人造皮肤透气性能的测试方法

摘要：人造皮肤是在体外人工研制的皮肤代用品，应具有与皮肤相似的良好的透气性。本文以某种人造皮肤为检测样品，利用Labthink兰光OX2/230氧气透过率测试系统测试了其氧气透过量，并对试验的过程、试验原理、设备的参数及适用范围等内容进行介绍，从而为人造皮肤的研制及其性能的检测提供参考。

关键词：人造皮肤、透气性、氧气透过量、氧气透过率、氧气透过率测试仪、等压法

1、意义

人造(工)皮肤是在体外人工研制的皮肤的替代品，按与损伤皮肤的结合方式的不同，分为暂时替代性人工皮肤和永(分隔)久性人工皮肤，用来修复、代用缺损的皮肤组织，尤其是在烧伤、烫伤治疗方面具有显著效果，可避免从患者身上移植健康的皮肤，出现“拆东墙、补西墙”的现象，且与人体的相容性较好，一般不会出现免疫排斥反应。为了实现人造皮肤在植皮过程中伤口免受感染、促进结缔组织生长的作用，要求其应具有如人体皮肤相似的透气性，以满足皮肤再生的环境条件，防止皮肤溃烂。因此，对于人造皮肤来说，良好的透气性能是其研发及使用过程中须考虑的基本性能之一。

图1   人造皮肤

2、检测样品

本次试验采用的检测样品为某类研制成型的人造皮肤。

3、检测依据

目前，薄膜、片材类样品的氧气透过量常用的检测方法有压差法与等压法两种，其中，压差法可参考的方法标准为GB/T 1038-2000 《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法》，等压法可参考的标准为GB/T 19789-2005 《包装材料 塑料薄膜和薄片氧气透过性试验 库仑计检测法》。本次试验采用等压法原理检测人造皮肤样品的氧气透过率。

4、检测设备

本文采用OX2/230氧气透过率测试系统测试样品的透气性，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发设计。

4.1 试验原理

氧气透过率测试的是单位时间内透过一定面积试样的氧气的体积。设备的上、下测试腔被夹紧的试样隔开，采用等压法检测时，试样两侧的压力保持一致，试样的一侧(上试验腔)流动的是高纯氧气，另一侧(下试验腔)流动的是高纯的氮气，如此试样的两侧便形成了一定的浓度差，根据气体扩散原理，氧气会从上试验腔通过试样渗透到下试验腔，并被流动的氮气携带至传感器处进行氧气浓度的分析，从而得到试样的氧气透过率。本设备还可用于容器类试样的测试，试验时容器内部流动的是高纯氮气，容器外部流动的是氧气或空气，其余原理与薄膜类试样相同。

4.2  设备参数

OX2/230氧气透过率测试系统（Labthink兰光），具有超高精度，独立的三腔结构可同时测试三件相同或不同试样，控温范围为15℃ ~ 55℃，控湿范围为0%RH、35%RH ~ 90%RH，薄膜氧气透过率测试范围为(0.01 ~ 6,500) cm³/m²·24h，并可扩展至(0.07 ~ 6,5000) cm³/m²·24h。此系统还可扩展测试氧气透过率范围为0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)容器。系统可实现10台仪器并行连接，30个试样同时试验的高效系统。

4.3 适用范围

该仪器满足ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003多种国家和国际标准，可满足不同温湿度环境下各种软塑薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜材及各种材质片材的氧气阻隔性测试，并可扩展测试各种材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧气透过率测试。

5、试验过程

(1) 从人造皮肤表面随机裁取直径为1.5 cm的试样。

(2) 在下试验腔的周围涂抹一层真空油脂，将试样放置在下试验腔上，使试样表面无褶皱或折痕，安装上试验腔，使有油脂的O型环接触测试样品，将试样夹紧于上、下试验腔之间。

图2  试验过程的特殊夹具

(3) 运行设备软件，设置试验温度、湿度、试验模式等参数信息，点击试验选项，试验开始。

(4) 调节流量控制阀，使上下腔的湿度达到设置值。设备根据设置的条件进行试验，并在试验结束后计算并显示试验结果。

6、试验结果

本次试验测试的人造皮肤样品的氧气透过率为18831.0417 cm³/(cm²·24h)。

7、结论

人造皮肤是替代人体皮肤用于治疗烧伤、烫伤等医疗过程中的一种有效手段，良好的透气性能是其发挥医疗效果的重要性能要求之一。本文利用OX2/230氧气透过率测试系统检测了某类人造皮肤的氧气透过率，该设备操作简单，试验过程的智能化程度高，试验结果的精度高、重复性好，该方法可用于准确测试人造皮肤的透气性能。Labthink兰光是一家集包装检测设备研发生产与包装检测服务于一体的技术企业，始终致力于为全球客户提供高(分隔)端、智能、性价比高的包装检测设备及准确、高效、贴心的包装检测服务，目前已服务的客户涵盖了来自全球各地的食品、药品、保健品、日化等企业及第三方检测机构、高校、科研院所等组织机构。了解相关的检测设备与服务信息，您可登录济南兰光公司网站查看信息或致电咨询。愈了解，愈信任！济南兰光机电技术有限公司期待与行业中的企事业单位增进技术交流与合作！