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长久性人工皮肤，用来修复、代用缺损的皮肤组织，尤其是在**、****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**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。

图2  OX2/230氧气透过率测试系统

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3 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