芻議醫(yī)用棉紗布層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其定向吸液能力

周本麗

（荊楚理工學(xué)院，湖北 荊門(mén) 448000）

醫(yī)用棉紗布是一種通過(guò)吸收組織液和滲血，及時(shí)清理創(chuàng)口表面，避免傷口感染的護(hù)理材料，在具體的應(yīng)用過(guò)程中容易在吸收滲出體液后黏連創(chuàng)口周邊的組織，影響細(xì)胞正常增殖。研究者需要深入分析其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并采取有效措施，增強(qiáng)其定向吸液能力，強(qiáng)化醫(yī)用棉紗布的使用性能。

1 醫(yī)用棉紗布應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，人們所使用的醫(yī)用棉紗布一般有非織造布紗布?jí)K、脫脂紗布?jí)K等類(lèi)型，主要制作原料為纖維素，具有成本低、環(huán)境友好、生物相容性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。但在實(shí)際使用中，材料內(nèi)部滯留水分通常會(huì)壓迫人體組織，并與傷口及周邊組織黏連，影響傷口正?；謴?fù)。本研究希望能夠研發(fā)出一種具有定向吸液能力的醫(yī)用棉紗布，使其在吸收人體滲出液的過(guò)程中，將滲出液迅速傳遞到紗布外層，保持接觸層與創(chuàng)口之間的干燥，令創(chuàng)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(guò)程設(shè)計(jì)

2.1 紗布定向吸液能力實(shí)驗(yàn)

2.1.1 材料和儀器

材料：選用來(lái)自同一個(gè)供應(yīng)商，線密度、經(jīng)緯密參數(shù)不同的3種棉紗布；同時(shí)，又從市面上采購(gòu)了水刺、紡粘兩種丙綸非織造材料，其中，水刺類(lèi)型的面密度為40 g/m2，而紡粘類(lèi)型材料則應(yīng)用了10~25 g/m2的6種面密度型號(hào)。儀器：液態(tài)水分管理系統(tǒng)測(cè)試儀、接觸角測(cè)量?jī)x。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

以非織造材料為接觸層、脫脂棉紗布為吸收層，將各類(lèi)材料相互搭配，一共設(shè)計(jì)出了6種醫(yī)用棉紗布層結(jié)構(gòu)，分為純棉紗結(jié)構(gòu)類(lèi)、純非織造材料類(lèi)、非織造材料與棉紗復(fù)合類(lèi)，保證了樣本種類(lèi)的全面性，提高了研究結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確度。采用接觸角測(cè)量?jī)x和液態(tài)水分管理系統(tǒng)測(cè)試儀，對(duì)各類(lèi)醫(yī)療棉紗布進(jìn)行表征測(cè)量，探究其正反兩個(gè)方面的定向吸液能力。一般來(lái)說(shuō)，在測(cè)定正向定向吸液能力時(shí)，儀器檢測(cè)出的單向傳遞指數(shù)越大，吸液能力就越好。在測(cè)定反向吸液能力時(shí)，單向傳遞指數(shù)負(fù)值越大，則其抗反滲能力就越強(qiáng)。

2.2 各類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下定向吸液能力

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，紡粘單層醫(yī)用棉紗布在正向表征測(cè)量中，具有較高的單向傳遞指數(shù)，在反向表征測(cè)量中卻呈現(xiàn)出較強(qiáng)的反滲效應(yīng)，因此，雖然具有較強(qiáng)的定向吸液能力，但存在反滲效應(yīng)，所以不適用于醫(yī)用棉紗布的制作。

在測(cè)定純棉紗布結(jié)構(gòu)的表征時(shí)，單向傳遞指數(shù)僅處于40左右，可以看出，該設(shè)計(jì)下的醫(yī)用棉紗布基本不具備定向吸液能力，會(huì)使大量液體滯留在內(nèi)部，影響紗布的使用效果。其中紗線較細(xì)、分布稀疏的純棉紗結(jié)構(gòu)，由于空隙較大，定向吸液能力相對(duì)較好，然而，該結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)中呈現(xiàn)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(lèi)型時(shí)，單向傳遞指數(shù)雖然比較好，但是靜水壓力和紗布的毛細(xì)能力無(wú)法順利突破疏水層的阻隔實(shí)現(xiàn)定向吸液，因此，該類(lèi)型設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，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(fù)合結(jié)構(gòu)類(lèi)型具有較強(qiáng)的定向吸液能力和抗反滲能力。

2.3 吸收層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的定向吸液能力

紡粘材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)一步分析復(fù)合結(jié)構(gòu)紗布的定向吸液能力的影響因素。將表征測(cè)量結(jié)果繪制成統(tǒng)計(jì)圖可以得出，紗線較細(xì)的棉紗布具有較強(qiáng)的定向吸液能力，是由毛細(xì)現(xiàn)象所造成的。研究結(jié)果表明：當(dāng)吸收層厚度為一層或兩層時(shí)，滲出指數(shù)呈正值，棉紗結(jié)構(gòu)存在反滲效應(yīng)；當(dāng)厚度從3層逐漸增加到5層時(shí)，單向傳遞指數(shù)不斷增大；當(dāng)結(jié)構(gòu)達(dá)到5層時(shí)，紗布具有最強(qiáng)的定向吸液能力，但如果繼續(xù)增加紗布厚度，定向吸液能力卻不會(huì)隨著厚度的增加而增強(qiáng)。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(yī)用棉紗布的吸收層能夠獲得更好的使用效果，有助于推進(jìn)護(hù)理用具制造的發(fā)展。

2.4 傷口接觸層設(shè)計(jì)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(shí)，獲得最佳的定向吸液效果。根據(jù)接觸層的不同面層密度，繪制了定向洗液效果統(tǒng)計(jì)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(nèi)，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(jié)構(gòu)的疏水層阻力變大，也就是說(shuō)，在吸收層的協(xié)助下，呈現(xiàn)出更強(qiáng)的定向吸液效果。在棉紗布制造中，可以根據(jù)各類(lèi)紗布應(yīng)對(duì)創(chuàng)口規(guī)模的差異，合理設(shè)計(jì)紗布的接觸層厚度，使其能夠在實(shí)際應(yīng)用中獲得更好的護(hù)理效果，有助于提升醫(yī)用棉紗布的使用效果。

2.5 中間結(jié)構(gòu)吸液狀態(tài)

復(fù)合紗布具備高效能的定向吸液性能，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的快速吸收，能夠有效減少液體在此區(qū)域中的反滲，自帶高質(zhì)量的含水性能，與時(shí)間的關(guān)系為：一旦正向液體開(kāi)始出現(xiàn)滴落，外部的接觸層含水狀況就會(huì)逐步接近零，自身的吸收效果也會(huì)不斷提升；如果反向液體滴下，吸收層上方的含水效果就會(huì)增強(qiáng)，接觸區(qū)域內(nèi)部的含水量趨向零。利用含水率以及相對(duì)應(yīng)的時(shí)間曲線可以明確復(fù)合紗布液體的管制狀態(tài)。針對(duì)結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)升級(jí)處理之后的復(fù)合紗布，含水率以及時(shí)間的曲線能夠展示復(fù)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(nèi)的含水量就會(huì)在液體滴下之后的11 s逐步提升，經(jīng)過(guò)20 s之后含水量能夠提升到200.0%，以此為時(shí)間節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。吸收層含水量從液體開(kāi)始低落4 s之后，就會(huì)急速上升到1 229.2%，并在后期慢慢降低。當(dāng)液體經(jīng)過(guò)吸收層滴落之后，吸收層內(nèi)部的含水量就會(huì)急速上升到996.0%，并以此為時(shí)間節(jié)點(diǎn)逐步降低。傷口接觸層含水量能夠維持在小于50.0%的狀態(tài)。

升級(jí)結(jié)構(gòu)后的復(fù)合紗布，一旦接觸到液體，就會(huì)急速滲透?jìng)诘慕佑|層，在后期會(huì)逐步擴(kuò)散到吸收層內(nèi)部。在液體滴落到傷口的接觸區(qū)域時(shí)，傷口接觸層的濕潤(rùn)半徑能夠達(dá)到1.0 cm，吸收層最大的滲透半徑達(dá)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(huì)增大，滲透半徑在0.5～2.5 cm，液體容易延展到吸收層內(nèi)部的紗布中，但是如果遭遇傷口的抵觸層，滲透就會(huì)受到阻擋[1]。

2.6 紗布表面濕潤(rùn)性

經(jīng)過(guò)優(yōu)化的復(fù)合紗布內(nèi)部會(huì)創(chuàng)建一個(gè)從疏水傷口層到親水吸收層的Janus潤(rùn)濕架構(gòu)，在滲透環(huán)節(jié)中，經(jīng)常會(huì)受到外界的毛細(xì)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(duì)應(yīng)的親水吸收層中。與之相反，水滴在親水吸收層上方，因?yàn)槊?xì)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(zhì)中。但是如果遭遇到疏水傷口接觸層，就會(huì)因?yàn)槭杷佑|層阻力以及吸收層的壓力過(guò)大且已經(jīng)大于靜水的壓力，水滴難以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。所以，復(fù)合紗布的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)Janus定向濕潤(rùn)的反滲透狀態(tài)[2]。

3 研究結(jié)果分析

對(duì)醫(yī)用棉紗布層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行有針對(duì)性的改良，使其具有更強(qiáng)的定向吸液能力，避免了常規(guī)紗布對(duì)創(chuàng)口的黏連、壓迫效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，復(fù)合類(lèi)型的醫(yī)用棉紗布定向吸液能力以及抗反滲能力最強(qiáng)。在棉紗布的紡粘非織造材料、棉紗材料復(fù)合結(jié)構(gòu)中，可以將吸收層設(shè)置為5層型號(hào)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(shè)置為傷口接觸層，能夠改善醫(yī)用紗布的使用性能[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

合理設(shè)計(jì)醫(yī)用棉紗布層結(jié)構(gòu)，能夠強(qiáng)化棉紗布的定向吸液能力。在設(shè)計(jì)中，采用疏水性丙綸材料制作棉紗布的接觸層結(jié)構(gòu)，并將棉紗布設(shè)置為吸收層，從而構(gòu)建出一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的醫(yī)用棉紗布，可以優(yōu)化醫(yī)用棉紗布的定向吸液能力，使其更好地發(fā)揮效用。