人造皮膚是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常用模擬材料,應(yīng)用于醫(yī)用針頭穿刺性能測試、透皮貼劑黏附力評價等場景。穿刺力直接反映針頭穿透模擬皮膚層所需力值,是評價針頭鋒利度、敷料穿刺阻力和醫(yī)療器械穿皮性能的重要依據(jù)。MED-CC穿刺力測試儀為力值精度0.5級的力學(xué)測試設(shè)備,可滿足人造皮膚穿刺力檢測需求。
一、測試意義
用人造皮膚替代活體皮膚進行穿刺試驗,具有可重復(fù)、無污染、成本低等優(yōu)勢。臨床針頭穿刺力過大,會增加注射疼痛感;縫合針、手術(shù)刀片的穿刺力參數(shù),直接影響手術(shù)手感和組織損傷程度。
人造皮膚通常由硅橡膠、聚氨酯凝膠或水凝膠等組成,厚度和彈性模量接近人體皮膚。測試時將試樣固定在夾具上,用標準針頭以恒定速度垂直刺入,記錄峰值力值作為評價依據(jù)。
二、力值精度0.5級意味著什么
力值精度0.5級指儀器力值示值的允許誤差不超過±0.5%FS(滿量程)。以標配200 N傳感器為例,滿量程內(nèi)示值誤差不超過±1 N,能滿足大多數(shù)人造皮膚試樣穿刺力測試的精度要求。設(shè)備顯示分辨率0.001 N,可讀到千分之一牛頓的力值變化。
對于力值較小的人造皮膚試樣(常見0.5 N~10 N),選用30 N或50 N小量程傳感器時分辨率優(yōu)勢更明顯。設(shè)備采用滾珠絲杠傳動,試驗速度0.01~500 mm/min無級可調(diào),速度偏差示值±0.5%,低速運行震動小,適合對加載速度敏感的軟質(zhì)材料。

三、設(shè)備主要配置
MED-CC主機外形330 mm×410 mm×680 mm,凈重35 kg,電源AC 220 V 50 Hz。配備7英寸彩色電阻觸摸屏,可設(shè)定參數(shù)并實時查看力值曲線。力值傳感器標配200 N,另可選30 N、50 N、100 N或500 N規(guī)格,人造皮膚穿刺通常選用30 N或50 N小量程。設(shè)備行程400 mm。
標準配置含主機、穿刺力夾具、微型打印機和取樣刀,選購件含非標傳感器、標準壓輥、試驗板、浮輥式夾具等附件。
四、操作步驟
1. 試樣制備。從人造皮膚試樣片裁取尺寸一致的長方形試樣,覆蓋夾具夾持區(qū)域,每組不少于5片。
2. 裝夾試樣。將人造皮膚試樣平鋪于下夾具面,合上上夾具適度張緊。材質(zhì)較軟,裝夾力度要均勻,避免起皺或過度拉伸。將標準穿刺針頭安裝在上夾具桿端。
3. 參數(shù)設(shè)定。在觸摸屏選擇"穿刺試驗"程序,設(shè)定穿刺速度,常見100 mm/min或200 mm/min。設(shè)定停機條件為力值下降至峰值一定比例或位移到達設(shè)定值時自動停機。
4. 執(zhí)行測試。點擊啟動,穿刺針勻速下行,接觸人造皮膚表面后力值逐漸上升,設(shè)備實時繪制力-位移曲線,記錄穿透瞬間的峰值力值。
5. 重復(fù)與數(shù)據(jù)處理。依次更換試樣完成不少于5片測試,位置錯開。設(shè)備自動計算平均值、標準偏差,通過微型打印機輸出報告。
五、注意事項
針頭狀態(tài):針頭針尖狀態(tài)對穿刺力影響顯著,每次測試前檢查針尖是否完好。
環(huán)境溫濕度:人造皮膚中的水凝膠成分對濕度敏感,失水會導(dǎo)致材料變硬、穿刺力偏高。測試環(huán)境應(yīng)保持恒溫恒濕,試樣取出后盡快測試。
夾具張緊度:不同操作人員的裝夾力度差異會引入系統(tǒng)誤差,建議統(tǒng)一裝夾手法。
傳感器選型:根據(jù)預(yù)期穿刺力選擇合適量程傳感器,避免小力值試樣使用大量程導(dǎo)致分辨率不足。
六、結(jié)語
MED-CC憑借0.5級力值精度、0.001 N分辨率和寬速度范圍,能為人工皮膚穿刺力檢測提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集平臺,可適應(yīng)不同材質(zhì)、厚度的人造皮膚試樣。如需了解設(shè)備參數(shù)或索取人造皮膚穿刺測試方案,可聯(lián)系濟南辰馳試驗儀器有限公司。