JP5544600B2 - Biocompatible polymer substrate - Google Patents
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Description
本発明は、人の皮膚などに貼付することが可能な生体適合性ポリマー基板に関するものである。 The present invention relates to a biocompatible polymer substrate that can be attached to human skin or the like.
従来から、従来から、下記特許文献１に開示されているように、生体内の蠕動運動を直接的に測定する際に適用可能とすることができる歪センサが公知となっている。
Conventionally, as disclosed in
しかしながら、上記特許文献１の歪みセンサは生体適合性を有しているものの被対象物に縫いつけて取り付けなければならず、皮膚などに貼り付けて使用することができるものではない（上記特許文献１の段落００３２参照）。
However, although the strain sensor of the above-mentioned
そこで、本発明の目的は、人の皮膚などに貼り付けてデータを検出することが可能なポリマー基板を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a polymer substrate that can be attached to human skin or the like to detect data.
（１） 本発明は、生体データの検出に用いる検出部を有した生体適合性ポリマー基板であって、前記検出部に接続されている電極を一方の面又は内部に有した第１層を備え、前記第１層が、ジメチルビニル末端ジメチルシロキサン（以下、ＤＳＤＴ（Dimethyl siloxane,Dimethylvinyl-terminated）と表現することがある。）とテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（以下、ＴＴＣ（Tetrametyhyl tetravinyl cyclotetrasiloxane）と表現することがある。）とを、１００：２〜７３：１の比率で重合させてなるものである。 (1) The present invention is a biocompatible polymer substrate having a detection unit used for detection of biological data, and includes a first layer having an electrode connected to the detection unit on one surface or inside thereof. The first layer is composed of dimethylvinyl-terminated dimethylsiloxane (hereinafter sometimes referred to as DSDT (Dimethylsiloxane, Dimethylvinyl-terminated)) and tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxane (hereinafter referred to as TTC). In a ratio of 100: 2 to 73: 1.
上記（１）の構成によれば、第１層は生体適合性を有したものであるとともに粘性を有しているので、皮膚などに長時間貼り付けたまま、生体データを検出することが可能である。また、第１層は柔軟性があるので、皮膚などに長時間貼り付けてもストレスを最小限に抑えることができる。また、ＤＳＤＴとＴＴＣとを１００：２の比率で含む場合には、本発明のポリマー組成物は、皮膚などへの貼付と剥離とを何回も繰り返すことができる。 According to the configuration of (1) above, the first layer has biocompatibility and has a viscosity, so that it can detect biometric data while being stuck on the skin for a long time. It is. Further, since the first layer is flexible, stress can be minimized even if it is applied to the skin for a long time. In addition, when DSDT and TTC are contained at a ratio of 100: 2, the polymer composition of the present invention can be repeatedly applied to and peeled off from the skin and the like many times.
（２） 上記（１）の生体適合性ポリマー基板においては、前記第１層よりも硬い第２層が、前記第１層の他方の面に設けられており、前記第２層が、ＤＳＤＴとＴＴＣとを含んでいるものであることが好ましい。 (2) In the biocompatible polymer substrate of (1), a second layer harder than the first layer is provided on the other surface of the first layer, and the second layer is formed of DSDT and It is preferable that it contains TTC.
上記（２）の構成によれば、データ検出に用いる検出部を固定しやすくなる。 According to the configuration of (2) above, it is easy to fix the detection unit used for data detection.
（３） 上記（１）又は（２）の生体適合性ポリマー基板においては、前記電極に接続されている配線が、前記第１層に埋設されていることが好ましい。 (3) In the biocompatible polymer substrate of the above (1) or (2), it is preferable that the wiring connected to the electrode is embedded in the first layer.
（４） 上記（２）の生体適合性ポリマー基板においては、前記電極に接続されている配線が、前記第２層に埋設されていることが好ましい。 (4) In the biocompatible polymer substrate of the above (2), it is preferable that the wiring connected to the electrode is embedded in the second layer.
上記（３）又は（４）の構成によれば、配線を保護することができる。また、生体適合性ポリマー基板外に配線が出ることがないことから、配線を第２層に埋設しない場合に比べて、生体適合性ポリマー基板をより小型化することができる。 According to the configuration of (3) or (4) above, the wiring can be protected. In addition, since the wiring does not come out of the biocompatible polymer substrate, the biocompatible polymer substrate can be further downsized as compared with the case where the wiring is not embedded in the second layer.
（５） 上記（１）〜（４）の生体適合性ポリマー基板においては、前記電極が、ＤＳＤＴとＴＴＣとを１００：２〜７３：１の比率で重合させてなる第３層に埋設されていることが好ましい。 (5) In the biocompatible polymer substrate of the above (1) to (4), the electrode is embedded in a third layer obtained by polymerizing DSDT and TTC at a ratio of 100: 2 to 73: 1. Preferably it is.
上記（５）の構成によれば、電極を保護することができるとともに、人の皮膚などに貼り付けた場合の電極による接触的なストレスをなくすことができる。また、電極分の貼り付け面積を減少させることも可能であるため、電極を第３層に埋設しない場合に比べて、生体適合性ポリマー基板をより小型化することが可能である。 According to the configuration of (5) above, the electrode can be protected, and contact stress due to the electrode when attached to a human skin or the like can be eliminated. In addition, since it is possible to reduce the bonding area for the electrodes, it is possible to further reduce the size of the biocompatible polymer substrate as compared with the case where the electrodes are not embedded in the third layer.
＜第１実施形態＞
以下、図１を用いて、本発明の第１実施形態に係る生体適合性ポリマー基板について説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the biocompatible polymer substrate according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
生体適合性ポリマー基板１００は、板状のポリマー層（第１層）１０と、板状のポリマー層（第２層）１１と、電極１２、１３、１４と、データ取得用モジュール（検出部）１５とを備えているものである。
The
ポリマー層１０は、電極１２、１３、１４を一方の面に有しているものである。また、ポリマー層１０は、ＤＳＤＴとＴＴＣとを６０℃程度〜８０℃程度の範囲の温度環境下において、１００：２〜７３：１の比率で重合させてなるＰＤＭＳである。このＰＤＭＳは、生体適合性を有しているものでもある。
The
ポリマー層１１は、ポリマー層１０の他方の面に設けられており、ポリマー層１０よりも硬いものである。また、ポリマー層１１は、ポリマー層１０側の面と反対側の面にデータ取得用モジュール１５を有している。なお、ポリマー層１１は、ＤＳＤＴとＴＴＣとを６０℃程度〜８０℃程度の範囲の温度環境下において、１０：１〜９：２の比率で重合させてなるＰＤＭＳからなるものでもよいし、ポリイミドからなるものであってもよい。
The
電極１２、１３、１４は、被対象物からデータを取得するための部位であり、順に、配線１６、１７、１８を介して、データ取得用モジュール１５に接続されている。なお、配線１６、１８の一部及び配線１７は、ポリマー層１０、１１に埋設されており、保護されている。
The
データ取得用モジュール１５は、電極１２、１３、１４及び配線１６、１７、１８を介して得た生体データなどを記憶する記憶部と、外部と前記記憶部における生体データなどを送受信可能に接続することができる送受信部（図示せず）とを有した基板である。
The
次に、電極１２、１３、１４側を人の皮膚に貼り付けた際の生体適合性ポリマー基板１００の動作について説明する。まず、電極１２、１３、１４において、人の皮膚から心筋由来電圧信号を検出し、順に、配線１６、１７、１８を介して、データ取得用モジュール１５に送信する。心筋由来電圧信号を受信したデータ取得用モジュール１５は、記憶部において、心筋由来電圧信号を記憶する。記憶された生体データは、前記送受信部から外部のデータ蓄積部（図示せず）に送信され、該生体データが蓄積される。
Next, the operation of the
本実施形態によれば、ポリマー層１０は生体適合性を有したものであるとともに粘性を有しているので、皮膚などに長時間貼り付けたまま、生体データを検出することが可能である。また、ポリマー層１０は柔軟性があるので、皮膚などに長時間貼り付けてもストレスを最小限に抑えることができる。
According to the present embodiment, since the
また、ポリマー層１０よりも硬いポリマー層１１により、データ取得用モジュール１５を生体適合性ポリマー基板１００に固定しやすくなっている。
Further, the
＜第２実施形態＞
次に、図２を用いて、本発明の第２実施形態に係る生体適合性ポリマー基板について説明する。なお、本実施形態における符号２０〜２８の部位は、順に、第１実施形態における符号１０〜１８の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。
Second Embodiment
Next, a biocompatible polymer substrate according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, since the site | parts 20-28 in this embodiment are the same as the site | parts 10-18 in 1st Embodiment in order, description may be abbreviate | omitted.
生体適合性ポリマー基板２００は、ポリマー層（第３層）２９とポリマー層３０とを有している点で、第１実施形態における生体適合性ポリマー基板１００と異なっている。
The
ポリマー層２９は、ポリマー層２０の電極２２、２３、２４側の面に設けられており、電極２２、２３、２４を覆うように保護している。なお、ポリマー層２９は、ポリマー層２０と同様の材質からなるものである。
The
ポリマー層３０は、ポリマー層２１のモジュール２５側の面に設けられており、モジュール２５及び配線２６、２８を覆うように保護している。なお、ポリマー層３０は、ポリマー層２１と同様の材質からなるものである。
The
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、ポリマー層３０内にモジュール２５及び配線２６、２８を埋設することで、モジュール２５及び配線２６、２８を保護することができる。また、ポリマー層３０内に配線２６、２８を埋設しない場合に比べて、生体適合性ポリマー基板２００を小型化することができる。
According to this embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be achieved. Further, by embedding the
また、人の皮膚などに貼り付けた場合の電極２２、２３、２４による接触的なストレスをなくすことができる。また、電極２２、２３、２４分の貼り付け面積を減少させることも可能であるため、電極２２、２３、２４をポリマー層２９に埋設しない場合に比べて、生体適合性ポリマー基板２００をより小型化することが可能である。
Further, contact stress due to the
次に、実施例を用いて、上記第１実施形態に係るポリマー層１０を構成するポリマー組成物について説明する。
Next, the polymer composition constituting the
下記表１の実施例１〜４及び比較例１〜８に示した体積比で、ＤＳＤＴとＴＴＣとを混合した後、８０℃の環境下で放置し、ポリマー組成物を生成することを試みた。その結果、比較例６〜８についてはポリマー組成物を生成することができなかったが、実施例１〜４及び比較例１〜４については、ポリマー組成物を生成することができた。なお、実施例１〜４及び比較例１〜４の条件で生成されたポリマー組成物を、各条件につき数個ずつ作成し、該ポリマー組成物それぞれについて人の皮膚への貼り付き耐久性を調査した。該調査の結果を表１に示す。 After mixing DSDT and TTC in the volume ratios shown in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8 in Table 1 below, the mixture was allowed to stand in an environment at 80 ° C. to try to produce a polymer composition. . As a result, a polymer composition could not be produced for Comparative Examples 6 to 8, but a polymer composition could be produced for Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4. In addition, several polymer compositions produced under the conditions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared for each condition, and the durability of sticking to human skin was investigated for each of the polymer compositions. did. The results of the investigation are shown in Table 1.
表１から、生体適合性を有した実施例１〜４に係るポリマー組成物は、直接、人の皮膚などに長期間貼り付けることが可能であることがわかった。実施例２〜４に係るポリマー組成物に関しては、実施例１に係るポリマー組成物よりも粘着性は強いが、柔らかいために貼り付けた場所から移動してしまうことがあった。 From Table 1, it was found that the polymer compositions according to Examples 1 to 4 having biocompatibility can be directly applied to human skin or the like for a long period of time. About the polymer composition which concerns on Examples 2-4, although the adhesiveness is stronger than the polymer composition which concerns on Example 1, since it was soft, it might move from the sticking place.
また、実施例１に係るポリマー組成物と比較例９に係る市販商品（ジョンソン・エンド・ジョンソン（株）製のＢＡＮＤ−ＡＩＤ（登録商標））とについて、スチロールの表面と人の皮膚とに貼ったり剥がしたりすることを繰り返して、貼り付き性の変化を調査した。スチロールの表面について行った調査の結果を図３のグラフに示し、人の皮膚について行った調査の結果を図４のグラフに示す。なお、実施例１に係るポリマー組成物又は比較例９に係る市販商品を被対象物に貼って剥がしてという２つの作業を１サイクルと定義し、図３及び図４のｘ軸にサイクル数を示す。また、図３及び図４のｙ軸は、実施例１に係るポリマー組成物と比較例９に係る市販商品を剥がす際に必要な張力の値を示すものである。 In addition, the polymer composition according to Example 1 and the commercial product according to Comparative Example 9 (BAND-AID (registered trademark) manufactured by Johnson & Johnson Co., Ltd.) were applied to the surface of styrene and human skin. The change of sticking property was investigated by repeating the peeling and peeling. The result of the investigation conducted on the surface of styrene is shown in the graph of FIG. 3, and the result of the investigation conducted on the human skin is shown in the graph of FIG. In addition, the two operations of attaching the polymer composition according to Example 1 or the commercial product according to Comparative Example 9 to the object and peeling off are defined as one cycle, and the number of cycles is defined on the x-axis in FIGS. 3 and 4. Show. Moreover, the y-axis of FIG.3 and FIG.4 shows the value of tension | tensile_strength required when peeling the polymer composition which concerns on Example 1, and the commercial item which concerns on the comparative example 9. FIG.
図３及び図４のグラフから、実施例１に係るポリマー組成物の貼り付き性は、スチロールの表面について行った調査では、８０回未満では異なるものの８０回以上で比較例９に係る市販商品と同様のものとなった。また、実施例１に係るポリマー組成物の貼り付き性は、人の皮膚について行った調査では、４０回未満では異なるものの４０回以上で比較例９に係る市販商品と同様のものとなった。なお、実施例１に係るポリマー組成物の貼り付き性は、最初から２００回まで上記サイクルを繰り返しても変化せず、安定したものであることがわかった。したがって、実施例１のポリマー組成物は、被貼付物への貼付と剥離とを何回も繰り返すことができることがわかった。すなわち、実施例１のポリマー組成物を何回も使用することができることから、実施例１のポリマー組成物は、被貼付物への貼付と剥離とが１回でできなくなってしまうものに比べて経済的である。 From the graphs of FIG. 3 and FIG. 4, the sticking property of the polymer composition according to Example 1 is different from that of less than 80 times in the investigation conducted on the surface of styrene, but it is 80 times or more and the commercial product according to Comparative Example 9 It became the same thing. Moreover, the sticking property of the polymer composition which concerns on Example 1 became the same thing as the commercial item which concerns on the comparative example 9 in 40 times or more although it differed in less than 40 times in the investigation conducted about human skin. In addition, it turned out that the sticking property of the polymer composition which concerns on Example 1 does not change even if the said cycle is repeated 200 times from the beginning, and is stable. Therefore, it turned out that the polymer composition of Example 1 can repeat the sticking and peeling to a to-be-bonded object many times. That is, since the polymer composition of Example 1 can be used many times, the polymer composition of Example 1 is less than the one that cannot be applied to the object to be applied and peeled off once. Economical.
なお、実施例２〜４に係るポリマー組成物については、スチロールの表面又は人の皮膚に貼り付くものの、剥がすと、該ポリマー組成物がスチロールの表面又は人の皮膚にいくらか残留するという状況になった。 In addition, about the polymer composition which concerns on Examples 2-4, although it sticks on the surface of styrene or human skin, when it peels off, it will be in the situation where this polymer composition remains on the surface of styrene or human skin. It was.
＜変形例＞
なお、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。例えば、上記実施形態及び実施例においては、少なくとも２つのポリマー層を有したものであるが、１つのポリマー層の一方の面にモジュールが搭載できるとともに、他方の面が人の皮膚に貼り付けることができるように構成してもよい。
<Modification>
In addition, this invention is not limited to the said embodiment and Example, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention, and these are not excluded from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiments and examples, at least two polymer layers are provided, but the module can be mounted on one surface of one polymer layer, and the other surface is attached to human skin. You may comprise so that it can do.
また、上記第２実施形態においては、ポリマー層２０とポリマー層２９とを同様の材質（ＰＤＭＳ）からなるものとしたが、ポリマー層２０をポリイミドなどの柔軟性を有した他のポリマーで構成してもよい。
In the second embodiment, the
また、上記第２実施形態においては、ポリマー層３０とポリマー層２１とを同様の材質からなるものとしたが、所定の柔軟性を有したものであれば、異なる材質からなるものであってもよい。
In the second embodiment, the
また、上記第２実施形態においては、モジュール２５及び配線２６、２８をポリマー層３０内に埋設したが、モジュール２５及び配線２６、２８のうちいずれか１つ以上を埋設するだけでもよい。また、ポリマー層３０を設けない構成としてもよい。
In the second embodiment, the
１０、１１、２０、２１、２９、３０ ポリマー層
１２、１３、１４、２２、２３、２４ 電極
１５、２５ データ取得用モジュール
１６、１７、１８、２６、２８ 配線
１００、２００ 生体適合性ポリマー基板
10, 11, 20, 21, 29, 30
Claims (5)
前記検出部に接続されている電極を一方の面又は内部に有した第１層を備え、
前記第１層が、ジメチルビニル末端ジメチルシロキサン（以下、「ＤＳＤＴ」）とテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（以下、「ＴＴＣ」）とを、１００：２〜７３：１の比率で重合させてなるものであることを特徴とする生体適合性ポリマー基板。 A biocompatible polymer substrate having a detection unit used for detection of biological data,
A first layer having an electrode connected to the detection unit on one side or inside,
The first layer is obtained by polymerizing dimethylvinyl-terminated dimethylsiloxane (hereinafter “DSDT”) and tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxane (hereinafter “TTC”) in a ratio of 100: 2 to 73: 1. A biocompatible polymer substrate characterized by being a thing.
前記第２層が、ジメチルビニル末端ジメチルシロキサンとテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンとを含んでいるものであることを特徴とする請求項１に記載のポリマー基板。 A second layer harder than the first layer is provided on the other surface of the first layer;
The polymer substrate according to claim 1, wherein the second layer contains dimethylvinyl-terminated dimethylsiloxane and tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxane.
5. The polymer according to claim 1, wherein the electrode is embedded in a third layer obtained by polymerizing DSDT and TTC in a ratio of 100: 2 to 73: 1. substrate.
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