郭春花
近百年來,全球多次突發疫情,僅2009年以來,WHO就宣布了多起“國際關注的突發公共衛生事件”:2009年爆發的甲型H1N1流感、2014年爆發的脊髓灰質炎疫情、2014年西非爆發的埃博拉疫情、2015-2016年出現的“寨卡”疫情、2018年爆發的埃博拉疫情(于2019年7月宣布)。歷次疫情都嚴重影響了人類的生命安全,給人類發展帶來了嚴峻挑戰。面對此次新冠肺炎疫情,在相應的疫苗尚未研制成功的情況下,對普通大眾而言最好的防護措施是常備口罩、自我隔離。而對于戰斗在一線的醫護人員而言,口罩、一次性防護服等醫用防護裝備更是他們保障安全的必備物資,這兩種醫衛用品在阻病毒、防感染、增安全、保健康等方面發揮了至關重要的作用。
今年5月20日,國家衛健委等三部門發布了《公共衛生防控救治能力建設方案》,提出要確保醫療機構儲備質量合格、數量充足的醫用口罩、防護服、眼罩等防護用品,一般不少于10日用量。同時,要求每個城市改擴建1-2所現有醫療機構。5月24日,國新辦舉行發布會指出,在防疫物資儲備方面,鼓勵以家庭為單位儲備包含口罩等在內的醫療救助箱。今年兩會上,很多代表委員結合各自領域防控經驗,建議將口罩等重要傳染病防護用品納入國家戰略儲備,寫入國家戰略物資儲備發展規劃,并納入必要的大型生產企業、倉儲企業進行重點保障。
以上傳遞出的種種信號,對醫衛用品生產提出了高要求。那么當前我國醫衛用品發展情況如何?其原材料生產研發情況如何?此次疫情暴露出我國醫衛產業存在哪些問題?作為基礎材料的纖維產業又該如何發展?讓我們聽聽行業相關專家的講解。
醫用紡織品本土化發展成果顯著
相比歐美等發達國家和地區,我國醫用紡織品及醫用材料行業起步較晚。據東華大學教授、博士生導師、教育部產業用紡織品研究中心副主任靳向煜介紹,我國醫用紡織品及醫用材料行業2000年之后才真正進入快速發展期。2003年非典時期,我國的口罩、防護服類產業用紡織品發展比較緩慢,研究力度和技術手段與歐美發達國家存在較大差距,甚至國內大量醫護人員使用的是紗布口罩,N95口罩和防護服幾乎都來自進口。之后又先后爆發了禽流感、埃博拉等疫情,進一步促進了我國醫用紡織品行業的發展,對防護材料的品質和數量需求也進一步提升。
目前,國內應用廣泛的主要是醫療防護用和衛生用紡織品,以醫用口罩為例,口罩生產原料主要是高熔融指數聚丙烯,據工信部數據顯示,2019年其國內產量約90萬噸,1噸可生產一次性外科口罩90萬-100萬只,生產N95醫用防護口罩20萬-25萬只。此外,我國是世界最大的口罩生產和出口國,口罩年產量約占全球50%。
此次新冠肺炎疫情爆發以來,我國醫療衛生用品非織造企業積極增加生產線,改進生產工藝,提高生產能力,部分企業及時轉產相關用品,保證了國內外醫療防護用品供應,產品不但質量高、性能穩定而且價格低。
目前,我國個體防護用品的產能、產量均世界領先。國產防護口罩和防護服的防護效果有了很大提升,2003年的紗布口罩過濾效率僅65%,現在符合KN95、KN99口罩標準的產品都很多。防護口罩、醫用口罩、民用口罩和醫用防護服、手術服等的原料、核心加工技術、加工裝備都有了巨大突破。比如通過聚合物改性技術、長效駐極技術等實現了核心過濾層熔噴材料的高效低阻,開發出過濾效率高、過濾阻力低的自吸式口罩;通過多種材料復合加工技術、三拒一抗后整理技術等滿足了防護服的阻隔性、抗菌性、抗靜電性等。可以看到,經過這十余年努力,我國醫用和民用防護非織造材料技術和制造能力及產業體系有了飛躍式的發展。
口罩和防護服作為保護醫護人員和民眾的主要“鎧甲”,本土化進程從無到有、從稀有到普及、從低效到高效,其發展成果令人振奮。
國內高端醫用紡織品尚缺乏
我國醫用紡織品發展雖然取得了可喜成就,但在此次疫情期間暴露出的問題不容忽視。有專家指出,本次新冠肺炎疫情暴露出我國醫療資源還比較缺乏,醫用紡織品整體技術水平偏低、防護材料的品牌和標準建設尚弱于國際水平,低端同質化現象嚴重,功能性、專用性產品匱乏,高端生物醫用纖維材料及制品市場基本被進口產品壟斷等問題。
此次疫情期間,醫護人員普遍反映一次性防護服悶熱不透氣,而且一旦穿上就必須完成整個工作周期才能脫下,否則在用品匱乏的情況下就會造成浪費。“很多人不理解為什么不生產可重復使用的防護服,這是因為這種防護服的相關技術正處于重點攻關階段,且國家標準尚處于空白,企業難以進行規模化生產。有的企業雖然根據相應的企業標準生產出來,但由于缺少國標對照,難以評判其質量和性能。在此我呼吁加快相關技術研發與標準制定,減少類似突發事件中應急防護物資短缺造成的損失。”東華大學研究院副院長、國家先進功能纖維創新中心負責人王華平說。
此外,高端醫用紡織品缺乏也是比較突出的問題。近年來,隨著新材料、新技術的不斷出現,我國醫用紡織品產業規模迅速提升,但是與發達國家相比,國產醫用紡織品在市場上的認知度和消費量不高。醫院和公眾更愿意選擇國外權威產品,這就限制了國產醫用紡織材料的發展。
國內相關產品主要集中在醫用防護紡織品和保健衛生用品方面,由于技術和行業壁壘等原因,生物醫用材料一直處于基礎研究階段,對高端醫用紡織品的研究仍處于跟蹤研發階段,在生物相容性、功能性和技術含量等方面都不能滿足需求。如突破兼具高濾低阻及耐久性的個體防護用濾材的產業化制備技術;制備適合不同特定人群的高品質醫衛防護纖維材料制品;開發一次性、低成本、高防護兼備的醫衛防護纖維材料;健全環境友好型、可全降解且可沖散醫衛防護纖維材料制備技術等。
“針對這次疫情反映出的我國防護用纖維材料及制品的短板,迫切需要總結經驗,加快應急保障與公共安全用纖維材料及其制品關鍵核心技術創新,發揮我國以先進功能纖維材料為基礎的產業鏈優勢。”中國工程院院士俞建勇表示。
俞建勇還提出,未來要把握醫用纖維材料及其制品的產業發展趨勢,充分利用我國醫衛防護材料科學與工程研究方面的基礎和優勢,以新型醫衛防護材料、高值醫用耗材為重點,構建醫衛防護纖維材料產業體系,引領醫衛防護纖維材料產業技術進步。
總之,盡管醫衛防護纖維材料的發展潛力無限,但產業發展過程存在著應急防護體系保障不足,標準制定滯后和資質認證空白,產品性能與品質不佳,一次性產品造成環境污染和資源浪費,國內外市場開拓困難等一系列問題,仍需政府加大支持力度,加大政策法規的引導和完善保障機制。
借鑒先進理念,上下游共克難關
據了解,目前,全球醫用紡織品生產和研發最發達的市場為美國、歐洲(以歐盟國家為主)、加拿大、日本、澳大利亞等5個國家和地區,其銷售總量占全球總交易量的近90%,其他國家僅占10%,尤其在美國90%以上的醫院選擇使用一次性醫療用品,市場滲透率極高。據調查,早在20世紀90年代后期,英美等發達國家在生物醫用材料方面已經形成了完整的技術工業體系,研究的重心也轉移到人工器官等高端產品上。僅在2018年全球一次性醫療用紡織品需求量已超2000億美元。如今各國醫用非織造布產品的開發正在提速,歐洲、美國、日本、韓國等國家和地區花費巨資加大在該領域的研發,僅德國目前就有17家紡織研究機構在進行醫用產品的研發。
據相關資料顯示,目前,全球比較先進的醫衛防護用品生產技術主要有三種。一是雙組分紡粘水刺技術及手術衣,德國Freudenberg(科德寶)公司開發的醫療防護纖維無紡布,其阻隔性能相對比普通的紡粘或水刺非織造材料好;土耳其非織造布生產商Mogul最近推出的一款可用于手術衣的該種材料,具有良好的吸濕透氣性、隔熱性,這種非織造材料的微孔結構和防護性能使其成為了醫用防護服的理想材料;英國利茲大學也早在2009年就開發出了一類功能性水刺非織造材料,這種材料在水刺的過程中利用特殊裝置使水刺非織造材料形成空穴結構,在空穴結構中可以添加緩釋消毒劑膠囊。
二是熔噴非織造材料,如美國Exxon Mobil(埃克森美孚)公司的彈性聚丙烯(PP)、科騰公司的彈性苯乙烯嵌段共聚物(SBC)等,這些材料具備很高的彈性,使穿著者能更好體驗貼合性和舒適性。
三是閃蒸非織造材料及其防護服,美國DuPont(杜邦)公司,利用閃蒸非織造技術產品Tyvek制成的防護服結合了防護性、耐用性和舒適性,可保護工人免受小至微米級的顆粒傷害,但是成本相對較高。
國家先進功能纖維創新中心負責人王玉萍介紹,近年來,我國自主創新能力大幅提高,在醫用防護纖維材料領域也取得了顯著效果。比如,俞建勇及其團隊研發了具有蓬松雙網結構的納米蛛網/纖維空氣過濾材料;寧波天安生物材料有限公司攜手香港理工大學、中國科學院寧波材料技術與工程研究所發現低聚合度的PHB材料能夠破壞微生物的生物膜和細胞壁使其滅亡;江西先材納米纖維科技有限公司聯合長春高琦聚酰亞胺材料有限公司,研發出聚酰亞胺納米纖維氣凝膠膜產品,有望替代熔噴布進行過濾;愉悅家紡推出了“納纖膜”新材料,對細菌、病毒及各種顆粒物的過濾效果遠超傳統產品;東華大學、天津工業大學、浙江和中非織造股份有限公司等主要單位開發了熔噴超細纖維濾料、醫用手術服和防護服、導向吸濕手術醫用材料、蠶絲纖維非織造材料、復合導流層材料、生物質纖維醫用敷料等系列醫衛防護非織造材料及制品……
在此基礎上,我國應積極借鑒國外先進的運行理念,政產學研用相結合,實現跨領域、跨學科交流,為公共安全事業做出新的貢獻。