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KR102837393B1 - 등방성 비수성 전극 감지 물질 - Google Patents

등방성 비수성 전극 감지 물질

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KR102837393B1
KR102837393B1 KR1020227035578A KR20227035578A KR102837393B1 KR 102837393 B1 KR102837393 B1 KR 102837393B1 KR 1020227035578 A KR1020227035578 A KR 1020227035578A KR 20227035578 A KR20227035578 A KR 20227035578A KR 102837393 B1 KR102837393 B1 KR 102837393B1
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KR
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conductive
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리차드 스코브
케네스 번햄
파트리스 마리우치
파멜라 핏즈제랄드
제임스 케이시
존 페나스
Original Assignee
플렉스콘 컴퍼니 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

상부면 및 하부면을 갖는 비수성 등방성 도전성 신호 수용 복합체는, 두 면이 유전 중합체 내에 극성 물질이 있는 유전 중합체 물질에 의해 실질적으로 덮인 연속 도전성 물질을 포함하는 것으로 개시되어 있다.

Description

등방성 비수성 전극 감지 물질
(우선권)
본 출원은 2020년 3월 25일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/994,558호에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 센서 시스템에 관한 것으로, 특히 전기 신호를 검출하고 전달하기 위한 센서 시스템에 관한 것이다.
종래, 심전도(ECG 또는 EKG) 신호, 표면 근전도(sEMG) 신호 및 피부 전기 활성(EDA) 신호와 같은 생체의학적 신호를 포착하기 위해, 다양한 형태의 이온 도전성 매체(예를 들면, 하이드로겔)가 사용되어 왔다. 이러한 수성 기반 신호 캡처 복합체는 일반적으로 전기를 이온적으로 전도하기 위해 수성 기반 물질에 용해된 요소(염 등)에 의존하여 작동한다. 염화나트륨 또는 염화칼륨과 같은 염은, 수성 매체에 있을 때 쉽게 용해되며 그들의 이온은 해리된다(양이온과 음이온으로 분리됨). 해리된 이온은 전류 또는 신호를 전달할 수 있다. 이러한 이유로, 염은 물에 오랫동안 첨가되어 왔으며, 이어서 중합체 및 탄성중합체 물질에 첨가되어 우수한 도전성을 제공할 수 있다.
예를 들면, 미국 특허 제6,121,508호는 생체의학적 전극에 사용하기 위한 감압 접착제 하이드로겔을 개시하고 있다. 하이드로겔 물질은 적어도 물, 염화칼륨 및 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 것으로 개시되어 있으며, 전기적으로 도전성인 것으로 개시되어 있다. 미국 특허 제5,800,685호는 또한, 물, 염, 개시제 또는 촉매 및 가교제를 포함하는 도전성 접착 하이드로겔이 개시되어 있다. 그러나 이러한 하이드로겔의 사용은 또한, 상대적으로 고가의 은/염화은과 같은 이온 도전성 전하를 수용할 수 있는 하이드로겔의 일 면(환자로부터 멀리 떨어져 있음)에 도전성, 낮은 저항, 표면의 사용을 일반적으로 필요로 한다.
이들 하이드로겔/접착제는 양호한 도전성 특성을 가질 수 있지만, 종종 괜찮은 접착 특성만을 갖는다. 또 다른 단점은 증발로 인한 변화와 같은 수분 함량의 변화에 따라 도전성이 변하기 때문에, 하이드로겔을 사용하기 전에 밀폐된 환경에서 유지해야 하고 증발로 인해 제한된 시간 동안만 사용해야 한다는 것이다. 따라서, 이러한 복합체 중의 물의 양은 전기적 특성에 상당한 영향을 미친다. 밀봉된 포장조차도 시간이 지남에 따라 어느 정도 증발을 허용할 수 있기 때문에, 수성 기반 전극을 사용한 유통 기한 및 저장 환경과 관련된 문제를 제시한다.
미국 특허 제7,651,638호, 제8,788,009호, 제8,792,957호, 제8,673,184호, 제9,818,499호 및 제9775,235호에 교시된 바와 같이 대체 기술이 개발되고 있었다. 특정 대체 기술은 부분적으로 유전성 유기 중합체에 실질적으로 분산된 유기 극성 화합물을 이용하는 비수성계 시스템에 기초하고 있다. 선택된 유전성 중합체에 따라, 그러한 복합체는 또한, 환자 위에 배치를 용이하게 하는 감압 접착제(PSA)로서 기능할 수 있다. 또한 PSA를 신중하게 선택함으로써, 피부에 대한 장기 접착으로부터 신생아 또는 노인 환자를 위한 덜 공격적인 접착까지 접착 수준을 조정할 수 있다. 극성 물질과 중합체 유전성의 조합은 특히 높은 습도 조건에 노출될 때뿐만 아니라 시간 및 온도에 따른 상 분리를 방지할 필요가 있다.
도전성 PSA의 설계는 적어도 도전성 물질의 존재가 증가함에 따라 접착 강도 및 유연성이 일반적으로 감소하기 때문에, 과제를 오랫동안 제시되어 왔다. 양호한 도전성을 제공하기 위해 일반적으로 사용(추가)되는 물질은 일반적으로 유연성이 떨어지며 접착을 억제한다. 도전성 코팅을 제조하는 종래의 방법은 도전성 입자, 예를 들면 흑연, 은, 구리 등으로 중합체 물질을 채우고, 이어서 중합체 바인더를 코팅, 건조 및 경화시키는 것이다. 이들 경우에, 도전성 입자는 입자가 적어도 하나의 인접하는 다른 입자와 각각 물리적으로 접촉할 때 형성된 도전성 네트워크가 존재하는 농도이다. 이러한 방식으로, 복합체를 통해 도전성 경로가 제공된다.
그러나, 감압 접착제의 경우, 입자 농도가 입자-대-입자 접촉이 유지되는 네트워크를 형성하기에 충분히 높으면, 이어서 PSA 성분의 중합체(예를 들면, 엘라스토머) 시스템이 기판과 전극 사이에 충분한 표면-대-표면 접촉을 만들기 위해, 즉 접착제 역할을 하기 위해 흘러나올 만큼 충분히 높은 농도로 존재한다. 반대로, PSA 성분이 기판에 충분한 표면 접촉을 만들기 위해 충분한 농도이면, PSA는 입자-대-입자 접촉이 방해되어 도전성에 악영향을 미치도록 인접한 도전성 입자를 차단해야 한다.
도전성 PSA의 다른 유형은 PSA의 두께와 동일하거나 더 큰 직경을 갖는 도전성 구형 입자를 포함한다. 이러한 방식으로, 신호 또는 전류는 입자의 표면을 따라 운반되어, 접착제의 두께 차원에서 이방성으로 전류 흐름을 제공할 수 있다. 그러나, 접착제의 연속성은 큰 구형 입자의 부피로 인해 손상될 수 있다.
미국 특허 제5,082,595호에는 탄소 입자를 포함하는 도전성 점착제가 개시되어 있으며, 도전성 점착제는 도전성을 부여하는 방식으로 감압 점착제에 흑색 필러(카본)를 혼입하여 제조되는 것이 개시되어 있지만, 접착제의 물리적 특성(예를 들면, 점착성)에 악영향을 미치지 않도록 충분히 낮은 농도를 가져야 한다. 특히, 이 특허에서는 고전단이 없는 상태에서 약한 교반 또는 교반 하에 유기 용매에 카본 블랙의 슬러리를 형성하여, 탄소 구조를 형성한다고 명시되어 있다. 그 다음, 혼합물을 접착제에 도입할 수 있다. 그러나, 이러한 복합체는 특정 용도에서 충분한 접착성 및 도전성을 제공하지 않을 수 있다. 그러한 복합체는 또한, 상대적으로 도전성 물질의 더 많거나 더 적은 농도를 갖는 영역을 포함할 수 있다. 따라서 중합체 또는 탄성중합체 물질 내에 농도의 도전성 입자를 포함하는 특정 도전성 중합체 및 탄성중합체 물질은, 물재의 표면에 걸쳐 일관성 없는 전기적 특성을 나타낼 수 있다.
따라서, 중합체 물질의 원하는 특성을 손상시키지 않으면서 도전성을 제공하는 도전성 중합체 물질로서 사용하기 위한 복합체에 대한 요구가 남아 있으며, 추가로 일관된 전기 특성을 제공하는 도전성 중합체 물질에 대한 필요성이 있다.
일양태에 따르면, 본 발명은 유전성 중합체 내에 극성 물질이 있는 유전성 중합체 물질에 의해 양면이 실질적으로 덮인 상부면 및 하부면을 갖는, 연속 도전성 물질을 포함하는 비수성 등방성 도전성 신호 수용 복합체를 제공한다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 비-하이드로겔, 등방 도전성, 신호 수용 물질의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 유전성 중합체와 극성 물질의 혼합물로 양면이 실질적으로 덮인 연속 도전성 물질을 제공하는 단계를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 상부면 및 하부면을 갖고, 상부면 및 하부면 모두 그 위에 중합체 물질을 포함하는 연속 도전성 물질을 포함하는 비수성 등방성 도전성 신호 수용 복합체를 제공하며, 상기 중합체 물질은 중합체 물질의 중합체에 부착된 극성 치환기를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 중합체 물질 내에 분산된 극성 물질, 및 중합체 물질 내에 도전성 물질을 포함하는 신호 수용 물질을 제공하며, 상기 도전성 물질은 각각 신호 수용 물질의 두께 방향보다 실질적으로 더 큰 길이 방향 및 폭 방향으로 연장된다.
추가 실시형태에 따르면, 본 발명은 중합체 물질 내에 분산된 극성 물질, 및 중합체 물질 내에 도전성 물질을 포함하는 신호 수용 섬유 물질을 제공하며, 상기 도전성 물질은 그 안에 분산된 극성 물질이 있는 중합체 물질에 의해 실질적으로 코팅된다.
다음 설명은 수반되는 도면을 참조하여 추가로 이해될 수 있으며, 여기서:
도 1은 본 발명의 양태에 따른 복합체의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 2는 피험체에 적용된 도 1의 복합체의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 3은 도 2의 적용된 복합체를 포함하는 전극의 예시적인 계략 상면도를 도시한다.
도 4는 피험체에 적용된 도 3의 한 쌍 또는 전극의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 5a 및 5b는 교류 전기장으로부터 전하의 존재(도 5a) 및 후속 부재(도 5b)에서 본 발명의 양태에 따른 복합 물질의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 6은 연속 도전성 물질을 포함하는 본 발명의 다른 양태에 따른 복합체의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 7은 교류 전기장의 존재 하에 도 6의 복합체의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일양태에 따른 고체 필름 형태의 연속 도전성 물질의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일양태에 따른 직조 형태의 연속 도전성 물질의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일양태에 따른 부직 그리드 형태의 연속 도전성 물질의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일양태에 따른 비정렬 형태의 연속 도전성 물질의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 12는 극성 물질이 없는 복합체의 임피던스 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 13은 극성 물질이 있는 복합체의 임피던스 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 14는 극성 물질 및 도전성 물질이 있는 복합체의 임피던스 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 15는 은(Silver Mactrode)을 포함하는 전극의 피부 임피던스 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 16은 도전성 물질 및 극성 물질을 포함하는 복합체 전극의 피부 임피던스 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 17은 도전성 물질을 포함하고 극성 물질을 포함하지 않는 복합체 전극의 피부 임피던스 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 18은 도 15의 전극을 사용한 ECG/EKG 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 19는 도 16의 복합 전극을 사용한 ECG/EKG 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 20은 도 17의 복합 전극을 사용한 ECG/EKG 테스트 결과의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 21은 테스트 제어 전극과 함께 극성 물질 유무의 ECG 스냅 전극을 사용한 전극 대 임피던스의 예시적인 계략도를 도시한다.
도 22는 도전성 물질로서 탄소 섬유를 포함하는 복합체 물질의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 23은 도 22의 복합체를 포함하는 전극의 예시적인 계략 상면도를 도시한다.
도 24a 내지 24c는 직포(도 24a), 부직포(도 24b), 및 펠트의 매트(도 24c)를 포함하는 신호 수용 복합체의 예시적인 계략 부분도를 도시한다.
도 25는 본 발명의 일양태에 따른 복합체뿐만 아니라 은을 포함하는 복합체(Silver Macrode)에서 경피 전기 신경 자극(TENS) 테스트의 예시적인 개략 신호 비교도를 도시한다.
도면은 예시적인 목적으로만 도시되어 있다.
본 발명의 다양한 양태에 따르면, 신호 수용 복합체 내에 비수성 유전성 물질 및 극성 물질을 포함하는 신호 수용 복합체가 제공된다. 복합체는 또한, 특정 양태에 따라 신호 수용 복합체의 적어도 두께의 두 배만큼 길게 연장된 방향으로 적어도 연장되는 비수성 유전성 물질 내에 도전성 물질을 포함한다. 다양한 추가 양태에 따르면, 도전성 물질은 연장된 방향으로 연장되는 요소를 포함하며, 여기에서 연장된 방향은 신호 수용 복합체의 적어도 두께만큼 길다. 추가 양태에 따르면, 도전성 물질은 연장된 방향으로 일반적으로 연장되는 요소를 포함하며, 여기에서 도전성 물질 자체는 직선이 아니지만, 신호 수용기 복합체에 의해 둘러싸인 섬유의 손실 또는 직조 또는 부직 또는 매트 또는 펠트 다발로 형성된다. 추가 양태에 따르면, 도전성 물질은 금속 포일, 메쉬 물질, 스크림 물질, 또는 직조 또는 부직 금속 울 물질을 포함한다.
도 1은 유전성 물질(12) 및 그의 양 면에 한 쌍의 이형 라이너(14, 15)를 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 복합체를 10으로 도시한다. 유전성 물질(12)은 그 안에 극성 물질(16)뿐만 아니라 도전성 물질(18)(예를 들면, 본원에서 베일 물질이라고 지칭됨)을 포함한다. 도전성 물질(예를 들면, 탄소 섬유의 긴 가닥)은 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일양태에 따라 유전성 물질 내에 무작위로 분산될 수 있다. 도 2를 참조하면, 이형 라이너(14, 15)가 제거될 수 있고, 도전성 전극 접속부(22)는 복합체(20)의 일측면에 적용될 수 있다. 복합체(20)의 타측면이 피험체(예를 들면, 환자)에게 적용될 때, 복합체에 교류 전기 신호(24로 표시됨)가 제시될 수 있다. 전기 신호가 전극 접속부(22) 바로 아래에 있을 필요는 없다는 점에 유의한다. 도 3은 접속부(22)가 리드 와이어(26)에 연결된 상태에서 복합체(20)의 상면도를 도시한다. 유전성 물질(12)은 바람직하게는 도전성 물질(18)의 표면을 적시도록 충분히 낮은 표면 에너지를 가지며, 도전성 물질의 표면(그 노출된 표면에서 물질(18)의 노출된 단부까지)이 유전성 물질(12)에 의해 덮이도록 야기한다. 따라서, 전극 접속부(22)도 본 발명의 양태에 따른 도전성 물질(18) 중 어느 것과도 직접 접촉하지 않는다.
본 발명의 특정 양태에 따르면, 극성 물질은 유전성 물질 내에 분산될 수 있고, 예를 들면 4차 암모늄 염일 수 있다(그러나 이에 한정되는 것은 아님). 상업적으로 이용가능한 다양한 물질이 있으며, 주로 양이온성 계면활성제 또는 정전기 방지 첨가제, 및 특정 화장품 용도로 사용되는 것을 지향한다. 이 화합물 계열의 다양한 분자 변형은 다음에 보다 자세히 논의되는 바와 같이 주어진 유전성 중합체와 호환할 수 있는 하나를 찾을 가능성을 높인다. 이러한 4차 암모늄염은 다음과 같이 나타낼 수 있다:
여기에서, R은 H 또는 일부 탄소계 모이어티이고, R기 중 어느 하나는 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들면, 극성 물질은 일리노이주 시카고의 Akzo Nobel Surfactants에 의해 판매되는 Arquad HTL8-MS 4차 암모늄염일 수 있다.
중합체 물질은, 예를 들면, 다음과 같이 나타낼 수 있는 아크릴계 접착제일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
여기에서 R은 다양할 수 있고 에틸, 부틸 또는 2-에틸헥실 또는 기타 유기 부분 중 어느 하나일 수 있으며, n은 반복 단위의 수이다. 예를 들면, 중합체 물질은 매사추세츠주 스펜서의 FLEXcon Company, Inc.에 의해 판매되는 FLEXcon V95 감압 접착제일 수 있다.
일양태에 따른 바인더 물질과 극성 물질의 조합을 선택하는 목적은 두 물질이 각각 자신의 분자에 갖는 인력과 매우 유사한 상호 인력을 나타내는 것이다. 그 결과, 극성 물질이 바인더 물질 내에 균일하게 분산된다. 중합체 물질과 극성 물질의 조합 적합성은 다음의 프로세스에 의해 확인할 수 있다. 먼저, 극성 물질은 약 5가지 상이한 농도(전형적으로 약 5중량% 내지 약 45중량%)로 중합체 물질과 조합된다. 그 다음, 접착제-염 복합체를 이형 라이너(약 1.5mil)로 끌어올려 건조 및 경화시킨다. 그 다음, 짧은 시간 후에 복합체의 표면을 검사한다. 극성 물질이 결정화되거나 표면으로 블루밍된 다음, 구성 요소의 조합은 호환되지 않는다. 반면에, 복합체가 투명하면, 다음 수준의 호환성 테스트를 받게 된다. 그 다음, 샘플을 3일 동안 95% 상대 습도와 100℉에 노출시키는 노출 테스트를 받아야 한다. 그 다음, 샘플을 다시 검사하여 극성 물질이 어느 표면으로 이동했는지의 여부를 결정한다. 극성 물질의 이동이 없고 복합체가 투명하면, 복합체의 유전 상수를 결정하고 복합체를 의료 모니터링 물질로 사용하기 위해 테스트한다.
따라서, 중합체 물질 및 극성 물질은 각각 그 자체에 대한 인력과 실질적으로 동일한 상호 인력을 각각 나타내도록 일양태에 따라 선택된다. 이 때문에, 극성 물질은 함께 뭉치지도 않고, 중합체 물질의 표면으로 블루밍되지도 않지만, 중합체 물질 내에 떠 있는 상태로 유지된다. 이것은 다른 용도에서 염을 사용하는 것과는 대조적이며, 여기에서 염은 표면으로 블루밍되도록 의도되거나(예를 들면, 정전기 방전을 위해 표면을 따라 도전층을 제공하기 위해), 염은 바인더 물질과 화학적으로 반응하도록 의도된다(예를 들면, 용해). 다시 말하면, 바인더 물질과 극성 물질은 양립할 수 있지만, 예를 들면 물에서 NaCl과 같은 분자 변화를 일으키지 않도록 선택된다. 따라서, 분자 규모의 극성 물질은 바인더 물질 내에 분산되지만, 분자 변형을 일으키지 않는다.
그러나, 본 발명의 추가 양태에 따르면, 극성 물질이 유전성 물질의 중합체와 결합할 수 있도록 극성 물질이 선택될 수 있다. 또한 따라서, 원하는 친수성/소수성 특성을 갖도록 중합체(예를 들면, 상기 논의된 특정 R기를 가짐)를 선택함에 있어서, 중합체는 특정 극성 물질에 결합하도록 추가로 선택될 수 있다. 유전성 물질의 중합체에 결합된 극성 물질을 포함하는 유전성 물질의 사용은 시간이 지남에 따라 용해 또는 블루밍이 발생할 수 있는 경우에 유리하다. 예를 들면, 극성 물질이 예를 들면 히드록실 작용기와 같은 적절한 작용기를 갖고 바인더 물질이 카르복실기를 가지면, 극성 물질이 바인더 물질에 어느 정도 혼입된 상태에서 반응이 일어날 수 있다. 다른 양태에 따르면, 바인더 물질이 에스테르 펜던트기를 갖고 극성 물질이 히드록실 또는 심지어 카르복실 작용기를 가지면, 일부 트랜스 에스테르화가 발생하여, 다시 극성 물질이 부착된 중합체 쇄를 다시 생성할 수 있다.
PSA는, 예를 들면 아크릴 공중합체의 양이온성 치환기를 포함할 수 있다. 예를 들면, FLEXcon의 V-19 접착제(매사추세츠주 스펜서의 FLEXcon Company, Inc.에 의해 판매)는 극성 물질에 결합할 수 있는 아크릴 공중합체 PSA의 양이온성 치환기를 가지고 있다. 실시예에 있어서, 연속 도전층을 갖고 극성 물질이 첨가되지 않은, 이 접착제가 제공되고 있다. 연속 도전층은 뉴욕주 스케넥터디의 Technical Fiber Products LTD로부터의 부직포 도전성 베일 제품 #20353A에 의해 제공되고 있다. 실시예에서 테스트되었고, 53Kohms의 피부 임피던스를 산출하였다. 그 다음, 동일한 접착제 및 베일을 극성 물질(예를 들면, 3M Company, Inc.의 FC-5000 이온성 대전방지 물질)의 정상 하중의 절반이 제공되고, 시편은 5.2Kohms의 임피던스를 산출하였다. 이것은 중요한 트레이드오프이며, 피부 접착력과 같은 기타 외부 고려사항은 특정 조성의 선택과 관련하여 중요한 고려사항이지만, 비점착성 층에 대한 어느 하나의 PSA 중합체 물질에 대한 양이온성 또는 기타 극성 치환기의 사용은 최종 신호 수용 물질(SRM)을 구성하는 데 더 많은 옵션을 제공한다
이러한 극성 물질을 그들의 구조의 일부로서 갖는 중합체의 식별가능한 특징 중 하나는 비유전율이다. 예를 들면, FLEXcon의 H582 베이스 접착제는 100Hz에서 비유전율이 2.0이며, 여기에서 FLEXcon의 V-19에 대한 비유전율은 3.9이다. 비유전율은 연속층을 포함하더라도 SRM으로서 사용할 수 있는 중합체의 가능성을 나타내지만, 무수한 피부 상태와의 호환성과 같은 다른 특성은 수지 선택에 중요한 부분을 차지할 것이다.
비수성계 SRM이 ECG 테스트(4.2.2.1, 4.2.2.2, 4.2.2.3, 4.2.2.4를 포함하는 AAMI EC 12 2015 4.2.2)에서 실제 사용에서 수행될 수 있는지 예측할 수 있는 테스트 과정이 확인되었으며, 피부 임피던스 테스트에서 발견되었다. 피부 임피던스 테스트는 부분적으로 팔이나 다리의 피부에 제 1 테스트 전극을 적용하는 단계; 타이머를 작동하는 단계; 동일한 팔 또는 다리의 피부에 제 2 테스트 전극을 적용하는 단계; 전압계 리드선을 테스트 전극에 부착하는 단계; 측정을 기록하는 단계; 및 몇 분 동안 반복하여 결과를 기록하는 단계를 포함한다. 도 4를 참조하면, 한 쌍의 이러한 전극(30, 32)은 피험체(예를 들면, 팔(34)) 상에 서로 가까이 배치될 수 있다. 각각의 전극은 피부 임피던스를 결정하기 위해 인덕턴스-커패시턴스-저항(LCR) 미터에 연결되는 접속부(36, 38)에 결합된다.
본 발명의 양태에 따라 본원에 제공된 비수성 조성물은 AMMI를 통과시키기 위해 가교 또는 활성화를 필요로 하지 않으며, 본 발명의 양태에 따라 등방성이다. 실시예에 있어서, 조성물은 극성 화합물이 내부에 실질적으로 분산되어 있는 유전성 물질, 및 상기 물질로 실질적으로 덮인 직물, 직조 또는 부직포 탄소 섬유 또는 금속성 스크린 또는 금속 포일 물질과 같은 도전층을 포함한다. 도전성 연속층은 탄소 필름, 금속성 포일 및 스크린으로부터 직포 및 부직포에 이르기까지 다양한 형태, 및 두께와 밀도로 이용가능하다. 유전성 물질은 감압 접착제(PSA)로부터 비점착성 중합체 물질에 이르기까지 다양한 특성을 가질 수 있다.
극성 물질 농도는 유전성 중합체와의 혼합물의 45중량%만큼 높을 수 있다. 유전성 중합체와 함께 사용될 극성 물질의 선택 기준은 상기에서 논의한 바와 같이 유기 유전성와의 호환성을 기초로 한다. 유전성 중합체가 PSA인 또 다른 속성은 극성 물질의 적절한 선택에 의해 피부에 접착하는 물질의 능력을 향상시킬 수 있다는 것이다. 피부의 표면 품질의 편차가 크므로, 피부 접착 특성을 보완하는 극성 물질이 있는 것이 이점이다.
연속 도전성 물질은 코팅, 라미네이팅, 압출, 또는 중합체 극성 물질 혼합 내에 연속 또는 반-연속 도전층을 도입하기 위한 임의의 방법을 통해 도입될 수 있다. 또한, 도전성 입자를 정렬하거나 활성화할 필요 없이, 더 높은 점도의 열가소성 비점착성 유전성 중합체가 SRM에 더 쉽게 통합되며, 이는 랩, 베스트 또는 기타 압축복과 함께 제자리에 유지되는 웨어러블 생체 감지 전극의 사용과 관련된 용도를 찾을 수 있다.
일양태에 따르면, 본 발명은 등방성인 비수성 신호 수용 물질을 제공하고, 예를 들면 유전성 물질 내에 연속 도전층을 포함한다. 연속 도전층은 도전성 필름, 스크린 또는 금속 포일, 또는 도전성 표면 코팅을 갖는 탄소 섬유 또는 비도전성 물질과 같은 도전성 섬유로 구성된 도전성 직물로부터 유도될 수 있다. 직물은 직조 또는 편직 또는 부직포일 수 있지만, 다수의 실시예에서 근본적인 원리는 얻어진 연속 도전층을 적어도 더 큰(X 및 Y) 비-두께 치수 및 선택적으로 모든(X, Y, Z) 치수에서 도전성을 갖도록 하는 것이다. 등방성은 또한, 배킹 전기 접촉에 대한 연결을 용이하게 한다. 반대로, 이방성 신호 수용 물질은 도전성 경로를 통해 모니터에 연결된 도전성 표면을 사용하며, 여기에서 그 도전성 표면의 영역은 픽업된 신호의 양과 직접적으로 관련되어 있다. 극성 물질이 내부에 분산되어 있는 유전성 중합체로 구성된 조성물은 브리징 또는 활성화와 같은 추가 과정 단계 없이 AMMI EC12 2015를 통과할 것이다. 비수성계 신호 수용 물질이 될 때, 피부 임피던스는 AAMI를 단순히 통과시키는 것보다 비수성 전극의 기능을 더 잘 예측하는 것으로 나타났다.
전기 신호가 전달되는 메카니즘은 용량성 결합 및 도전성 베일 또는 본원에 논의된 바와 같은 다른 연속 도전층과 같은 저임피던스 도전성 물질 모두를 포함하는 동적이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일양태에 따른 복합체(50)는 유전성 물질(54) 내에 분산된 극성 물질(52)뿐만 아니라, 상기 논의된 도전성 물질(56)을 포함한다. 복합체(d1)의 두께는 다양한 생물의학 비생물의학 용도에 따라 광범위하게 변할 수 있고, 예를 들면 다시 용도에 따라 미크론 정도만큼 얇거나 두께가 1인치 이상일 수 있다. 탄소 섬유(56)의 직경은 다시 용도에 따라, 예를 들면 1마이크로미터 미만 또는 50마이크로미터 초과일 수 있다. 신호원(60)에 근접한 극성 물질(도 5a의 58로 도시됨)은 교류 신호에 반응할 것이지만, 공급원에 근접하지 않은 극성 물질은 그렇게 반응하지 않을 것이다. 그러나, 본 발명의 일양태에 따르면, 도전성 물질(56)은 신호를 픽업하고 도 5b의 영역(62)에서 화살표로 도시된 바와 같이 전하 분포를 통해 복합체 전체에 신호를 분배할 것이다.
상기에서 언급한 바와 같이, 연속 도전성 물질은 도전성 필름(예를 들면, 알루미늄 또는 탄소)의 층, 직포 또는 부직포 물질(예를 들면, 탄소 섬유)의 층, 또는 정렬되지 않은 물질의 평평한 매트(다시, 예를 들면 탄소 섬유)로 제공되는 도전성 물질의 층이 제공될 수 있다. 도 6을 참조하면, 그러한 도전성 물질층은 내부에 분배된 극성 물질이 있는 유전성의 2개의 층 사이에 제공될 수 있다. 특히, 복합체(70)는 극성 물질(74)이 내부에 분포된 제 1 유전성 물질(72), 극성 물질(84)이 내부에 분포된 제 2 유전성 물질(82), 및 제 1 유전성 물질(72)과 제 1 유전성 물질(72) 사이에 끼워진 도전층(80)을 포함한다. 복합체(70)는 복합체의 노출된 표면 상에 이형 라이너(76, 78)를 추가로 포함한다. 복합체(이형 라이너 없음)는 두께 d 2 를 가질 수 있고, 제 1 유전성 물질(72)은 두께 d 3 을 가질 수 있고, 제 2 유전성 물질(82)은 두께 d 5 를 가질 수 있고, 도전층(80)은 두께 d 4 를 가질 수 있으며, 이는 다시 특정 용도에 모두 적합하다. 본 발명의 양태의 이점은 본 발명의 복합체가 매우 다양한 두께 또는 다른 치수를 요구하는 용도에서 매우 다용도라는 것이다. 도 7을 참조하면, 교류 신호(예를 들면, 86에 도시된 바와 같은 생체의학 신호)가 존재할 때, 특정 극성 물질(도 7의 88로 도시된 바와 같이)은 생체의학 신호에 정렬될 것이다. 이 정렬로부터 얻어진 전하는 도전층(80)에 의해 픽업되고, 복합체 주위로 전달되어 추가 극성 물질(74)이 도 7에 도시된 바와 같이 정렬되게 한다. 얻어진 추가 극성 물질은 신호가 정렬되면 전극(78)에 제공되는 신호를 야기할 것이다. 도 8-11을 참조하면, 도전층(80)은 필름(90)(예를 들면, 알루미늄 또는 탄소), 직조 도전성 물질(92)의 금속 직물(예를 들면, 직조 탄소 섬유), 부직포 그리드(94)(예를 들면, 탄소 섬유), 또는 정렬되지 않은 물질(94)의 평평한 매트(다시, 예를 들면 탄소 섬유) 중 어느 하나일 수 있다.
다음의 실시예에서는 본 발명의 다양한 양태에 따라 제조된 복합체를 나타낸다.
실시예 1
PSA의 유기 용매 용액(매사추세츠주 스펜서의 FLEXcon Company, Inc.에 의해 판매되는 FLEXcon's H-582)에 극성 물질이 건조 중량으로 15%로 첨가되었으며, 이 실시예에서는 네덜란드의 Nouryon Chemicals에 의해 판매되는 Arquad HTL8-MS이다. 용액은 38미크론 폴리에스테르 필름의 이형 코팅된 면에 캐스팅되었다. 이를 위해, 연속 도전층 물질을 도포하였다. 이 실시예에서, 연속 도전층은 뉴욕주 스케넥터디의 Technical Fiber Products LTD.로부터 입수가능한 제품 #20352A 4g/sm의 부직포 도전성 베일 물질이었다. 베일 물질을 놓고 여전히 젖은 PSA 용액에 눌렀다. 그 다음, 복합체를 건조시켰다. 그 다음, 동일한 감압 접착제 및 동일한 베일 물질을 사용하여 유사한 방식으로 제 2 샘플을 제조하지만, 극성 물질은 포함되지 않는다.
극성 물질이 있는 것과 없는 것, 그리고 대조 기준으로 작용하는 종래의 수성계 ECG 전극(GE Healthcare, Inc.에 의해 제조된 Silver Mactrode Plus)과 함께 두 개의 샘플이 AAMI EC12 2015 4.2.2.1, 4.2.2.4 및 4.2.2.2, 4.2.2.3 및 4.2.2.5 및 상기에 언급된 피부 임피던스 테스트에 따라 모두 테스트되었다. 결과는 도 12-14에 도시되어 있으며, 여기에서 도 12는 Silver Macrode에 대한 결과를 100으로 도시하고, 도 13은 극성 물질이 없는 복합체(극성 물질이 없는, FLEXcon의 H-582 및 Carbon Veil 20352A)에 대한 결과를 102로 도시하고, 도 14는 극성 물질이 있는 복합체(FLEXcon의 H-582, 극성 물질(Arquad HTL8-MS) 및 Carbon Veil 20352A)에 대한 결과를 104으로 도시하고 있다. 도시한 대로, 각각의 전극은 적용가능한 AAMI EC12 2015 테스트의 모든 구성요소를 통과하였다.
그러나, 이들 3개의 샘플이 도 4를 참조하여 상기에서 언급한 FLEXcon의 피부 임피던스 테스트로 테스트했을 때, 결과가 나눠졌다. Silver Mactrode, 및 베일 도전성 물질과 극성 물질이 모두 포함된 샘플은 쉽게 통과되었다. 극성 물질이 없는 접착제에 베일 도전성 물질만 추가된 샘플은 극성 물질이 첨가되지 않은 샘플보다 피부 임피던스가 8배 더 높게 나타났다. 특히, 도 15는 Silver Macrode의 피부 임피던스 시험 테스트를 106으로 도시하고, 도 16은 극성 물질이 있는 복합체의 피부 임피던스 시험 결과를 108로 도시하고, 도 17은 극성 물질이 없는 복합체의 피부 임피던스 테스트의 결과를 110으로 도시하고, 극성 물질이 생략될 때 임피던스가 상당히 증가함을 도시하고 있다.
이들 3개의 전극은 또한, GE Healthcare, Inc.의 MAC 1200G ECG/EKG 기계에서 테스트되었다. 결과는 Silver Macrode 전극의 경우에 도 18의 120로, 극성이 없는 복합체의 경우에 도 19의 122로, 극성 물질이 있는 복합체의 경우에 도 20의 124로 도시하고 있다. 도 19에서는 ECG 신호가 검출되지 않고 극성 물질을 사용한 복합체가 우수한 ECG 신호 데이터를 제공했음을 도시하고 있기 때문에, 극성 물질이 필요하다는 것은 분명하다.
연속 도전성 물질 및 극성 물질을 사용한 신호 수용 물질의 후속 과정은 복합체의 등방성 도전성 특성으로 인해 매우 효율적이다. 브리징 또는 활성화를 필요로 하지 않는 것 이외에, 신호 수용 물질이 부착된 기판은 기판(신호 수용 물질과 접촉하게 되는)의 전체 표면이 도전성을 필요로 하지 않는다.
예를 들면, 지지 기판(매사추세츠주 스펜서의 FLEXcon Company, Inc.에 의해 판매되는 FLEXMARK NWP 부직포 폴리에스터)에 유전성 중합체(FLEXcon Company, Inc에 의해 판매되는 H-582)로 구성된 신호 수용 물질 및 30중량%의 극성 물질(미네소타주 세인트폴의 3M Company, Inc.에 의해 판매되는 알콕실화된 4차 알킬암모늄플루오로알킬술폰이미드의 염인, Ionic Liquid Antistat FC-5000), 및 도전성 물질(영국의 Technical Fibre Products LTD에 의해 판매되는 Optiveil 20352A 탄소 섬유 물질)을 도포하였다. 신호 수용 물질이 추가될 지지 기판의 동일한 면에 도전성 외부 코팅(FLEXcon Company, Inc.에 의해 판매되는 EXV-461 도전성 코팅)을 추가하여 제 2 샘플을 유사하게 준비하였고; 이 도전성 코팅은 선행 기술의 이방성 신호 수용 물질에 필요할 것이다.
두 샘플 모두에, ECG 스냅 전극을 설치하고 피부 임피던스를 테스트하였다. 수성 전극 물질(플로리다주 아이버네스의 Leonard Long USA, Inc.에 의해 판매되는 Skintact FS-40)도 대조군으로 테스트되었다. 도 21을 참조하면, 수성 전극 대조군과, 신호 수용 물질 아래의 지지 기판 위의 도전성 코팅이 없는(130으로 도시) 또는 도전성 코팅이 있는(132로 도시) 전극, 또는 Skintact 전극(134로 도시) 사이에 전극-대-피부 임피던스의 실질적인 차이가 발견되지 않았다. 이는 현재 제품과, 등방성 도전성 비수성 신호 수용 물질 사이에 후속 제조 단계의 변경이 거의 또는 전혀 필요하지 않음을 의미한다. 추가 이점은 대부분의 수성 스냅 전극에서 하이드로겔이 전극을 피부에 부착하기 위해 접착제로 둘러싸여 있다는 것이다. 본 발명의 양태에 따르면, 신호 수용 물질은 또한, 접착제이다.
연속 도전층을 사용하는 또 다른 이점은, 활성화 단계가 없기 때문에 베이스 접착제가 전기영동 형성된 "Z" 컬럼을 유지하기 위해 높은 점도(1백만cps 이상)일 필요가 없다는 점이다. 이것은 방사선 경화성 PSA와 같은 다른 저점도 PSA를 허용하였다. 도전성 입자와 함께 저점도 방사선 경화성 PSA를 사용하는 것은, 탄소와 같은 물질에 대해 또는 강자성 입자가 자기장을 사용하는 경우에 상당히 강한 전기장을 필요로 할 것이다. 어느 쪽이든, 이방성 신호 수용 물질이 결과일 것이다. 방사선 경화형 PSA가 있는 베일을 사용하면, 입자 정렬이 필요하지 않고 얻어진 제품이 등방성이므로 제한 요소는 경화이다.
실시예 2
접착제(일리노이주 시카고의 Actega North America에 의해 판매되는 Rad Bond 12 PS 12L V FB 접착제) 100부에 극성 물질(Arquad HTL8-MS, 네덜란드 Nouryon Chemicals에 의해 판매됨) 5부를 첨가하였다. 혼합물을 FLEXcon Company, Inc.에 의해 판매되는 90 폴리 플랫 화이트(PFW) 이형 라이너에 지지된 뉴욕주 스케넥터디의 Technical Fiber Products Inc.에 의해 판매되는 Carbon Veil 20352A에 코팅되었다. 이렇게 구성된 샘플을 UV 램프 아래에서 경화시킨 다음, 도전성 탄소 코팅된 50미크론 폴리에스테르에 적층하였다. 제 2 샘플 세트가 유사하게 준비되었지만, 이 경우에는 극성 물질(Arquad HTL8-MS)이 추가되지 않았다.
두 세트의 샘플을 도전성 탄소 충전 아크릴 위에 놓고 테스트하였다. 도전성 코팅된 50미크론 폴리에스터 베이스와 SRM의 반대측에 위치한 도전성 섬을 접촉시켜 테스트하였다. 전극-대-전극 임피던스 결과는 다음과 같다: 극성 물질이 있는 경우 임피던스는 1.5Kohms이고, 극성 물질이 없는 경우 임피던스는 420ohms이었다. 다음으로, 샘플은 피부 임피던스에 대해 테스트하였으며, 대조군(silver mactrode)의 임피던스는 4Kohms이고, 극성 물질(Arquad)이 있는 샘플의 임피던스는 19Kohms이고, 극성 물질(Arquad)이 없는 샘플의 임피던스는 380Kohms이었다.
전극-대-전극 임피던스는 Arquad(극성 물질)가 없는 샘플이 Arquad가 있는 전극보다 낮은 임피던스를 가짐을 보여주지만, 피부 임피던스 테스트는 이전 실시예에서와 마찬가지로 결과가 반대임을 보여주었다. 알루미늄 포일, 금속 미세 스크린 물질 및 도전성 직포를 사용한 유사한 복합체도 제작되었으며, 모두 부직포 베일 물질에서 발견되고 등방성을 나타내었다.
실시예 3
세 번째 예는 전극이 얼마나 얇게 제조될 수 있는지를 조사하기 위해 알루미늄 포일과 같은 금속 포일을 사용하는 것과 관련이 있다. 평평한 알루미늄 포일은 직조와 부직 모두 불규칙한 프로파일을 방지한다. 0.0007인치 알루미늄 포일에 극성 화합물(3M Company, Inc.에 의해 판매되는 FC-5000)과 FLEXcon Company, Inc.에 의해 판매되는 감압 접착제(PSA H-582)의 혼합물을 도포하였다. 이 혼합물을 알루미늄 위에 0.0002인치의 코팅 증착(건조)으로 코팅하고, 접착제 조성물을 보호하기 위해 실리콘 코팅된 폴리에스테르로 덮었다. 알루미늄/PSA/보호 라이너 복합체의 반대측에 접착제/극성 물질의 두 번째 코팅이 다시 0.0002인치의 건조 증착으로 도포되었다. 상기 복합체의 샘플은 두께(Z)와 길이, 너비(X,Y) 치수 모두에서 임피던스에 대해 테스트되었다. Z방향의 평균 임피던스는 540ohms이었고, X,Y 평면의 평균 임피던스는 590ohms이었다. 이러한 값은 전기적으로 등방성의 정의 내에 있다.
추가 양태에 따르면, 연속 중합체 매체는 감압 접착제가 아닐 수 있다(예를 들면, 이는 실질적으로 비점착성 물질일 수 있음). 이러한 전극은 종종 압박복과 함께 사용되었다. 모든 경우는 아니지만 많은 경우에, 비점착성 전극은 상기 압박복에 영구적으로 부착되어, 반복된 세탁 생존가능성을 다수의 가능한 용도에 대한 기준으로 만든다. 따라서 연속 중합체 매트릭스 내의 극성 물질의 수용성은 최소화되어야 한다. 또 다른 고려 사항은 전극의 수증기 투과율이 피부와 전극 사이에 축적되는 땀을 최소화하도록 해야 한다한다는 것이다.
추가 실시예에 있어서, 극성 물질(3M Company, Inc.에 의해 판매되는 FC-5000) 15% 건조 중량 및 베일 물질(Technical Fiber Products LTD에 의해 판매되는 Optiveil 20352A)을 함유하는 열가소성 폴리우레탄(TPU)(FLEXcon Company, Inc.에 의해 판매되는 H-501)의 연속적이고 실질적으로 비점착성인 층에서 복합체가 형성되었다. 유전성 연속층으로 PSA를 사용한 예의 경우와 마찬가지로, TPU 수지와 FC 5000의 용액을 이형성 캐리어 필름에 코팅한 다음, 베일을 사용하여 복합체를 건조시켰다. 그 다음, 테스트 스트립을 준비하고 피부에 압력을 가하기 위해 60g의 추를 사용하여 피부 임피던스 테스트를 수행하였다. 결과는 40Kohms의 스킨 임피던스를 산출하였다.
비점착성 테스트 생체 신호 감지 물질을 압축 직물에 부착하기 위해, TPU 수지는 이형 캐리어의 코팅되지 않은 면을 가열하는 것만으로 다수의 직물에 부착될 수 있다. 비점착성 층과 의복이 모두 호환되므로 접착력이 형성될 수 있다. 직물이 센서의 연속층과 호환되지 않는 경우, SRM 위에 물질의 추가 층을 추가하여 접착을 용이하게 해야 한다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 신호 수용 복합체는 생체의학 및 그렇지 않으면 한 영역에서 다른 영역으로 신호의 전달이 요구될 때, 매우 다양한 용도를 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 특정 용도에서는 중합체 물질이 접착제일 필요가 없을 수 있다. 또한, 본 발명의 복합체가 패드 또는 종래의 전극으로서 제공될 필요는 없다.
예를 들면, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 도전성 물질은 탄소 섬유를 포함할 수 있고, 탄소 섬유는 상기에서 논의된 바와 같이 내부에 분산된 극성 물질을 포함하는 유전성 물질로 코팅될 수 있다. 예를 들면, 도 22는 도전성 물질(152)로서 탄소 섬유를 포함하는 신호 수용 복합체(150), 또한 그 안에 분산된 극성 물질(156)을 갖는 유전성 물질(158)의 코팅을 도시한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 유전성 물질(154)(유전성 물질(158) 및 극성 물질(156) 포함)은 도전성 물질 섬유(152)를 둘러싼다.
도 24a를 추가로 참조하면, 이러한 신호 수용 복합체(150)는 이러한 코팅된 섬유(150) 다수를 함께 직조함으로써 직조 복합체(160)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 유사하게, 도 24b에 도시된 바와 같이, 이러한 신호 수용 복합체(150)는 부직포 방식으로 다수의 그러한 코팅된 섬유(150)를 결합함으로써 부직포 복합체(162)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 도 24c에 도시된 바와 같이, 이러한 신호 수용 복합체(150)는 매트 또는 펠트 방식으로 다수의 그러한 코팅된 섬유(150)를 결합함으로써 매트 또는 펠트 복합체(164)를 형성하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 양태에 따른 등방성 SRM 물질의 추가 사용은 전자 펄스를 피험체에 전달하는 것을 포함한다. 예를 들면, 경피적 전기 신경 자극(TENS)의 사용은 통증 감소를 포함한 다양한 용도에 사용될 수 있다. TENS 장치는 전극을 통해 환자의 피부에 작은 전기 자극을 전달하고, 이러한 전기 자극은 신체를 자극하여 (특정 용도에서) 통증을 감소시킬 수 있는 엔돌핀을 생성한다.
FLX068983 OMNI-WAVE™ TT 200 및 BLACK H-502를 포함하는 FLEXcon 건식 전극을 포함하는 이러한 복합체의 예는 Silver Mactrode™ Plus 하이드로겔 전극을 포함하는 예와 함께 제공되었다. 테스트 장비는 신호원, iReliev iRenew™ TENS+EMS 시스템-모델 #ET-7070, 및 클립이 있는 신호 모니터-Tektronix MDO3024 오실로스코프 및 리드로 포함된다. 전극 쌍 어셈블리를 포함하는 테스트 방법은 보호 이형 라이너가 두 전극 각각의 접착면에서 제거되었다는 것을 제공하는 것과 관련되었다. 그 다음, 각각의 전극의 접착층을 함께 배치하여 전극 쌍을 형성하였다. 전극 신호 테스트를 위한 테스트 방법은 측정 장비에 연결된 전극 쌍을 포함한다. 신호 측정값은 전극 쌍 어셈블리 후 2분에 수집되었다. 전극 임피던스 테스트를 위한 테스트 방법에는 LCR 미터에 연결된 전극 쌍이 포함되었다. 임피던스 측정은 전극쌍 어셈블리 후 2분에 10hz 20mv에서 측정되었다.
측정은 다음과 같다. 전극 쌍 임피던스의 경우 Silver Mactrode™ Plus는 444ohms의 임피던스를 산출하였고, SRM 복합체(FLEXcon® OMNI-WAVE™ H-502)의 경우 139ohms의 임피던스를 산출하였다. 전극 신호 테스트(및 도 25 참조)의 경우 SRM 복합체에 대한 임피던스는 170으로 도시되고, Silver Macrode+하이드로겔에 대한 임피던스는 172로 도시되었다. FLEXcon 건식 전극의 측정된 전압 및 임피던스 OMNI-WAVE™ H-502는 Silver Mactrode+(하이드로겔) 전극과 유사하거나 더 우수하였다.
당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 상기 개시된 실시형태에 대해 수많은 수정 및 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (38)

  1. 유전성 중합체 물질 내에 극성 가능 물질이 실질적으로 분산되어 있는 유전성 중합체 물질 및 상기 유전성 중합체 물질에 의해 실질적으로 덮인 연속 도전성 물질을 포함하는 등방성 도전성 복합체로서,
    상기 극성 가능 물질은 극성화되어 전하 발생 반응을 제공하도록 구성되고,
    상기 연속 도전성 물질은 상기 유전성 중합체 물질 전체에 걸쳐 실질적으로 연장되고 상기 전하 발생 반응에 반응하도록 구성되며
    상기 등방성 도전성 복합체는 비수성인 것을 특징으로 하는 등방성 도전성 복합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전성 중합체 물질과 상기 극성 가능 물질은 3일 동안 95% 상대 습도와 100°F의 온도에 노출되었을 때 실질적인 상 분리를 나타내지 않는 등방성 도전성 복합체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 극성 가능 물질은 상기 유전성 중합체 물질 내에 균일하게 분산되는 등방성 도전성 복합체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유전성 중합체 물질은 감압 접착제인 등방성 도전성 복합체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 감압 접착제는 아크릴 중합체 또는 그것의 공중합체를 포함하는 등방성 도전성 복합체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유전성 중합체 물질은 비점착성 중합체를 포함하는 등방성 도전성 복합체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 비점착성 중합체는 열가소성 우레탄인 등방성 도전성 복합체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 극성 가능 물질은 4차 암모늄염을 포함하는 등방성 도전성 복합체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연속 도전성 물질은 직포 또는 부직포를 포함하는 등방성 도전성 복합체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 직포 또는 부직포는 탄소 섬유를 포함하는 등방성 도전성 복합체.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연속 도전성 물질은 금속 포일을 포함하는 등방성 도전성 복합체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 포일은 알루미늄 포일인 등방성 도전성 복합체.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연속 도전성 물질은 금속 스크린을 포함하는 등방성 도전성 복합체.
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  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 전하 발생 반응은 상기 극성 가능 물질의 제 1 부분이 극성화될 때 상기 연속 도전성 물질의 제 1 부분을 극성화할 수 있도록 구성되는 등방성 도전성 복합체.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 연속 도전성 물질의 제 1 부분이 극성화될 때 상기 극성 가능 물질의 제 2 부분을 극성화할 수 있는 등방성 도전성 복합체.
  31. 제 1 항에 있어서,
    상기 극성 가능 물질은 교류 전기장에 의해 극성화될 수 있는 등방성 도전성 복합체.
  32. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합체는 상기 극성 가능 물질과 상기 유전성 중합체 물질의 총 중량을 기준으로 최대 45 중량%의 극성 가능 물질을 포함하는 등방성 도전성 복합체.
  33. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합체는 상기 극성 가능 물질과 상기 유전성 중합체 물질의 총 중량을 기준으로 5 중량% 내지 45 중량%의 극성 가능 물질을 포함하는 등방성 도전성 복합체.
  34. 제 1 항에 있어서,
    상기 등방성 도전성 복합체는 인체의 피부에 부착되는 등방성 도전성 복합체.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 등방성 도전성 복합체는 상기 인체로부터 전기 신호를 감지할 수 있는 등방성 도전성 복합체.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 등방성 도전성 복합체는 상기 인체의 피부로 전기 신호를 전달할 수 있는 등방성 도전성 복합체.
  37. 제 1 항에 있어서,
    제 1 표면과 그에 대향하는 제 2 표면을 포함하고, 상기 제 1 표면의 적어도 일부에 제 1 이형 라이너가 부착되며, 상기 제 2 표면의 적어도 일부에 제 2 이형 라이너가 부착되는 등방성 도전성 복합체.
  38. 제 1 항에 있어서,
    제 1 표면과 그에 대향하는 제 2 표면을 포함하고, 상기 제 1 표면의 적어도 일부에 전극 접속부가 부착되며, 상기 전극 접속부의 적어도 일부에 리드 와이어가 부착되는 등방성 도전성 복합체.


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