紡織材料在醫學領域的應用和發展

1. 江西服裝學院,江西 南昌 330201;2.江西省現代服裝工程技術研究中心，江西 南昌 330201

紡織材料在醫學領域的應用和發展

程浩南1, 2李芳1

1. 江西服裝學院,江西 南昌 330201;2.江西省現代服裝工程技術研究中心，江西 南昌 330201

首先對紡織材料在醫學領域的應用進行分類，然后論述新型紡織材料在醫學領域的部分應用，最后簡述其發展狀況。提出：醫用紡織品的設計涉及多學科，需不同領域進行協作才能更快地促進醫用紡織品的發展；與此同時，相關的國家標準需盡快補充和完善。

醫用紡織品，應用領域，新型紡織材料，國家標準

近年來，人口老齡化現象日益嚴重，且隨著社會的進步與生活水平的提高，人類對健康與長壽的渴望也愈來愈強烈，這些為醫用紡織品的發展提供了契機，同時也對醫用紡織品的性能、質量和可操作性等提出了更為嚴苛的要求[1]。作為產業用紡織品的一大分類，醫用紡織品近年來發展呈不斷上升的趨勢，國內對醫用紡織品的需求保持高速增長，這推動了新型醫用紡織品的發展。當前，我國醫用紡織品產業的發展速度較快，但發展并不平衡，主要偏向于加工一些低科技含量和低附加值的醫用紡織品，而高科技含量和高附加值的醫用紡織品如手術縫合線、人造血管等大多依靠從國外進口[2]。盡管我國近年在醫用紡織品的研發上有所突破，但仍有一些高精尖產品缺乏核心技術，研究尚不夠深入。

本文通過查閱有關紡織材料在醫學領域中應用的參考文獻，總結醫用紡織品的應用及發展趨勢，以期為新型醫用紡織品的設計與開發提供理論參考。

1 醫用紡織品的定義及產品分類

醫用紡織品是以紡織材料為基礎，采用不同的工藝生產，主要應用于醫學臨床診斷、治療、修復、替換，以及人體保健與防護的一類紡織品[3]133。醫用紡織品按使用范圍大致可分為四類——保健衛生、防護類用品，治療類紡織品，外科用植入性紡織品及人體專用器官裝置。

1.1保健衛生、防護類用品

保健衛生、防護類用品主要用于保持環境的清潔，以及對細菌、病毒的預防[4]。該類用品包括醫療防護用、病人及病房用、醫護人員用的隔離服和手術室用紡織品如手術服、手術帽、手術面罩、殺菌防臭服裝、外科手術罩布和臺布等，它們多為非織造材料制成的一次性醫療用品，不僅衛生便捷，還可有效防止細菌、病毒等傳播造成的醫源性感染[5]142。全瓊瑛等[6]對非織造醫用防護口罩的過濾材料結構與過濾效率之間的關系進行了研究，結果顯示：隨著過濾材料厚度、面密度的增大，過濾效率隨之增大；隨著平均孔徑和纖維直徑的減小，過濾效率也呈現出增大趨勢。吳紅艷等[7]采用浸漬烘干法，利用抗菌整理劑對SMS非織造布手術服進行抗菌整理(整理工藝為整理劑質量濃度40 g/L、浸漬時間30 min、烘干溫度100 ℃、烘干時間6 min)，獲得了良好的抗菌效果，抑菌率最高達99.98%。

1.2治療類紡織品

治療類紡織品包括止血紗布、繃帶和抗病毒用紡織品等[8]。

外科使用的止血紗布能有效防止傷口感染，以及對傷口的二次傷害，能及時吸收血液并防止血液滲出，促進康復。產品多使用復合材料，其中直接與傷口表面接觸的是吸收層，它能及時吸收傷口排出的血液和體液，同時使傷口獲得柔軟的防護，有效防止傷口在愈合過程中與包扎布黏連，確保去掉紗布時不會影響正在生長的新組織。陳超等[9]以蠶蛹殼聚糖和明膠為主要原料，利用冷凍真空干燥法，通過添加助劑制備出海綿狀復合止血材料，所得材料凝血指數相對于醫用紗布降低了63.52%，凝血效果得到顯著提高。李靜靜等[10]以生物玻璃/絲素蛋白為主要原料設計了一款復合多孔海綿止血繃帶，該產品通過作用于血液的內源性凝血系統較快地實現凝血，有望成為體外快速止血紡織品的首選材料。除此之外，抗病毒用紡織品在醫學領域的應用也非常廣泛，它能減少醫院中的病菌濃度，在一定程度上降低病菌對醫護人員和病人的危害，為醫院提供良好的衛生環境，同時利于患者康復。

1.3外科用植入性紡織品

植入材料的作用是修復人體，其要求不僅具有生物相容性(植入人體的材料須為人體所接受，不能使人體有排異或過敏反應)，還要求與人體的生理結構相接近。外科用植入性紡織品包括可降解縫線、器官修補材料、人造韌帶、人工心臟瓣膜、眼球晶體及人造角膜等[11]。張衛等[12]利用甲殼素和氧化石墨烯等制備出手術縫線，克服了現有甲殼多糖類縫線力學強度較弱的問題，還能滿足體內極性環境下的縫合需求。奧爾巴尼國際公司通過在金屬支架上縫合3個相互獨立的滌綸平紋織物，開發出了一款瓣膜材料[3]135。HEIM等[13-14]還對一體化紡織瓣膜的設計、成形和疲勞性能開展了較深入的研究。

1.4人體專用器官裝置

人體專用器官裝置如人造血管、人工腎、人工肝和機器肺等，能最大程度地替代人體器官的功能[5]143。其中，人造血管較為常見，按織造方式其可分為機織人造血管、針織人造血管和非織造人造血管等。祝國成等[15]利用在滌綸/氨綸管狀織物上復合絲素/聚氨酯的方法，制作出一種復合結構的小口徑人造血管，截面呈多微孔結構，且微孔分布均勻，內表面也較光滑，且力學性能測試數據顯示：隨著管壁厚度的增加，該人造血管的斷裂強力、斷裂功和初始模量都有所上升；隨著氨綸含量的增加，該人造血管的斷裂功和初始模量下降,但斷裂伸長和斷裂強力先增大后減小；隨著絲素粉體含量的增加,該人造血管的所有測試的力學性能指標均有所下降。人工腎多采用紡織工藝制成的中空纖維膜，然后組裝成血液透析和凈化器，用于透滲血液，濾除血液中的廢料。

2 新型紡織材料和新工藝在醫學上的部分應用

隨著越來越多的疾病被治愈，紡織產品在醫學領域的作用也不可小覷，新型紡織材料的開發和新工藝的發明使醫用紡織品可以滿足更多的醫用臨床需求。此外，先進的纖維材料制備技術如濕法、熔融、靜電紡絲等為新型紡織材料的出現提供了技術支持，如超細纖維、納米纖維、中空纖維、成膠性纖維等為各種新型醫用紡織品的制備提供了更多的可能。

2.1竹纖維

竹纖維及其產品于2000年開始興起，但其性能卓越、來源廣泛，備受醫療領域的青睞。且隨著對竹纖維研究的深入，竹纖維在止血基材方面又有了創新應用[16]。周坤友等[17]將竹纖維與棉纖維復合制成多功能醫用繃帶，具有抑菌止血、促進創面愈合的功能。竹纖維與玻璃纖維結合，適用于戰爭創傷用快速止血繃帶。如英特格雷聯生產的“絲帶檄龍”表面的玻璃纖維能使血液凝固，繃帶內層的竹纖維能引導血液浸入玻璃纖維層，具有抑血止血、消毒消炎的作用。因此，深入開展竹纖維在醫療領域的應用，利國利民，且前景廣泛。

2.2細菌纖維素復合材料

細菌纖維素具有天然的多孔結構，表面富含羥基，既能充當基體也能充當增強體[18]。其合成過程具有可調控及可塑性的優點，故在生物醫學上可用于制成人造血管，但純細菌纖維素不能用于制備細小的血管。此外，細菌纖維素還可用于骨仿生材料，如以羥基磷灰石為增強體、以細菌纖維素為基體制成的復合材料有利于成骨細胞的生長。陳文彬等[19]利用硼氫化鈉還原硝酸銀中的Ag+，原位生成納米銀顆粒，制備銀負載細菌纖維素納米復合膜，并對其抗菌性能和生物相容性進行研究。結果顯示：銀負載細菌纖維素納米復合膜對大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌具有良好的抑菌殺菌效果，且細胞相容性好。

總之，細菌纖維素在生物醫學領域的應用潛力巨大。但由于人體內部環境特殊多變，擁有全面的力學穩定性、足夠的內部大孔結構，以及漫長的體內降解周期，都是細菌纖維素復合材料亟待解決的問題。

2.3絲素蛋白材料

紡織腸道支架是以絲素蛋白材料[20-21]為原料，采用針織、機織或編織的方法制備而成的一種醫用紡織品。該產品具有良好的兼容性、柔軟性和易彎曲性，且對紗線強度的要求比較低。生物可降解型腸道支架是目前該領域的研究熱點，其不僅可以緩解腸梗阻的癥狀，還可以搭載藥物實現靶向性藥物治療[22]。然而，紡織腸道支架并沒有大量普及于市。設計并制造出具有良好力學和生物性能的腸道支架，是目前研究人員面臨的一大問題，仍需通過不斷創新優化設計，模擬人體腸道結構和功能，開發出更多、更有效的新型腸道支架，最大程度地治愈患者。

3 我國醫用紡織品的發展現狀

近年來，醫用紡織品行業規模持續增長，市場需求只增不減。我國在醫用紡織品領域的研發主要集中在保健衛生、防護類用品和治療類紡織品方面，這些產品成本低、工藝操作簡單、科技含量和附加值均較低、功能性和舒適性差；在科技含量高、工藝復雜、附加值高的外科用植入性紡織品和人體專用器官裝置方面，我國的技術并不成熟，部分紡織原材料不易合成，需依靠從國外進口。還有，一些我國自主研發的新型醫用紡織產品，部分結構與功能不夠完善，關鍵性問題有待進一步解決，有些還存在一些限制性的弊端。

因此，我國應加強自主研發、提高自身技術，在醫用紡織品的研發過程中，對市場需求做深入的調查，并評估自身的技術能力，制定靈活的新產品研發策略，實現醫用紡織品的智造化，不斷提高醫用紡織品的技術含量，促進醫療事業的改革及全方位發展[23]。高性能醫用紡織品研究與開發多涉及紡織、生物醫學、化學、電子及電工等多學科。科研工作者應致力于開發多品種、高性能的高分子材料。只有生產出高質量、高水平的醫用紡織品，扭轉高附加值產品依賴進口材料的局面，我國醫用紡織品在醫學領域才能有更大的發展空間。

4 結論

醫用紡織品需求的不斷增加，以及消費者對產品追求的多樣化，必將有力促進醫用紡織品的發展。且隨著先進生產技術的創新與發明，紡織復合材料在醫用紡織品中的應用也將更加地廣泛。新型醫用紡織品將更多地采用新型纖維材料和先進紡織工藝進行織造。且新型醫用紡織品的開發又會涉及紡織、生物醫學、化學、電子及電工等多學科，其將極大地促進紡織科學與其他學科的交流與合作。

與此同時，我國醫用紡織品質量檢測標準存在的滯后現象也直接導致了目前醫用紡織品質量的參差不齊，所以，在致力于研發新型醫用紡織品的同時，也要制定和完善醫用紡織品的標準，通過借鑒和學習國外的標準，盡快與國際接軌。

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Application and development of textile materials in medical field

ChengHaonan1, 2,LiFang1

1. Jiangxi Institute of Fashion Technology，Nanchang 330201，China；2. Jiangxi Provincial Modern Research Center of Clothing Engineering Technology， Nanchang 330201，China

The application of textile materials in medical field was classified firstly; then some applications of new textile materials in medical field were discussed; finally the development status of textile materials in medical field were briefly introduced. And it was put forward that, the design of medical textiles involved multidisciplinary, which required collaboration in different areas to promote the development of medical textiles. At the same time, the relevant national standards needed to be supplemented as soon as possible.

medical textile, application area, new textile material, national standard

TS176.5， F763

A

1004-7093(2017)09-0028-04

2017-03-27

程浩南，男，1986年生，助教，主要從事紡織材料改性與紡織品的外觀舒適性研究