紡織材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展

江西服裝學(xué)院，江西 南昌330201

紡織材料與我們的生活息息相關(guān)，它們在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著醫(yī)療領(lǐng)域科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)對醫(yī)用紡織材料的需求與日劇增，于是對醫(yī)用紡織材料的性能、技術(shù)和質(zhì)量提出了更高的要求。但事實(shí)上，我國還存在醫(yī)用紡織材料質(zhì)量參差不齊、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)缺乏、價高質(zhì)低等問題。未來，醫(yī)用紡織材料在醫(yī)療領(lǐng)域仍將具有很大的發(fā)展?jié)摿?，如外科植入及一次性醫(yī)用紡織品等，將極具發(fā)展前景。

1 醫(yī)用紡織材料的定義及要求

醫(yī)用紡織材料是指以醫(yī)學(xué)應(yīng)用為目的，具有生物相容性且無毒副作用的、基于纖維的一種功能性紡織材料。它是醫(yī)療技術(shù)與紡織技術(shù)的結(jié)合，是紡織材料中科技含量高、創(chuàng)新性強(qiáng)、潛力大的品種之一。

用于醫(yī)療領(lǐng)域的紡織材料必須具備抗菌、無毒、無致癌、不致過敏等特性，還要求其在使用時不會因?yàn)槿梭w或外界環(huán)境而發(fā)生質(zhì)變或形變，不會產(chǎn)生未知的毒素。另外，部分材料還需具備某些特定的性能要求,如吸濕透氣、形態(tài)結(jié)構(gòu)、純度、蓬松度、保暖、舒適、延伸等。

2 醫(yī)用紡織材料的分類

醫(yī)用紡織材料被廣泛用于制作病人服、醫(yī)護(hù)人員工作服、防輻射服、床單被罩、醫(yī)用紗布、手術(shù)縫合線、人造器官、人體組織用支架等醫(yī)用紡織品[1]。且隨著新型紡織材料的不斷開發(fā)，紡織技術(shù)的提高與創(chuàng)新，醫(yī)療領(lǐng)域用新型紡織纖維及紡織材料層出不窮，這推動了醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。

2.1 血液處理用紡織材料

血液處理是醫(yī)療領(lǐng)域里用到的一種治療手段，它通過過濾去除血液中的細(xì)胞或病菌，以達(dá)到凈化血液的目的。如：血液凈化[2]的設(shè)備常采用過濾病毒用非織造布及中空纖維超濾膜；去除白血球的設(shè)備會使用超細(xì)纖維非織造布。此外，使用水溶性食物纖維可抑制血糖的升高，改善脂質(zhì)代謝。

2.2 手術(shù)用縫合線

縫合線對手術(shù)而言不可或缺。如：利用超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維等制成的醫(yī)用縫合線[3]48；利用人體吸收性蛋白質(zhì)纖維或自降解纖維制成的可吸收(圖1)或自降解縫合線等。

圖1 可吸收縫合線

2.3 治療及止血用紡織材料

這類材料包括止血紗布、醫(yī)用繃帶、抗菌及抗病毒類紡織品等，它們由抗病毒炭布、海藻纖維[3]48、活性炭纖維、止血纖維等制成。其中，治療用紡織材料大多使用復(fù)合材料，其直接與皮膚傷口處接觸的是吸收層，作用是及時吸收傷口排出的血液和體液，使傷口得到柔軟舒適的保護(hù)，防止傷口在恢復(fù)階段與包扎布粘連[4]29，從而使傷口愈合達(dá)到最好的程度。另外，抗病毒類紡織材料通常被廣泛應(yīng)用于醫(yī)護(hù)服裝和病床用品中，這既能大幅提高患者治療后傷患處的恢復(fù)水平，降低病菌再次感染的幾率，還能保障醫(yī)護(hù)人員的健康，提供安全的衛(wèi)生環(huán)境。

2.4 外科植入用紡織材料

外科植入用紡織材料是指能夠植入人體或能與生物組織、生物流體相接觸的一類紡織材料。外科植入用紡織材料必須具備生物相容性[4]29，即植入的紡織材料不能使人體產(chǎn)生排異或過敏反應(yīng)。各種外科植入用紡織材料有利用活性炭纖維材料[5]及中空纖維超濾膜制作的人工肝臟、人工腎臟和人工脾臟；利用中空纖維的氣體分離技術(shù)制造的人工肺；利用碳纖維復(fù)合材料和超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維復(fù)合材料制作的人造關(guān)節(jié)和骨骼；利用超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維和聚四氟乙烯纖維制作的人工心臟隔膜；利用納米纖維制作的人造皮膚和血管支架；利用碳纖維及碳纖維復(fù)合材料制作的義肢和人工韌帶；等等。

2.5 醫(yī)療護(hù)理用紡織材料

醫(yī)療護(hù)理包括手術(shù)操作過程中的護(hù)理和術(shù)后的護(hù)理。醫(yī)療護(hù)理用紡織材料能極大程度地保障治療過程在無菌環(huán)境下進(jìn)行，防止治療后傷口再次被病菌感染或傷口不能及時正?；謴?fù)。例如：由防菌透氣的超細(xì)纖維非織造布制成的手術(shù)用罩布；用吸附性和抗菌性極好的竹炭纖維和活性炭纖維織造而成的醫(yī)護(hù)人員佩戴用口罩；利用一次性自降解纖維布和超細(xì)纖維非織造布[6]91制作的醫(yī)護(hù)人員穿著用手術(shù)服；使用微生物降解纖維和抗菌消臭纖維制作的醫(yī)院病床用床單、被罩、枕套等床上用品及病人穿著的病號服；等等。

2.6 醫(yī)療器械用紡織材料

醫(yī)療器械是直接或間接用于檢測或治療人體疾病的儀器、器具及設(shè)備。醫(yī)療器械中也使用了許多紡織材料。如：碳纖維及碳纖維復(fù)合材料用于B超床板、CT、X光器械、輪椅、擔(dān)架和診斷床用頭托等；光導(dǎo)纖維(圖2)用于胃鏡和血液氧傳感器；碳納米管用于內(nèi)診鏡和檢測DNA的儀器；中空納米纖維用于醫(yī)療用探針；塑料光纖繃帶用于呼吸速率傳感器；等等。

圖2 胃鏡中使用的光導(dǎo)纖維

3 醫(yī)療領(lǐng)域常用紡織纖維及材料

3.1 碳纖維及其復(fù)合材料

碳纖維(Carbon Fiber,簡稱CF)是一種高強(qiáng)度、高模量的新型纖維，其是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向堆砌而成，再經(jīng)炭化及石墨化處理而得到的一種微晶石墨材料。碳纖維密度比鋁小，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并具有很多優(yōu)良的性能，如耐腐蝕、耐疲勞、在非氧環(huán)境下耐超高溫、X射線透過性好、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)電導(dǎo)熱性良好、電磁屏蔽性能好等。

人造骨骼和人造關(guān)節(jié)便是基于碳纖維復(fù)合材料具備高強(qiáng)度和抗拉蠕變性，可承載血液、骨骼和人體組織的負(fù)荷，以及良好的生物體相容性而制作的。由碳纖維復(fù)合材料制作的人造骨骼質(zhì)輕且抗彎曲強(qiáng)度高[3]48，由碳纖維復(fù)合材料制作的人造關(guān)節(jié)的耐磨性比由其他材料制作的更高。

3.2 玻璃纖維

玻璃纖維(Glass Fiber)是一種無機(jī)非金屬纖維，其因力學(xué)強(qiáng)度高、耐熱性及抗腐蝕性好、耐老化、防霉、抗紫外線、絕緣[7]等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。例如：基于玻璃纖維的抗菌性和化學(xué)穩(wěn)定性，可制作過濾血液用的玻璃纖維濾膜(圖3)。該濾膜對血液中的白細(xì)胞具有很強(qiáng)效的捕獲和吸附能力，能濾除血液中的白細(xì)胞。

圖3 醫(yī)用玻璃纖維濾膜

玻璃纖維還可用于制作醫(yī)用玻璃纖維高分子繃帶以替代傳統(tǒng)的石膏繃帶。該繃帶可用于矯正和修復(fù)患者因骨折或骨裂而受損的肢體，具有質(zhì)量更輕、透氣性更好等優(yōu)勢[6]91，能免除患者承受因敷石膏而引起的不便和副作用。

此外，玻璃纖維還可加工成醫(yī)療設(shè)施用內(nèi)窺鏡的重要元件——光導(dǎo)纖維。其基本原理是冷光源散發(fā)出的光線，經(jīng)由玻璃纖維制成的光導(dǎo)纖維傳送至內(nèi)窺鏡前端，從而使待檢查目標(biāo)被照亮。

3.3 海藻纖維

海藻纖維是以從海洋棕色藻類植物中提取出的海藻酸為原料而制得的一種纖維，其具有良好的生物相容性[8]、高透氧性、高離子吸附性和可降解吸收性，以及很好的止血功能，能加快皮膚創(chuàng)傷的愈合速度，因此被廣泛用于醫(yī)療紗布、敷料[4]29和繃帶(圖4)的制作。

圖4 含海藻纖維的繃帶

具有高吸收性的含海藻纖維的繃帶可吸收傷口處大量的滲出物，從而減少更換繃帶的次數(shù)，大幅降低患者傷口被感染的幾率。海藻纖維敷料與傷口滲出液結(jié)合后會膨化形成凝膠，這種凝膠十分柔軟親膚，能極大程度地保護(hù)傷口處嬌嫩的新生組織。

近年來，人們還研制出許多改性的海藻纖維品種，擴(kuò)大了其在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.4 竹纖維

竹纖維是從自然生長的竹子中提取并制成的一種纖維素纖維，其具體可分為竹原纖維和竹漿纖維，均具有天然抗菌、透氣、防臭除螨、抗紫外線等功能。竹纖維可應(yīng)用于病房用品中，如具有抗菌防臭功能的毛巾、床單、被罩等，還可應(yīng)用于醫(yī)護(hù)人員的服裝和口罩中；還可利用其天然的抗菌性和降解性，與甲殼素纖維等混合制成醫(yī)用敷料，加速傷口的愈合并減少刺激。此外，醫(yī)學(xué)上還研制出了含有殼聚糖、銅離子和竹漿纖維的襪子，其具有極好的抗菌功效，對糖尿病患者的足慢性潰瘍能起到一定的預(yù)防和治療作用。

3.5 聚乳酸纖維

聚乳酸(PLA)纖維是以小麥、玉米等為原料，經(jīng)發(fā)酵生成乳酸后，再經(jīng)縮聚和熔融紡絲而制得的一種合成纖維，其具有抑菌性、阻燃性、生物相容性和可吸收性，且無毒副作用、無刺激性。利用聚乳酸纖維制成的手術(shù)縫合線具有良好的降解性和吸收性[9]，手術(shù)縫合線會隨患者傷口的愈合而自動緩慢降解，使用非常方便。此外，聚乳酸纖維還可用作藥物控釋材料[10]。醫(yī)學(xué)上，藥物的時間控釋是指在一定時間內(nèi)藥物通過擴(kuò)散等方式，以一定的速率釋放到人體環(huán)境中。聚乳酸纖維材料可實(shí)現(xiàn)最有功效的藥物控釋，這樣就可以減少供藥量和次數(shù)，達(dá)到最佳療效。此外，聚乳酸纖維還可作為醫(yī)用組織工程支架的材料。

4 我國醫(yī)用紡織材料的現(xiàn)狀

醫(yī)用紡織材料自問世以來便發(fā)展迅速，其發(fā)展水平與醫(yī)療衛(wèi)生技術(shù)水平息息相關(guān)[11]。目前，醫(yī)用紡織材料已經(jīng)取得不少的成就，但也存在監(jiān)管體系、評估標(biāo)準(zhǔn)、信息跟蹤管理等方面的不足。

4.1 概況

近年來，我國醫(yī)用紡織材料應(yīng)用廣泛，需求持續(xù)走高，發(fā)展?jié)摿薮?。且隨著生活水平的不斷提高和醫(yī)療技術(shù)的日益發(fā)展，人們對醫(yī)用紡織材料也有了更高的要求[12]。目前，國產(chǎn)的醫(yī)用紡織材料主要涉及衛(wèi)生用紡織品和醫(yī)療防護(hù)用紡織品，而具有較高科技含量的醫(yī)療外科用植入、非植入性紡織品及體外過濾用紡織品[13]等仍主要依靠從國外進(jìn)口，且據(jù)統(tǒng)計(jì)每年的進(jìn)口量超過60億美元。

4.2 存在的問題

據(jù)調(diào)查反映，當(dāng)前我國醫(yī)用紡織材料還存在一些問題：

(1) 國內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的醫(yī)用紡織材料質(zhì)量參差不齊、品種和型號單一、舒適性和功能性較差，且質(zhì)量監(jiān)管機(jī)構(gòu)缺乏，醫(yī)療系統(tǒng)僅對產(chǎn)品供應(yīng)商進(jìn)行一定的認(rèn)證，缺乏完善統(tǒng)一的認(rèn)證方法、采購標(biāo)準(zhǔn)和配送運(yùn)輸體系。

(2) 醫(yī)用紡織材料的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分配不合理。我國醫(yī)療機(jī)構(gòu)主要采購的是非一次性用品，而一次性用品如手術(shù)服、防護(hù)服、口罩、帽子等使用率較低[14]。

(3) 醫(yī)用紡織材料標(biāo)準(zhǔn)制定滯后。該問題已直接造成我國醫(yī)用紡織材料產(chǎn)品質(zhì)量的參差不齊，以及難以對其進(jìn)行統(tǒng)一管理和評估的現(xiàn)狀。

(4) 我國醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域還存在資質(zhì)認(rèn)證空白的現(xiàn)象。盡管優(yōu)良的醫(yī)用紡織材料產(chǎn)品的成本價格較昂貴，但我國卻因流通渠道復(fù)雜而在產(chǎn)品信息跟蹤管理和售后服務(wù)兩方面水平低下，這給交叉感染這類醫(yī)療事故埋下了隱患。

5 我國醫(yī)用紡織材料的發(fā)展前景

我國醫(yī)用紡織材料的綜合技術(shù)及性能尚不能充分滿足我國醫(yī)療領(lǐng)域的需求[15]，尤其是在體外過濾用和外科用植入性紡織材料方面，目前主要依靠從國外進(jìn)口，因此我國醫(yī)用紡織材料具有很大的發(fā)展前景。

一次性醫(yī)用紡織材料在未來相當(dāng)重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國90%以上的醫(yī)院使用一次性醫(yī)用紡織品。重復(fù)使用的非一次性醫(yī)用紡織品盡管經(jīng)過了消毒殺菌處理，其抗病菌能力仍然會降低，且清洗的過程中還可能發(fā)生交叉感染。目前，一次性醫(yī)用紡織品大多采用非織造技術(shù)，如非織造手術(shù)用布、醫(yī)護(hù)人員佩戴的口罩等。這類產(chǎn)品利潤可觀且科技含量頗高，將成為醫(yī)用紡織材料領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。

另外，防血液滲透性、抗靜電性、舒適性及吸附臭味技術(shù)、防滲漏技術(shù)等也將成為未來醫(yī)用紡織材料性能的關(guān)注點(diǎn)。

6 結(jié)語

功能性紡織材料和技術(shù)的迅速崛起，以及人們對醫(yī)用紡織材料的旺盛需求，都將推動醫(yī)用紡織材料的發(fā)展，促使醫(yī)用紡織材料的種類和性能不斷增多，這將給高分子材料改性、纖維品質(zhì)、復(fù)合材料加工、醫(yī)療技術(shù)等方面帶來更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。