層(10)包含能傳導(dǎo)的顏料、石墨、導(dǎo)電炭黑、CNT或樹(shù)狀金屬性顆粒作為能傳導(dǎo)的顆粒。
8.用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的電極(I)的方法，所述方法包括如下步驟: a)澆鑄或刮制由一聚合物制成的能傳導(dǎo)的聚合物層(10)的至少一第一部分，所述聚合物包含能傳導(dǎo)的顆粒； b)將一第一層，例如一纖維無(wú)紡布，尤其是納米纖維無(wú)紡布(6)壓入所述聚合物層(10)中，從而使得所述第一層部分地被所述聚合物層(10)穿過(guò)并且在第一側(cè)面上從所述聚合物層(10)伸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于如下另外的步驟: c)使所述能傳導(dǎo)的聚合物層(10)的所述第一部分硬化； d)在所述聚合物層(10)的與所述第一側(cè)面相對(duì)置的第二側(cè)面上澆鑄或刮制所述能傳導(dǎo)的聚合物層(10)的第二部分；以及 e)將一電極接觸層(14)壓入所述聚合物層(10)的所述第二部分中，從而使得所述電極接觸層(14)部分地在所述聚合物層(10)中埋入并且在所述第二側(cè)面上從所述聚合物層(10)伸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述能傳導(dǎo)的聚合物層(10)的所述至少第一部分被澆鑄或刮制到一電極接觸層(14)上。
11.繃帶，具有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的繃帶，其特征在于，所述至少一個(gè)電極能松開(kāi)地，例如借助于尼龍搭扣，布置在所述繃帶的皮帶上。
【文檔編號(hào)】A61N1/04GK103596620SQ201280028993
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月12日
【發(fā)明者】K-P·安哈爾特, H·賴因哈特, L·奧皮茨 申請(qǐng)人:奧托·博克保健有限公司