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多孔質基板電極体及びその製造方法 NEW

国内特許コード P170013828
整理番号 (S2013-0835-N0)
掲載日 2017年3月16日
出願番号 特願2015-508711
出願日 平成26年3月27日(2014.3.27)
国際出願番号 JP2014058947
国際公開番号 WO2014157550
国際出願日 平成26年3月27日(2014.3.27)
国際公開日 平成26年10月2日(2014.10.2)
優先権データ
  • 特願2013-070450 (2013.3.28) JP
発明者
  • 西澤 松彦
出願人
  • 国立大学法人東北大学
発明の名称 多孔質基板電極体及びその製造方法 NEW
発明の概要 本発明の目的は、ハイドロゲルを基板とする高電圧の発生が可能な電極体を提供することである。また、本発明の更なる目的は、ハイドロゲルの変形によっても、断線しない電極体を提供することである。
前記課題は、電極が、多孔質体に導電性高分子接着層によって接着している多孔質基板電極体であって、前記電極が、金属電極、伸縮性電極、及びカーボン電極からなる群から選択されることを特徴とする多孔質基板電極体によって解決することができる。
従来技術、競合技術の概要


従来、電気刺激を用いた治療機器、又は電気刺激を用いた診断機器などでは、皮膚と直接接触する電極が用いられている。また、近年、体内埋め込み式の医療機器、又は神経に信号を入力するための神経インターフェースなどの開発が進められてきており、これらに用いる細胞(神経)神経刺激用電極などの開発も行われている。更に、生体組織(細胞)に遺伝子を、直接導入するエレクトロポレーションの機器も開発されている。前記の機器に用いられる電極は、生体の組織又は細胞に、直接接触する可能性が高く、生体適合性を有する材料であることが好ましい。



本発明者らは、生体適合性を有する電極として、基板にハイドロゲルを用いた電極を開発した。ハイドロゲルは柔軟であり、含水性及び分子拡散性が高いものが多く、細胞又は組織などの生体親和性に優れている。しかしながら、ハイドロゲルなどの含水性の高い多孔質材料に、導電性の電極を直接形成することはできなかった。本発明者らは、電解重合により、ハイドロゲルを基板として、導電性高分子の電極パターンを形成させた電極を開発した(特許文献1、非特許文献2及び3)。

産業上の利用分野


本発明は、多孔質基板電極体及びその製造方法に関する。本発明の多孔質基板電極体は、高電圧のパルスを発生させることができる、生体親和性の高い柔軟な電極体である。

特許請求の範囲 【請求項1】
電極が、多孔質体に導電性高分子接着層によって接着している多孔質基板電極体。

【請求項2】
前記電極が、金属電極、伸縮性電極、カーボン電極及びそれらの複合材料電極からなる群から選択される1つ以上であることを特徴とする多孔質基板電極体。

【請求項3】
前記電極が、金、グラファイト、又は導電性ウレタンである、請求項1又は2に記載の多孔質基板電極体。

【請求項4】
電極が多孔質体上への配設、又は多孔質体内への埋設によって、接着している請求項1~3のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体。

【請求項5】
前記電極の表面に、更に導電性高分子重合層を有する請求項1~4のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体。

【請求項6】
前記導電性高分子が、ポリ(3,4エチレンジオキシチオフェン)、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリビチオフェン、ポリイソチオフェン、ポリドデシルチオフェン、ポリイソナイトチオフェン、ポリ-3-ヘキシルチオフェン、ポリアニオン、ポリイソチアナフテン、ポリチアジル、ポリフェニレン、ポリフルオレン、ポリジアセチレン、ポリアセン、ポリパラフェニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリフェニレスルフィドからなる群から選択される1つ以上の導電性高分子である、請求項1~5のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体。

【請求項7】
前記多孔質体がゲルである請求項1~6のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体。

【請求項8】
前記多孔質体がハイドロゲルである請求項1~7のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体。

【請求項9】
前記多孔質体が、アガロースゲル、コラーゲンゲル、グルコマンナンゲル、ポリアクリルアミドゲル、ポリアクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、フィブリンゲル、ポリビニルアルコールゲル、ポリヒドロキシエチルメタクリレートゲル、シリコーンハイドロゲル、ポリビニルピロリドンゲル、ポリエチレングリコールゲル、ポリ2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ゲル、アルギン酸ゲル、カラギーナンゲル、キトサンゲル、ポリNイソプロピルアクリルアミドゲル、アクリル酸ゲル、ポリスチレンスルホン酸ゲル、及びそれらの2つ以上の複合ゲルからなる群から選択される1つ以上の多孔質体である、請求項1~8のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体。

【請求項10】
乾燥及び/又は滅菌された請求項1~9のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体。

【請求項11】
エレクトロポレーション用である、請求項1~10のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体。

【請求項12】
(1)電極形成用基材に、電極を形成する工程、
(2)電極形成用基材に形成された電極に接触するように、多孔質体を形成する工程、
(3)導電性高分子モノマーを含む電解質液中で電解重合を行い、電極から多孔質体中に導電性高分子接着層を形成させることによって、電極と多孔質体とを接着する工程、
(4)電極形成用基材と、電極とを剥離する工程、
を含む多孔質基板電極体の製造方法。

【請求項13】
(5)電極の表面に、導電性高分子のモノマーを含む電解質液を接触させ、電解重合により、前記電極面に導電性高分子重合層を形成する工程、を更に含む請求項12に記載の多孔質基板電極体の製造方法。

【請求項14】
前記電極形成用基材がガラス板であり、そして電極が金属電極、伸縮性電極、及びカーボン電極からなる群から選択される1つ以上である、請求項12又は13に記載の多孔質基板電極体の製造方法。

【請求項15】
前記電極形成用基材がガラス板であり、そして電極が金、グラファイト、又は導電性ウレタンである、請求項12~14のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体の製造方法。

【請求項16】
前記電極形成工程(1)が、棒状の電極形成用基材の側周面に、電極を形成する工程であり、
前記多孔質体の形成工程(2)が、前記電極が形成された棒状の電極形成用基材の周囲に多孔質体を形成する工程、または前記電極が形成された棒状の電極形成用基材を多孔質体に挿入する工程である、請求項12~15のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体の製造方法。

【請求項17】
前記導電性高分子のモノマーが、3,4エチレンジオキシチオフェン、アセチレン、ピロール、チオフェン、ビチオフェン、イソチオフェン、ドデシルチオフェン、イソナイトチオフェン、3-ヘキシルチオフェン、アニオン、イソチアナフテン、チアジル、フェニレン、フルオレン、ジアセチレン、アセン、パラフェニレン、チエニレンビニレン、及びフェニレスルフィドからなる群から選択される1つ以上のモノマーである、請求項12~16のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体の製造方法。

【請求項18】
前記多孔質体が、アガロースゲル、コラーゲンゲル、グルコマンナンゲル、ポリアクリルアミドゲル、ポリアクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、フィブリンゲル、ポリビニルアルコールゲル、ポリヒドロキシエチルメタクリレートゲル、シリコーンハイドロゲル、ポリビニルピロリドンゲル、ポリエチレングリコールゲル、ポリ2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ゲル、アルギン酸ゲル、カラギーナンゲル、キトサンゲル、ポリNイソプロピルアクリルアミドゲル、アクリル酸ゲル、ポリスチレンスルホン酸ゲル、及びそれらの2つ以上の複合ゲルからなる群から選択される1つ以上の多孔質体である、請求項12~17のいずれか一項に記載の多孔質基板電極体の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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