基于濕熱舒適性的醫用防護服研究與設計

董一帆，吳建兵

（常熟理工學院，江蘇 常熟 215500）

醫院感染管理辦法明確規定，醫務工作者進入特定的區域工作，必須穿戴具有防護性能的防護服，以抵御攜帶病菌的有害粉塵、液體等[1]，保護自身安全。現階段，我國的醫用防護服已經具有非常優秀的防護性能，但在濕熱舒適性能方面的問題還需要進一步研究并解決。

1 濕熱舒適性的定義與評價標準

1.1 定義

濕熱舒適性是由服裝以及外界環境等多種因素相互作用產生的人體綜合主觀感受，也是評價服裝生理舒適性非常重要的指標。在正常情況下，人體新陳代謝會產生熱量與水汽[2]，且人體體溫調節中樞排出的汗液，會通過氣流帶走皮膚表面的水分并吸收熱量，達到自我調控的散熱效果。穿著者周圍的環境溫度、濕度、風速以及服裝面料的透氣性都會影響服裝的濕熱舒適性[3]。

1.2 評價標準

濕熱舒適性是一種綜合的生理感受狀態，有兩種評價方法，一種是根據人體直觀感受來進行評價[4]，另一種是用專業的指標測試儀在相同環境下對人體生理數值等進行全方位的測量與記錄，通過綜合計算與分析得出的數值叫作“透濕量”。透濕量越大，說明面料的疏導能力越強，服裝的濕熱舒適性越好。令人體感到舒適的衣內溫度為（32±1）℃，相對濕度為（50±10）%[5]。

2 醫用防護服濕熱舒適性現狀及影響因素

2.1 現狀

按照我國GB 19082—2003[6]與GB 19082—2009[7]《醫用一次性防護服技術要求》，醫用防護服透濕量不小于2500 g/（m2·d），且操作透濕量實驗時應參照GB/T 12704—1991[8]。如今，大部分醫用防護服采用高密度復合型材料，這些織物具有優良的防護性能，但透氣性能較差，外界環境與人體體溫中樞交換熱量不通暢，水汽和熱量不能及時排出，大部分水汽在防護服內部凝結。長時間的內部濕熱環境失衡以及人體皮膚組織受壓迫使皮膚問題接踵而來。皮膚瘙癢、接觸性皮炎、紅腫潰破已經成為穿著防護服后的常見皮膚問題，嚴重時還會出現局部糜爛的現象[9-10]。有些體質較弱的工作人員由于工作時間太長，甚至會出現短暫昏迷的癥狀。

醫用防護服內部的濕熱失衡對穿著者的身體是一種傷害和折磨，嚴重影響了工作人員的工作效率以及心態，工作人員很可能會產生抵觸情緒，患者的治療也會受到影響。

2.2 影響因素

2.2.1 制備材料與工藝

醫用防護服通常采用高密度非織造材料生產織物，采取層壓處理或復膜處理[11]。這類織物的工藝制備技術大部分是以提高織物密度、縮小纖維直徑為原理，工藝流程簡單，造價較低，但織物強度大，且具有優秀的拒水性和阻隔性，被廣泛應用于生產醫用防護用品。但是，隨著織物強度的增大，吸濕透氣能力下降，導致醫用防護服幾乎不具備吸收和擴散水分子以及熱量的性能，人體與外界不能充分地交換熱量，熱量與水分長時間排不出去，停留在皮膚表面，穿著者就會感到悶熱。

2.2.2 款式結構

服裝款式也是影響濕熱舒適性的因素。為了保障醫用防護服優良的阻隔性和防護作用，首先，在設計時應盡可能避免面料連接縫隙[12]，在必要的針縫口處，也采用了密封膠條進行密封來防止病原體的滲入，良好的密封性是導致濕熱舒適性差的原因之一。其次，由于醫用防護服都是標準尺碼，一些特殊體型的醫務工作人員穿著時會因衣物不合身而出現多層面料堆疊或者肩肘活動不自由的情況[13]，面料堆疊產生的熱量直接導致防護服的濕熱舒適性下降，導致醫護人員行動不變，進而直接干擾醫生的正常工作。

2.2.3 外界環境

外界的環境變化也會影響濕熱舒適性。高強度的工作以及長時間穿著防護服，加劇了防護服內部濕熱舒適性的失衡，醫務工作人員長時間穿著防護服成為一種心理和生理上的負擔，甚至會有人對工作產生負面情緒，從而影響對患者的治療。

服裝材料的性能特點、結構設計以及穿著環境，三者都影響著防護服的濕熱舒適性。在未來的醫用防護服生產中，還要進一步研發兼具透氣性能和防護性能的新材料以及新技術，生產出兼具防護性與透氣性的新型醫用防護服。

3 改善醫用防護服濕熱舒適性的技術與設計

3.1 非織造布

3.1.1 SMS復合非織造布

目前，大部分醫用防護服的材料主要為非織造布 類[14]，SMS復合非織造布就是其中一種。將兩種性能各異的非織造材料通過化學、機械等方法復合在一起，也就是紡粘-熔噴-紡粘復合非織造材料[15]。由3層材料組合而成，具有優良的拉伸強度與抗撕裂強度，具有優異的隔離過濾作用與透氣性，大大改善了醫用防護服面料的綜合性能。但是，普通的SMS復合材料也有一定的缺陷，即防顆粒性能較弱[16]。所以，還需要經過“三局一抗”整理，才能達到醫用防護服的性能要求。

3.1.2 閃蒸法非織造布

閃蒸法非織造布是由美國杜邦公司開發的一項專利技術[17]。采用干法紡絲技術，將高聚物等溶劑溶解并制成新的固化纖維[18]，用特殊的成形方法制得纖維。一般直徑在0.1~0.3 dtex[19]的是一種超細纖維非織造布，在保障織物柔軟性和輕薄特點的同時，有極強的韌性，拒水性、抗撕裂性以及透氣性優異[20]。超細的纖維直徑能夠有效阻隔細菌、病毒，是非常理想的功能性面料，被廣泛應用于功能性服裝以及戶外裝備等領域。

3.2 異形截面纖維

異形截面纖維技術通過物理方法改變纖維橫截面的形狀，以此改變織物性能[21]。該技術被廣泛應用于各個領域。不同橫截面的纖維有不同的性能特點，目前，有潛力應用于醫用防護服方向的主要有CoolDry、CoolMax、WellKey[22]3種纖維。由于織物橫截面的形狀不規則，織物的蓬松感強，耐磨性與透氣性也隨之增強[23]，穿著者汗液的蒸發速度加快，濕熱舒適感得到改善。

3.3 單向導濕技術

單向導濕技術通過改變織物的纖維方向與密度[24]，加速衣物貼身層的熱量與水分子流動，將濕氣和熱量快速擴散到衣物外層并進行蒸發與擴散[25]，達到內層疏水、外層親水的效果。同時，外層織物能有效防止水分的反滲[26]。單向導濕技術能夠快速將汗液轉移蒸發，有效地減弱服裝內部的黏膩感，改善醫務工作人員的穿著體驗。

參考人體汗液的分布情況，可在出汗量相對較多的腋下、腹部以及腰部[27]采用特殊面料以及工藝進行處理。例如，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室采用碳納米管制成直徑為5 nm的新型導濕微孔膜材料[28]，具有優秀的病毒屏蔽作用，可以嵌入智能調節溫濕度的納米防護材料進行生產，抵御病毒的傳播，既能起到抗菌作用，也能保障體內熱能量的循環，加快多余濕熱量的擴散。

由上述材料介紹可知，改善醫用防護服濕熱舒適性的材料與技術已經有一定的基礎，但是要真正改善防護服濕熱舒適性需要多方面的協調與完善，更需要多方面的實驗來驗證技術的可行性、是否還有改進空間等。在國家的大力支持以及科研人員的不懈努力下，防護服市場協調醫用防護服使用感與防護性能的新技術與材料，將會向更深層次快速發展。

3.4 結構設計思路

在版型設計方面，醫用防護服的使用人群更加廣泛，不同的體型身材有相應的尺寸，以避免大量面料堆積，能夠更好地貼合人體。

改進防護服的內部設計構造，在防護服背部、胸部以及腋下的內層與外層之間添加液冷散熱器裝置，設置內外兩條拉鏈，并在拉鏈處進行密封條處理，確保防護服的密封性。液冷散熱裝置可以根據人體部位產生的熱量智能調節服裝內部溫度，該設計在很大程度上節省了成本，處理工藝簡單，非常適合大規模生產。

4 結語

近幾年，在科研人員的不懈努力與堅持下，我國的醫療衛生用品市場取得了重大突破。相信在未來，醫用防護服技術與材料的研發將更加細化，研發出能夠更好地改善濕熱舒適性的新型材料與技術，保障醫務工作人員的人身安全，同時也能夠兼顧穿著時的舒適感，實現更加人性化的設計，更好地滿足穿著者的使用需求，這也是醫療防護用品開發和設計的發展趨勢。