芻議醫用棉紗布層結構設計及其定向吸液能力

周本麗

（荊楚理工學院，湖北 荊門 448000）

醫用棉紗布是一種通過吸收組織液和滲血，及時清理創口表面，避免傷口感染的護理材料，在具體的應用過程中容易在吸收滲出體液后黏連創口周邊的組織，影響細胞正常增殖。研究者需要深入分析其結構設計方法，并采取有效措施，增強其定向吸液能力，強化醫用棉紗布的使用性能。

1 醫用棉紗布應用現狀

當前，人們所使用的醫用棉紗布一般有非織造布紗布塊、脫脂紗布塊等類型，主要制作原料為纖維素，具有成本低、環境友好、生物相容性強等優勢。但在實際使用中，材料內部滯留水分通常會壓迫人體組織，并與傷口及周邊組織黏連，影響傷口正常恢復。本研究希望能夠研發出一種具有定向吸液能力的醫用棉紗布，使其在吸收人體滲出液的過程中，將滲出液迅速傳遞到紗布外層，保持接觸層與創口之間的干燥，令創口得以快速閉合，提高傷口自愈效果。

2 紗布定向吸液能力研究過程設計

2.1 紗布定向吸液能力實驗

2.1.1 材料和儀器

材料：選用來自同一個供應商，線密度、經緯密參數不同的3種棉紗布；同時，又從市面上采購了水刺、紡粘兩種丙綸非織造材料，其中，水刺類型的面密度為40 g/m2，而紡粘類型材料則應用了10~25 g/m2的6種面密度型號。儀器：液態水分管理系統測試儀、接觸角測量儀。

2.1.2 實驗過程

以非織造材料為接觸層、脫脂棉紗布為吸收層，將各類材料相互搭配，一共設計出了6種醫用棉紗布層結構，分為純棉紗結構類、純非織造材料類、非織造材料與棉紗復合類，保證了樣本種類的全面性，提高了研究結構的準確度。采用接觸角測量儀和液態水分管理系統測試儀，對各類醫療棉紗布進行表征測量，探究其正反兩個方面的定向吸液能力。一般來說，在測定正向定向吸液能力時，儀器檢測出的單向傳遞指數越大，吸液能力就越好。在測定反向吸液能力時，單向傳遞指數負值越大，則其抗反滲能力就越強。

2.2 各類結構設計下定向吸液能力

從實驗結果來看，紡粘單層醫用棉紗布在正向表征測量中，具有較高的單向傳遞指數，在反向表征測量中卻呈現出較強的反滲效應，因此，雖然具有較強的定向吸液能力，但存在反滲效應，所以不適用于醫用棉紗布的制作。

在測定純棉紗布結構的表征時，單向傳遞指數僅處于40左右，可以看出，該設計下的醫用棉紗布基本不具備定向吸液能力，會使大量液體滯留在內部，影響紗布的使用效果。其中紗線較細、分布稀疏的純棉紗結構，由于空隙較大，定向吸液能力相對較好，然而，該結構在試驗中呈現出較弱的抗反滲能力，也不利于傷口的愈合。此外，在非織造材料為水刺類型時，單向傳遞指數雖然比較好，但是靜水壓力和紗布的毛細能力無法順利突破疏水層的阻隔實現定向吸液，因此，該類型設計雖然也屬于以非織造材料為接觸層、棉紗材料為吸收層的設計，但依然不能在定向吸液方面取得較好的效果。但采用紡粘材料的復合結構類型具有較強的定向吸液能力和抗反滲能力。

2.3 吸收層結構設計的定向吸液能力

紡粘材料的復合結構設計能夠獲得較好的定向吸液能力以及抗反滲效果，因此，需要進一步分析復合結構紗布的定向吸液能力的影響因素。將表征測量結果繪制成統計圖可以得出，紗線較細的棉紗布具有較強的定向吸液能力，是由毛細現象所造成的。研究結果表明：當吸收層厚度為一層或兩層時，滲出指數呈正值，棉紗結構存在反滲效應；當厚度從3層逐漸增加到5層時，單向傳遞指數不斷增大；當結構達到5層時，紗布具有最強的定向吸液能力，但如果繼續增加紗布厚度，定向吸液能力卻不會隨著厚度的增加而增強。可以得出，吸收層的最佳厚度為5層，采用5層厚度的棉紗材料制作醫用棉紗布的吸收層能夠獲得更好的使用效果，有助于推進護理用具制造的發展。

2.4 傷口接觸層設計的定向吸液能力

吸收層為5層脫脂棉紗布，接觸層為紡粘非織造材料時，獲得最佳的定向吸液效果。根據接觸層的不同面層密度，繪制了定向洗液效果統計圖，可以看出，面層密度直接影響接觸層的單向吸液能力，并且只有在一定的面層密度范圍內，接觸層才具備定向吸液能力。隨著厚度、面層密度的增加，紡粘非織造結構的疏水層阻力變大，也就是說，在吸收層的協助下，呈現出更強的定向吸液效果。在棉紗布制造中，可以根據各類紗布應對創口規模的差異，合理設計紗布的接觸層厚度，使其能夠在實際應用中獲得更好的護理效果，有助于提升醫用棉紗布的使用效果。

2.5 中間結構吸液狀態

復合紗布具備高效能的定向吸液性能，可以實現高質量的快速吸收，能夠有效減少液體在此區域中的反滲，自帶高質量的含水性能，與時間的關系為：一旦正向液體開始出現滴落，外部的接觸層含水狀況就會逐步接近零，自身的吸收效果也會不斷提升；如果反向液體滴下，吸收層上方的含水效果就會增強，接觸區域內部的含水量趨向零。利用含水率以及相對應的時間曲線可以明確復合紗布液體的管制狀態。針對結構經過升級處理之后的復合紗布，含水率以及時間的曲線能夠展示復合紗布兩端的含水狀況。一旦液體從傷口接觸位置朝下滴，傷口接觸層內的含水量就會在液體滴下之后的11 s逐步提升，經過20 s之后含水量能夠提升到200.0%，以此為時間節點出現下降趨勢。吸收層含水量從液體開始低落4 s之后，就會急速上升到1 229.2%，并在后期慢慢降低。當液體經過吸收層滴落之后，吸收層內部的含水量就會急速上升到996.0%，并以此為時間節點逐步降低。傷口接觸層含水量能夠維持在小于50.0%的狀態。

升級結構后的復合紗布，一旦接觸到液體，就會急速滲透傷口的接觸層，在后期會逐步擴散到吸收層內部。在液體滴落到傷口的接觸區域時，傷口接觸層的濕潤半徑能夠達到1.0 cm，吸收層最大的滲透半徑達到2.5 cm，液體可以抵御吸收層的親水阻擋并延展到吸收層中。一旦液體滴落到吸收層上方，吸收層以及傷口的接觸面積就會增大，滲透半徑在0.5～2.5 cm，液體容易延展到吸收層內部的紗布中，但是如果遭遇傷口的抵觸層，滲透就會受到阻擋[1]。

2.6 紗布表面濕潤性

經過優化的復合紗布內部會創建一個從疏水傷口層到親水吸收層的Janus潤濕架構，在滲透環節中，經常會受到外界的毛細管壓力、疏水阻力以及靜水壓力。一旦水滴在疏水傷口接觸層上感受到外界親水吸收層的部分壓力，就可以抵御疏水層的阻力，并延展到相對應的親水吸收層中。與之相反，水滴在親水吸收層上方，因為毛細管壓力以及靜水壓力的影響，能夠較為容易地延展到親水吸收層的材質中。但是如果遭遇到疏水傷口接觸層，就會因為疏水接觸層阻力以及吸收層的壓力過大且已經大于靜水的壓力，水滴難以實現轉移。所以，復合紗布的設計能夠實現Janus定向濕潤的反滲透狀態[2]。

3 研究結果分析

對醫用棉紗布層的結構設計進行有針對性的改良，使其具有更強的定向吸液能力，避免了常規紗布對創口的黏連、壓迫效應。實驗發現，復合類型的醫用棉紗布定向吸液能力以及抗反滲能力最強。在棉紗布的紡粘非織造材料、棉紗材料復合結構中，可以將吸收層設置為5層型號為40-26h8根/inch脫脂棉紗布，并將面層密度為25 g/m2的紡粘非織造材料設置為傷口接觸層，能夠改善醫用紗布的使用性能[3]。

4 結語

合理設計醫用棉紗布層結構，能夠強化棉紗布的定向吸液能力。在設計中，采用疏水性丙綸材料制作棉紗布的接觸層結構，并將棉紗布設置為吸收層，從而構建出一種復合結構的醫用棉紗布，可以優化醫用棉紗布的定向吸液能力，使其更好地發揮效用。