本文摘要：摘要：本文主要探討了測試人員在對家用美容儀進行安全標準相關章節的測試時遇到的一些問題(如有些產品需要直接作用于人體皮膚上才能正常工作)。為了保證測試的準確性和可重復性，工程師尋找并最終確定瓊脂凝膠作為人造皮膚的合適材質，并由此展開的一系列相
摘要：本文主要探討了測試人員在對家用美容儀進行安全標準相關章節的測試時遇到的一些問題(如有些產品需要直接作用于人體皮膚上才能正常工作)。為了保證測試的準確性和可重復性，工程師尋找并最終確定瓊脂凝膠作為人造皮膚的合適材質，并由此展開的一系列相關研究。
關鍵詞：美容儀;射頻;微電流;人造皮膚;硅膠;瓊脂;電阻率
引言
近年來，高科技智能化產品運用到各行各業，護膚也從“傳統”進入“智能”時代。曾經只有在美容院或皮膚科才會有的美容儀身影，也以“家用”的形式隆重登場，并在護膚市場占據了一席之地。家用美容儀參照了院線美容儀的原理，主要利用物理、電子或光學對皮膚進行護理。目前，市面上的家用小型美容儀主要有微電流脈沖式、超聲波震動式、真空吸附式、射頻式、補濕噴霧式以及各色光照式等。
現階段，家用美容儀產品從研發、標準、測試的角度都處于快速發展期。在對不同種類的家用美容儀進行測試時，我們發現微電流脈沖式和射頻式美容儀這兩種類型的多數產品都需要接觸人體皮膚才能正常運行，并產生穩定的預期輸出。那么為了規范試驗，保證試驗過程的可重復性和試驗結果的準確性，非常有必要尋找一種材質來制備人造皮膚。根據家用美容儀器具相關標準要求，如果測試需要在人造皮膚上進行，則其應在柔軟度、電阻率、超聲特性等方面模擬人體皮膚的目標區域。
1人造皮膚的選擇
最初試驗人員參照有關器具的標準，選取硅膠作為人造皮膚，制備成型的硅膠塊厚度約10mm，觸感良好，光滑韌性、回彈性、柔軟度等也不錯。試驗結果表明，美容儀雖然能夠在接觸硅膠之后啟動工作狀態，但輸出功率不明顯，無法形成正常試驗結果。總結原因，主要是由于硅膠雖能在物理特性方面盡量貼合人體皮膚，但在電阻率等重要電子特性方面與人體皮膚相差較大。
接下來，工程師改用了新鮮豬皮作為人造皮膚，重復對美容儀進行試驗。結果顯示，美容儀雖然能穩定工作，但不同厚度及表皮粗糙度的豬皮，測試結果重復性不好，不具備太多參考意義。同時，由于新鮮豬皮容易腐壞變質，對于存儲方式和試驗時間的安排都有較苛刻的要求，再加上不同產地豬皮的生物特性肯定有不小差異，所以也不能成為良好的試驗用仿人體皮膚材質。最終，試驗人員經過不懈的研究，查閱大量文獻再加上廣泛征求相關專家的意見，找到了一種較為理想的材質——食品級瓊脂。采用食品級精純瓊脂粉加上固定配比的水，加熱溶解調制成凝膠狀，然后冷卻備用。我們制備成型的瓊脂凝膠厚度約10mm，觸感光滑，軟硬適中，柔韌度比硅膠塊稍差。
2瓊脂材質性能的研究
經過初步試驗，美容儀在瓊脂凝膠上的工作和輸出都較為理想。在確定了瓊脂凝膠作為試驗用人造皮膚的材質后，我們接下來的研究主要分為兩個步驟：一、測定瓊脂凝膠的電阻率相關特性;二、分別采用射頻式和微電流式家用美容儀在不同配比、不同純度的瓊脂凝膠上進行試驗，比對分析試驗結果。
2.1測定瓊脂凝膠的電阻率相關特性
測試項目：表面電阻率和體積電阻率測試依據：依照IEC61340-5-3測試條件：23±2℃，50±5%RH測試電極直徑：30mm測試電壓：<10VDC測試樣品：5塊瓊脂凝膠測試;我們將不同產地、純度的瓊脂粉編為不同組別，試驗在不同組別的瓊脂凝膠上重復進行，所得數據不一一列舉。通過數據比對分析我們發現：1)不同產地瓊脂粉配置的凝膠，測得電阻率的數量級一致，結果數據相差較小;2)不同純度瓊脂粉配置的凝膠，測得電阻率的數量級一致，結果數據有一定區別;3)不同時間段制備的凝膠，測得電阻率的數量級一致，但結果數據會有倍數差異。
試驗結論：瓊脂凝膠的電阻率與人體電阻率比較接近，是比較理想的人造皮膚材質;制備的凝膠受產地及純度(精純/高純)的影響不大，其性狀和電阻率變化主要受限于制備時間。因此，作為家用美容儀安全測試的仿皮膚材質時，我們建議采用精純瓊脂粉制作凝膠，并且在制作完成后盡快投入使用。需要特別注意的是，這種凝膠呈現食品特性，會隨著時間的推移逐漸失水萎縮，改變其原有形狀甚至腐壞變質，所以如不能即時使用，一定要在低溫環境妥善保存，不可存儲較長時間。
2.2射頻式和微電流式家用美容儀在不同瓊脂凝膠上試驗比對分析
2.2.1.射頻美容儀
2.2.1.1測試項目：輸出功率測試設備：功率計;測試樣品：射頻美容儀S-01，S-02;測試負載：瓊脂1(常規濃度瓊脂凝膠)、瓊脂2(稍高濃度瓊脂凝膠)、瓊脂3(混有營養物質的培養基瓊脂凝膠)、真人皮膚、豬皮。將瓊脂制備好后，帶瓊脂模塊冷卻成型后，每間隔1h進行1次功率測量，以便了解制備好后瓊脂凝膠雖時間變化是否會影響其特性。測試結果如圖7所示。為了驗證美容儀在豬皮上的功率變化是否能反應器具在人皮膚身上的工作情況，將美容儀分別作用在豬皮上和人皮膚上工作5min，并通過功率表記錄整個工作周期內的功率變化。
試驗在不同負載上重復進行，通過數據比對分析我們發現：1)不同瓊脂凝膠對比不同時間在瓊脂上測試的功率值變化曲線波動較大;在瓊脂2上測得的功率總體上略大于在瓊脂1上測得的功率，說明瓊脂粉含量增加時，美容儀的功率隨之略有增加;射頻美容儀在混有營養物質的培養基瓊脂上工作異常，表現為功率劇增和保護動作，去掉營養物質后，利用精純瓊脂制備的凝膠則沒有此問題。2)瓊脂與人皮膚對比從積分值來看：S-01在瓊脂上測得的功率值略低于人皮膚上測得的值;S-02取瓊脂上多次測量的算術平均值與人皮膚上測得的值較為接近。
3)豬皮與人皮膚對比S-01在豬皮上工作穩定，功率呈周期性變化，但從積分值來看，豬皮上比人皮膚上測得的功率低;S-02在豬皮上測得的功率積分值與在人皮膚上測得的相近，但測量過程中功率值擺動幅度較大。試驗結論：射頻美容儀在瓊脂凝膠的功率曲線比較理想;需采用高純瓊脂粉制備的凝膠，否則試驗結果會受到干擾;同種凝膠采用不同濃度配比對試驗結果影響不大，其影響主要體現在制備時間。
2.2.1.2測試項目：發熱測試設備：數據采集器、J型熱電偶測試樣品：射頻美容儀S-01，S-02測試負載：瓊脂1(常規濃度瓊脂凝膠)、瓊脂2(稍高濃度瓊脂凝膠)、瓊脂3(混有營養物質的培養基瓊脂凝膠)、真人皮膚、豬皮。試驗在不同負載上重復進行，通過數據比對分析我們發現表3~7的實驗數據。試驗結論：從射頻美容儀工作表面溫升來看，其在精純瓊脂凝膠上工作的溫升與在人皮膚上工作的溫升較為相近。
2.2.2微電流美容儀2.2.2.1測試項目：輸出波形測試設備：示波器;測試樣品：射頻美容儀D-01，D-02;測試負載：滑動變阻器(300Ω、500Ω、800Ω、1kΩ、1.2kΩ、1.5kΩ)、瓊脂1(常規濃度瓊脂凝膠)、瓊脂2(稍高濃度瓊脂凝膠)、瓊脂3(混有營養物質的培養基瓊脂凝膠)、真人皮膚、豬皮。試驗在不同負載上重復進行，通過數據比對分析我們發現：1)隨著滑動變阻器阻值增大，微電流美容儀的輸出電壓增大;2)在三種瓊脂上測得的輸出電壓對比如下：瓊脂1小于瓊脂2，瓊脂1與瓊脂3相近。說明瓊脂粉含量越大，瓊脂塊的阻值越大，測得微電流美容儀的輸出電壓也就越大;3)在人體身上無法測量輸出電壓波形。試驗結論：如果能以阻抗作為穩定的負載進行測量，一般情況下無需選用人造皮膚進行試驗。
3結論
綜上，對于現階段使用食品級瓊脂粉制作的凝膠，在家用美容儀安全測試方面中的仿皮膚應用領域的一些研究和探討。隨著技術的進步和產品的發展，越來越多的新型智能家居誕生，而如何選擇和規范那些在安全測試中必不可少的輔料，也是今后我們不可或缺的研究方向。
作者：黃凱杰杜娟
醫療論文投稿刊物：《中國醫療美容》2011年創刊，以公立醫院的整形美容科室或民營醫療美容機構在實際運營中遇到問題為研究對象，運用管理學、統計學等研究方法提出具有建設性的意見與結論。
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