氧氣透過率測試系統測試人造皮膚的氧氣透過量

摘要：人造皮膚是在體外人工研制的皮膚代用品，應具有與皮膚相似的良好的透氣性。本文以某種人造皮膚為檢測樣品，利用Labthink蘭光OX2/230氧氣透過率測試系統測試了其氧氣透過量，并對試驗的過程、試驗原理、設備的參數及適用范圍等內容進行介紹，從而為人造皮膚的研制及其性能的檢測提供參考。

關鍵詞：人造皮膚、透氣性、氧氣透過量、氧氣透過率、氧氣透過率測試儀、等壓法

1、意義

人造(工)皮膚是在體外人工研制的皮膚的替代品，按與損傷皮膚的結合方式的不同，分為暫時替代性人工皮膚和永(分隔符)久性人工皮膚，用來修復、代用缺損的皮膚組織，尤其是在燒傷、燙傷治療方面具有顯著效果，可避免從患者身上移植健康的皮膚，出現“拆東墻、補西墻”的現象，且與人體的相容性較好，一般不會出現免疫排斥反應。為了實現人造皮膚在植皮過程中傷口免受感染、促進結締組織生長的作用，要求其應具有如人體皮膚相似的透氣性，以滿足皮膚再生的環境條件，防止皮膚潰爛。因此，對于人造皮膚來說，良好的透氣性能是其研發及使用過程中須考慮的基本性能之一。

2、檢測樣品

本次試驗采用的檢測樣品為某類研制成型的人造皮膚。

3、檢測依據

目前，薄膜、片材類樣品的氧氣透過量常用的檢測方法有壓差法與等壓法兩種，其中，壓差法可參考的方法標準為GB/T 1038-2000 《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法 壓差法》，等壓法可參考的標準為GB/T 19789-2005 《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗 庫侖計檢測法》。本次試驗采用等壓法原理檢測人造皮膚樣品的氧氣透過率。

4、檢測設備

本文采用OX2/230氧氣透過率測試系統測試樣品的透氣性，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發設計。

圖2  OX2/230氧氣透過率測試系統

4.1 試驗原理

氧氣透過率測試的是單位時間內透過一定面積試樣的氧氣的體積。設備的上、下測試腔被夾緊的試樣隔開，采用等壓法檢測時，試樣兩側的壓力保持一致，試樣的一側(上試驗腔)流動的是高純氧氣，另一側(下試驗腔)流動的是高純的氮氣，如此試樣的兩側便形成了一定的濃度差，根據氣體擴散原理，氧氣會從上試驗腔通過試樣滲透到下試驗腔，并被流動的氮氣攜帶至傳感器處進行氧氣濃度的分析，從而得到試樣的氧氣透過率。本設備還可用于容器類試樣的測試，試驗時容器內部流動的是高純氮氣，容器外部流動的是氧氣或空氣，其余原理與薄膜類試樣相同。

1. 設備參數

OX2/230氧氣透過率測試系統（Labthink蘭光），具有超高精度，獨立的三腔結構可同時測試三件相同或不同試樣，控溫范圍為15℃ ~ 55℃，控濕范圍為0%RH、35%RH ~ 90%RH，薄膜氧氣透過率測試范圍為(0.01 ~ 6,500) cm³/m²·24h，并可擴展至(0.07 ~ 6,5000) cm³/m²·24h。此系統還可擴展測試氧氣透過率范圍為0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)容器。系統可實現10臺儀器并行連接，30個試樣同時試驗的高效系統。

4.3 適用范圍

該儀器滿足ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003多種國家和國際標準，可滿足不同溫濕度環境下各種軟塑薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜材及各種材質片材的氧氣阻隔性測試，并可擴展測試各種材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測試。

5、試驗過程

(1) 從人造皮膚表面隨機裁取直徑為1.5 cm的試樣。

(2) 在下試驗腔的周圍涂抹一層真空油脂，將試樣放置在下試驗腔上，使試樣表面無褶皺或折痕，安裝上試驗腔，使有油脂的O型環接觸測試樣品，將試樣夾緊于上、下試驗腔之間。

圖3    試驗過程的特殊夾具

(3) 運行設備軟件，設置試驗溫度、濕度、試驗模式等參數信息，點擊試驗選項，試驗開始。

(4) 調節流量控制閥，使上下腔的濕度達到設置值。設備根據設置的條件進行試驗，并在試驗結束后計算并顯示試驗結果。

6、試驗結果

本次試驗測試的人造皮膚樣品的氧氣透過率為18831.0417 cm³/(cm²·24h)。

7、結論

人造皮膚是替代人體皮膚用于治療燒傷、燙傷等醫療過程中的一種有效手段，良好的透氣性能是其發揮醫療效果的重要性能要求之一。本文利用OX2/230氧氣透過率測試系統檢測了某類人造皮膚的氧氣透過率，該設備操作簡單，試驗過程的智能化程度高，試驗結果的精度高、重復性好，該方法可用于準確測試人造皮膚的透氣性能。Labthink蘭光，致力于通過包裝檢測技術提升和實驗室檢測儀器研發幫助客戶應對包裝難題，助力包裝相關產業的品質安全。了解關于更多相關信息，您可以登陸濟南蘭光機電技術有限公司網站查看具體信息或致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。