Способ получения гидрогелевого вещества для контактирующих с кожей электродов Советский патент 1992 года по МПК C08F220/56 C08F220/56 C08F220/44 

Настоящее изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для получения электродного контактного вещества (Э KB) для контактирующих с кожей электродов, используемых в целях функциональной диагностики и био- электростимуляции.

Известны различные виды ЭКВ. Так, в а.с.СССР №1251861 описано ЭКВ, содержащее в качестве проводника хлорид магния, и в качестве связующего - смесь из коллодия, клея БФ-6 и клеола. Известно однако, что неоднородное распределение проводящих частиц в адгезиве приводит к неоднородности электрических полей между частицами и высокому уровню шумов, что отрицательно сказывается на функционировании электрода. Указанных недостатков в значительной степени лишено ЭКВ на основе природных каучуков, описанное в патенте США № 4692273.

Однако физические и химические свойства природных полимеров, также как и количества присутствующих в них примесей, колеблются в широких пределах, что приводит к непостоянству электрических характеристик у образующегося ЭКВ,

Наиболее близким по сущности и достигаемому эффекту к настоящему изобретению является способ получения ЭКВ путем полимеризации реакционной смеси на основе 2-акриламидо-2-метилпропансульфо- кислоты или ее производных, акриламида и инициаторов полимеризации в присутствии воды или спирта, описанный в патенте США N24581821. Полученное таким образом ЭКВ обладает удовлетворительной электропроводностью, однако, вследствие того, ч го основным его компонентом является

VJ Ч

а

К)

полимерная кислота, электрофизические параметры ЭКВ подвержены значительным колебаниям при изменениях рН, Кроме того, его прочность является недостаточной.

Целью изобретения является создание гидрогелевого ЭКВ с повышенной прочностью

Поставленная цель достигается тем, что гидрогелевое электродное контактное вещество получают путем сополимеризации акриламида и акрилонитрила в присутствии N.N -метилен-бис-акриламида в качестве сшивающего агента и инициирующей системы персульфат калия-метабисульфит натрия в водной среде. Затем образующийся гидрогель промывают, высушивают до потери эластичности и обрабатывают водно-гли- цериновым раствором, содержащим определенное количество неорганической соли.

Новизна настоящего технического решения заключается в использовании в составе реакционной смеси для получения гидрогелевого ЭКВ с повышенной прочностью наряду с акриламидом второго сомо- номера - акрилонитрила, и сшивающего агента - М.М-мелилен-бис-акриламида.

Обработка получаемого в результате со- полимериззнии гидрогеля водным раствором, содержащим определенное количество многоатомного спирта (предпочтительно глицерина) и неорганической соли (предпочтительно хлористого натрия), способствует стабилизации физико-химических и электрических параметров у заявляемого гидрогелевого ЭКВ и позволяет избежать особых предосторожностей при его хранении.

Получаемое согласно изобретению Э KB пристает к поверхности тела и обладает достаточной когезионной способностью, чтобы не оставлять следов после удаления с поверхности тела.

Преимуществом предлагаемого способа получения гидрогелевого ЭКВ является отсутствие необходимости использования несущей подложки или материалов для дублирования, которые, повышая прочность ЭКВ, приводят к существенному снижению эластичности. ЭКВ согласно настоящему изобретению обладает достаточной механической прочностью и является самонесущим.

Вследствие высокой прочности, эластичности, способности повторять рельеф кожети удерживать значительные количества влаги, а также высокой проводимости, ЭКВ согласно изобретению является предпочтительно по сравнению с прототипом и описанным ранее.

Способ получения ЭКВ включает следующие операции./ Приготовление водных растворов N.N -метилен-бис-акриламида, персульфата калия и метабисульфита натрия.

Приготовление реакционной смеси посредством смешения определенных коли- честв акрил-амида, акрилонитрила и указанных выше растворов с последующей

0 фильтрацией и дегазацией.

Полимеризация при температуре 20- 25°С в течение 1 ч.

Трехкратная промывка полученного гидрогеля в дистиллированной воде по 1 ч.

5 Высушивание гидрогеля до потери им эластичности (водосодержание 30-40 мас.%.

Обработка высушенного геля в водном растворе глицерина и хлорида натрия.

0 Извлечение гидрогелевого материала из раствора и удаление с его поверхности избытка влаги.

П р и м е р. В стеклянном стакане смешивают 2 г акриламида, 0,7 г акрилонитри5 ла, 0,5 г 1-ного водного раствора N.N -метилен-бис-акриламида, 0,25 г 0,4%-ного водного раствора персульфата калия и 0,1 г 1%-ного водного раствора метабисульфита натрия. Смесь интенсивно перемешивают,

0 а затем объем раствора доводят при помощи дистиллированной воды до 10 мл, после чего полученную композицию фильтруют через фильтр Шотта и дегазируют. Полимеризация протекает при комнатной

5 температуре в течение 1 ч, после чего полученное гидрогелевое вещество промывают 3 раза по 1 в дистиллированной воде для удаления остаточных количеств непрореагировавших веществ. После завершения от0 мывки гель извлекают из воды и сушат до потери эластичности, что соответствует содержанию воды в геле 30-40 мас,%. Затем гидрогель помещают в раствор, содержащий 1% хлорида натрия, 65% дистиллиро5 ванной воды 34% глицерина. После набухания в течение 12 ч в указанном растворе и удаления избытка жидкости с повер- хности гидрогелевое ЭКВ готово к использованию. Из указанного вещества

0 были изготовлены пластины размером 40 мм. В результате проведенных исследований было установлено, что материал обладает удельным сопротивлением 1,3 кОм См. относительным удлинением 370% и прочно5 стью на разрыв 270 кПа. Изменение рН в пределах от 5 до 9 практически не влияло на свойства получаемого ЭКВ.

Положительный результат был получен при осуществлении способа получения гидрогелевого ЭКВ с содержанием комлонентов в реакционной смеси согласно формуле изобретения (примеры 2-10, табл.1), производимом аналогично. Примеры 11-18 относятся к запредельным значениям концентраций компонентов реакционной смеси.

Положительный результат был получен при использовании для заключительной обработки водных растворов с содержанием компонентов согласно формуле изобрете- ния (примеры 1-6, табл.2). Примеры 7-10 относятся к запредельным значениям концентраций компонентов. Во всех изготовление ЭКВ осуществлялось аналогично описанному ранее примеру выполнения.

Физико-химические свойства ЭКВ представлены в табл.1 и 2.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получать электродное контактное вещество с повышенной прочностью, обладающее хорошей электропроводностью, способностью удерживать значительные количества влаги и воспроизводить рельеф кожи.

Предлагаемое гидрогелевое ЭКВ мож- но использовать как в медицинских приборах, предназначенных для измерения электрических сигналов, так и в медицинской технике, предназначенной для приложения электрических импульсов

Высокая механическая прочность и отсутствие опасности высыхания при длительном использовании обеспечивают возможность многократного применения предлагаемого гидрогелевого ЭКВ. Формула изобретения Способ получения гидрогелевого вещества для контактирующих с кожей электродов путем полимеризации водного раствора акрилзмида и сополимеров в присутствии персульфата калия и метобисульфита натрия, бтличающийся тем, что, с целью увеличения прочности гидрогеля, в качестве сополимеров используют акрилонитрил и М,М-метилен-акриламид и полимеризацию осуществляют при концентрации, мас.%: акриламида - 15-47; акрилонитрила - 5-25; N.N-метилен-бис-акриламида - 0,01-0,85: персульфата калия - 0,005-0.15; метаби- сульфита натрия 0,005-0,15, при этом образующийся гидрогель трехкратно промывают в дистиллированной воде по 50-60 мин. высушивают до потери эластичности и обрабатывают водным растворов глицерина и хлорида натрия при их концентрации 20-75 и 0,5-20 мас.% соответственно.

Изобретение относится к получению гидрогелевого вещества для контактирующих с кожей электродов и может быть использовано в целях функциональной диагностики и биоэлектростимулирования. Изобретение позволяет увеличить прочность гидрогеля на разрыв до 330 пКа, относительное удлинение до 400%. Эффект достигается за счет полимеризации водного раствора акриламида, акрилонитрила и N.N- метилен-бис-акриламида при концентрации мономеров 15-47,5-25, 0,01-0,85 мас.% соответственно в присутствии 0,005-0,15 мас.% персульфата калия и 0,005-0,15 мас.% метабисульфита натрия с последующей промывкой образующегося гидрогеля дистиллированной водой. Сушат его до потери эластичности и обрабатывают водным раствором 20-75 мас.% глицерина и 0,5- 20,0 мас.% хлорида натрия соответственно. 2 табл.

Таблица 1 Влияние состава реакционной смеси на свойства гидрогелевого электродного контактного вечгства

Прототип - состав на основе акриламида, 2-акрнламидо- 6,2

36

8

Влияние состава раствора для заключительной обработки на свойства ЭКВ

20 75 34 34 Я 34 80

15 34 34

1,0

1,0

0,5

10,0

20,0

1,0

).о

0,1 0,1

Ост.

1,2

1,6 1,3

1,4

0,6 0,5 1,7

3,1 0,5

В

Таблица 2

267 293 2S6 290 281 279 293

259 293 273

Значительное замедление набухания Ухудшение свойств при хранении Снижение электропроводностиНеоправданный расход хлорида натрия