醫(yī)用防護(hù)服的構(gòu)效特點(diǎn)及其研發(fā)趨勢

陳詩萍， 陳 旻， 魏 岑， 王富軍,3， 王 璐,4

(1. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院， 上海 201620； 2. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室， 上海 201620； 3. 東華大學(xué) 產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心， 上海 201620； 4. 東華大學(xué) 紡織行業(yè)生物醫(yī)用紡織材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室， 上海 201620)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，爆發(fā)性傳染病疫情對人類社會不斷提出挑戰(zhàn)，相繼出現(xiàn)了非典(SARS)、H5N1禽流感、甲型H1N1流感、埃博拉(Ebola)以及新冠肺炎(COVID-19)等高傳染性疾病。為確保奮戰(zhàn)在抗擊疫情一線的醫(yī)務(wù)人員等免受病毒的感染，高安全系數(shù)個體防護(hù)服的需求量不斷增大，也推動了相關(guān)技術(shù)與裝備的深入研究和快速發(fā)展。另外，由于生物實(shí)驗室研究人員有可能與高危高濃度病毒直接接觸，其配備的正壓生物防護(hù)服的防護(hù)性能要求無疑更高，因此，生物防護(hù)服的研發(fā)也具有重要意義。

本文以目前國內(nèi)外用于抗擊重大疫情的主流和高端個體防護(hù)服為研究對象，重點(diǎn)分析了典型的醫(yī)用防護(hù)服和正壓生物防護(hù)服材料的結(jié)構(gòu)功效、防護(hù)機(jī)制以及整體服裝成形的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)，最后針對關(guān)鍵技術(shù)的突破、新型材料的研制以及標(biāo)準(zhǔn)中測試項目及評價體系的完善，總結(jié)了現(xiàn)存的問題并展望了未來的發(fā)展方向。

1 非織造防護(hù)材料的種類及使用場合

GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求》適用范圍規(guī)定，醫(yī)務(wù)人員在工作時如接觸具有潛在感染性的患者血液、體液、分泌物和空氣中的顆粒物時，需穿著起隔離、防護(hù)作用的醫(yī)用一次性防護(hù)服。目前，國內(nèi)外醫(yī)院使用的醫(yī)用防護(hù)服大都為以非織造布為主要面料的用即棄型復(fù)合材料，不僅衛(wèi)生方便，還能有效防止醫(yī)源性交叉感染。

非織造醫(yī)用防護(hù)材料的制備技術(shù)一般包括紡粘、熔噴、紡粘-熔噴-紡粘(SMS)復(fù)合、水刺以及閃蒸等工藝；復(fù)合加工技術(shù)包括后整理、涂層及覆膜等工藝。就非織造材料本身而言，常見的聚丙烯紡粘非織造布和聚酯纖維與木漿復(fù)合的水刺織物雖柔軟舒適、價格低廉，但防護(hù)性能較差，只能用作無菌外科手術(shù)服、消毒包布等普通防護(hù)用品[1]。熔噴非織造布纖維直徑小且孔隙率高，阻隔性能優(yōu)于紡粘非織造布和水刺非織造布，但其強(qiáng)度和耐磨性差，僅適用于對強(qiáng)度要求不高的場合。聚丙烯SMS復(fù)合非織造材料結(jié)合了紡粘非織造布與熔噴非織造布的優(yōu)點(diǎn)，適用于具有一定侵害性的場合，其作為高檔手術(shù)服已在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用[2]，但在未經(jīng)特殊后處理的情況下不適用于傳染力極強(qiáng)的區(qū)域。美國杜邦公司研制的閃蒸法防護(hù)服總體性能十分優(yōu)異，可保護(hù)穿著者免受小至微米級顆粒的傷害，對于病毒及微生物等的阻隔起到了至關(guān)重要的作用，但在國內(nèi)的應(yīng)用受到制備技術(shù)及成本的限制。

對以非織造布為主體的復(fù)合材料而言，利用復(fù)合加工技術(shù)制得的材料均能應(yīng)用于傳染力極強(qiáng)的區(qū)域，但各種材料的透氣透濕性不盡相同，這在很大程度上將影響醫(yī)務(wù)人員的穿著舒適性。傳統(tǒng)的涂層材料和聚氨酯無孔膜復(fù)合材料雖然防護(hù)效果很好，但熱濕舒適性很差，不利于醫(yī)務(wù)人員的高效工作[3]。而分別以功能整理和覆膜工藝為基礎(chǔ)制得的“三拒一抗”(拒酒精、拒血、拒油和抗靜電)SMS復(fù)合材料，以及在原有非織造布基材上復(fù)合一層透氣微孔薄膜的覆膜材料在一定程度上兼具防護(hù)性與穿著舒適性，與上述提及的閃蒸法材料共同成為了應(yīng)用于重大疫情防控場合的主流醫(yī)用防護(hù)服材料。

2 醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計思路

醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計要求包括滿足防護(hù)性、舒適性和物理力學(xué)性能。防護(hù)性即隔離性能，包括液體阻隔和防滲透性、顆粒阻隔和防微生物透過性等；舒適性包括透氣透濕性、抗靜電性和操作靈活性等；物理力學(xué)性能則包括斷裂強(qiáng)力、接縫強(qiáng)力、刺破強(qiáng)力和落絮等[4]。防護(hù)性與透氣透濕性往往是對立的，故應(yīng)在滿足防護(hù)性的基礎(chǔ)上滿足舒適性，并尋找二者的相對平衡點(diǎn)[5]。

值得注意的是，雖然病毒的直徑呈納米級(例如：SARA冠狀病毒直徑為80～120 nm，新冠病毒直徑為60～140 nm)，但其無法獨(dú)立存在，一般以體液、血液和飛沫等液體以及氣溶膠和懸浮的微顆粒等作為載體，間接與人體接觸[6]，因此，只有在明確病毒傳播載體和醫(yī)用防護(hù)服的總體性能要求的前提下，才能進(jìn)一步選擇合適的防護(hù)服面料，并對服裝設(shè)計成形提出相應(yīng)的要求。圖1示出醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計思路及生產(chǎn)流程。

3 醫(yī)用防護(hù)服材料的多元結(jié)構(gòu)及功效

3.1 SMS復(fù)合材料

SMS復(fù)合材料一般以聚丙烯為原料，利用紡粘和熔噴工藝在線復(fù)合或離線復(fù)合，經(jīng)熱軋加固形成以熔噴材料為中間層，紡粘材料為兩外層的復(fù)合非織造材料。

圖1 醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計思路及生產(chǎn)流程Fig.1 Design ideas and production process of medical protective clothing

圖2 2種非織造復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖及電鏡照片F(xiàn)ig.2 Schematic diagrams and SEM images of two nonwoven composite materials. (a) SMS composite material; (b) Breathable microporous film/nonwoven composite material

圖2(a)示出SMS復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖和電鏡照片[7-8]?？梢钥闯觯喝蹏妼永w維直徑小且孔隙多，決定了材料的過濾性；紡粘層作為骨架決定了材料的強(qiáng)力和手感。SMS材料兼具二者的優(yōu)點(diǎn)，具備以下優(yōu)異特性：1)抗靜水壓能力強(qiáng)；2)過濾阻力小，過濾效率高；3)透氣透濕性好；4)強(qiáng)度高，耐磨性好；5)耐酸堿性強(qiáng)；6)外表均勻美觀，手感柔軟且懸垂性較好。另外，通過改變?nèi)蹏妼訑?shù)(SMMS、SMMMS等)還可適應(yīng)多種不同的醫(yī)療防護(hù)環(huán)境[9]。

以聚丙烯為紡絲原料的非織造布盡管本身不吸濕，但材料整體的抗?jié)B性能有限，一旦被潤濕，就很容易發(fā)生滲透，從而失去防護(hù)能力，故需進(jìn)行“三拒一抗”等功能處理，以實(shí)現(xiàn)更高的防護(hù)性能。

3.2 微孔薄膜/非織造布復(fù)合材料

微孔薄膜/非織造覆膜材料以微孔薄膜作為表層，以非織造材料作為基材，通過膠黏劑或熱軋復(fù)合而成。微孔薄膜不僅是高性能隔離層，還具備一定的透濕透氣性，并在二者之間達(dá)成了相對的平衡狀態(tài)。目前，常見的微孔薄膜有聚乙烯(PE)和聚四氟乙烯(PTFE)2種。根據(jù)防護(hù)等級的不同并考慮到經(jīng)濟(jì)成本，所選用的覆膜形式以及基材和膜材也有所不同[10]。

相比于性價比較高的普通PE材質(zhì)，PTFE膜是國內(nèi)外的最新研究成果，不僅具備超低表面能和高耐水壓性等優(yōu)異特性，而且孔結(jié)構(gòu)的可控性強(qiáng)[11]。圖2(b) 示出覆膜復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖以及表層微孔薄膜的電鏡照片。PTFE薄膜通過在拉伸和固化過程中直接形成節(jié)點(diǎn)-原纖的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，孔徑介于0.1～3 μm之間，每平方英寸上有90億個直徑約為0.5 μm 的微孔，是水滴直徑的2萬分之一，水蒸氣直徑的700倍[12]。復(fù)雜的三維微孔結(jié)構(gòu)由網(wǎng)狀連通、孔鑲套、孔道彎曲等結(jié)構(gòu)組成[13]。

在這種對稱單層膜的基礎(chǔ)上，還可通過將其與封閉材料共同拉伸，使得膜正反面微孔尺寸呈現(xiàn)出顯著差異[14]。覆膜材料多孔層厚度為30～50 μm， 纖維直徑約為0.25 μm，有利于透濕[15]；致密皮層對應(yīng)的封閉側(cè)厚度為10～20 μm，有利于阻隔；因此，復(fù)合膜較單層膜而言是更為理想的阻隔層。

3.3 閃蒸法一次成型致密三維網(wǎng)絡(luò)非織造布

閃蒸紡絲技術(shù)由美國杜邦公司壟斷，其專利中的技術(shù)手段主要集中于對溶劑、成纖聚合物的選擇以及紡絲設(shè)備[16]的研發(fā)，致力于環(huán)保[17]、高阻隔性和高透氣性[18]以及防護(hù)均勻性的提高[19]。閃蒸紡一般以高密度聚乙烯烴為主要原料，利用靜電場使絲條在拉伸過程中相互摩擦而分絲，彼此間相互排斥保持單纖維狀態(tài)，然后靠靜電裝置使纖維凝聚成網(wǎng)，疊合200多層纖維網(wǎng)后經(jīng)熱軋形成非織造布[20]。

圖3示出閃蒸法非織造布電鏡照片[14]。可以看出，在這種特殊的材料中，長短不一且排列方向相近的薄帶狀小纖維膜組成纖維叢絲，纖維叢絲又在空間上無規(guī)律地連接與分離，形成雜亂且致密的三維網(wǎng)絡(luò)狀纖維膜，最后構(gòu)成風(fēng)格似紙一樣的片基。

圖3 閃蒸法非織造布的電鏡照片F(xiàn)ig.3 SEM image of flash spinning nonwovens

正是這種特殊的生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)賦予了閃蒸法非織造布以下優(yōu)異的性能：1)纖維直徑小(1～10 μm)， 織物結(jié)構(gòu)致密，產(chǎn)品同時具有優(yōu)異的拒液性、過濾性和透氣性[21]；2)纖維結(jié)晶度高、取向性好，產(chǎn)品具備超高強(qiáng)度；3)纖維網(wǎng)是連續(xù)的，片材不易起毛、不吸微粒；4)纖維保持單根狀態(tài)，產(chǎn)品質(zhì)地輕盈，表面光滑，尺寸穩(wěn)定性好[22]；5)經(jīng)超細(xì)絨和防靜電處理后對細(xì)小顆粒和纖維具有極好的阻隔性?？梢姡W蒸法非織造布是結(jié)合了紙張、薄膜與織物最佳性能的材料，在防護(hù)性和舒適性之間達(dá)到了理想的平衡。

3.4 防護(hù)服材料的結(jié)構(gòu)與功效對比

表1示出3.1～3.3節(jié)所示3種防護(hù)服材料的功效對比。結(jié)合三者在掃描電鏡下的表觀形貌和性能測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：SMS復(fù)合材料在放大200倍后已出現(xiàn)明顯縫隙，故舒適性較好，防護(hù)性較差；微孔薄膜/非織造布復(fù)合材料在放大300倍時出現(xiàn)少量微小孔隙，因而防護(hù)性較好，舒適性較差；閃蒸法材料在放大500倍后結(jié)構(gòu)依然致密，在防護(hù)性及舒適性間達(dá)到了較為理想的平衡[23]。

表1 3種材料的功效對比Tab.1 Efficacy comparison of three materials

3.5 醫(yī)用防護(hù)服縫接處的密封結(jié)構(gòu)

圖4示出醫(yī)用防護(hù)服結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖。醫(yī)用防護(hù)服通常由帽子、上衣、褲子組成，可分為連體式和分身式。目前大都采用連體款式，由片狀材料縫合而成，連接部位可采用針縫、黏合或熱合等加工方式。為確保嚴(yán)格的密閉性，所有線跡、針孔及拉鏈門襟均須使用膠條密封；頸部采用閉合門襟設(shè)計；袖口、腳踝口、帽子面部及腰部采用彈性收口、拉繩收口或搭扣。

無菌醫(yī)用防護(hù)服制作完成后需經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌工序[24]，滅菌后的解析工藝需7～10 d。在防控COVID-19期間，為加快滅菌程序，采用了鈷60或電子加速器輻射滅菌，滅菌效果與環(huán)氧乙烷相當(dāng)。

圖4 醫(yī)用防護(hù)服結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of medical protective clothing

4 醫(yī)用防護(hù)服的防護(hù)機(jī)制

盡管本文綜述的3種防護(hù)材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)存在一定差異，但防護(hù)機(jī)制仍有相似之處。病毒的尺寸一般介于30～300 nm，但連同載體后體積會增大，因此，液體阻隔主要針對的是體液、血液、油劑、酒精和飛沫等的潤濕與滲透；氣溶膠阻隔主要是阻止空氣中懸浮及分散的微小固/液顆粒的穿透。

4.1 液體阻隔機(jī)制

對聚丙烯SMS復(fù)合材料進(jìn)行的“三拒”(拒酒精、拒血、拒油)整理實(shí)質(zhì)是降低材料的表面張力，含氟整理劑的負(fù)載使得材料表面覆有一層連續(xù)的低表面張力膜。高密度聚乙烯閃蒸法材料本身結(jié)構(gòu)致密，表面平滑，另外通過選擇相應(yīng)的副溶劑還可起到降低高聚物表面張力的作用[25]。PTFE微孔薄膜表面具有疏油性聚合物結(jié)構(gòu)，臨界表面張力較低；另外，液滴直徑遠(yuǎn)大于材料的微孔直徑，由微孔構(gòu)成的毛細(xì)管能夠產(chǎn)生較大的防滲阻力。

三者的共同點(diǎn)是材料本身具備優(yōu)異的疏水性且表面張力較低。根據(jù)浸潤平衡理論，要求液體能在疏水性固體表面呈珠狀，即固液間的接觸角介于90°～180°之間，且數(shù)值越大越疏水[26]，同時固體材料的表面張力要盡量小于液體的表面張力，這樣才能阻隔液體的潤濕與滲透。

4.2 氣溶膠阻隔機(jī)制

氣溶膠阻隔機(jī)制可分為2類，即表面防護(hù)和內(nèi)部截留，如圖5所示。其中，表面防護(hù)作用可細(xì)分為：1)機(jī)械截留，攔截直徑大于材料孔徑的顆粒，膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)起決定性作用；2)靜電吸附截留，截留效果受材料電性質(zhì)等因素的影響；3)架橋截留，微粒會因吸附、凝聚和架橋作用在孔隙外被攔截。內(nèi)部截留作用是指當(dāng)直徑較小的顆粒以一定的速度沖擊到材料內(nèi)部時會與纖維產(chǎn)生碰撞，受到阻力后滯留于孔隙內(nèi)[27]。

圖5 對微小顆粒物的防護(hù)機(jī)制示意圖Fig.5 Schematic diagram of protection mechanism of fine particles

SMS復(fù)合材料的阻隔核心在于中間的熔噴超細(xì)纖維膜，主要依靠內(nèi)部攔截。閃蒸法材料纖維直徑小，加之結(jié)構(gòu)致密，整體阻隔性能良好。微孔薄膜/非織造布復(fù)合材料表層的微孔起機(jī)械截留作用。另外，無論是微孔薄膜還是由纖維堆砌而成的非織造布，均具備不規(guī)則的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，材料整體通孔較少，顆粒直接穿透的概率較小。

5 正壓生物防護(hù)服

正壓生物防護(hù)服是具有最高防護(hù)等級的個體生物防護(hù)裝備之一，主要應(yīng)用于生物安全4級(P4)實(shí)驗室科研人員和重大傳染病疫情救援人員的個體防護(hù)。目前，歐美發(fā)達(dá)國家的關(guān)鍵技術(shù)研究水平和產(chǎn)品開發(fā)能力處于領(lǐng)先地位[28-29]。其核心設(shè)備為正壓形成裝置，有壓縮氣源式和動力送風(fēng)式2種。前者受管長、氣源和活動范圍等的限制，而后者則代表了未來的發(fā)展方向，目前已在COVID-19的防控中起到了至關(guān)重要的作用[29]。

5.1 結(jié)構(gòu)形式與性能

圖6示出動力送風(fēng)式正壓生物防護(hù)服的2種結(jié)構(gòu)形式與主要組成部件。圖中左側(cè)示出半身式結(jié)構(gòu)，由頭罩和披肩構(gòu)成，主要提供呼吸和頭部防護(hù)，一般與醫(yī)用防護(hù)服配套使用。頭罩整體透明，在面屏處形成送風(fēng)定向流，可有效避免面屏起霧，作業(yè)視野良好。圖中右側(cè)示出全身式結(jié)構(gòu)，頭部、軀干和四肢連為整體，主要提供全身防護(hù)，部分可進(jìn)行拆分。與一次性醫(yī)用防護(hù)服相比，其可提供最高等級的全身安全防護(hù)；無需佩戴口罩和面罩等，可多次重復(fù)使用；動力送風(fēng)系統(tǒng)有利于濕熱空氣的排出，舒適性更好[30]。表2示出這2種防護(hù)服所對應(yīng)的性能參數(shù)[30]?？梢钥闯?，全身式的防護(hù)性能優(yōu)于半身式，醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)不同防護(hù)等級場合進(jìn)行選取。

圖6 動力送風(fēng)式正壓生物防護(hù)服的結(jié)構(gòu)形式及主要組成部件Fig.6 Style and main components of power supply positive pressure biological protective clothing

表2 2種正壓生物防護(hù)服的性能參數(shù)對比Tab.2 Comparison of performance parameters of two positive pressure biological protective clothing

無論是何種結(jié)構(gòu)形式，穩(wěn)定的內(nèi)部正壓是保持可靠防護(hù)能力的關(guān)鍵。正是由于存在內(nèi)外壓差，才使得防護(hù)服在有效阻隔生物氣溶膠的吸入、沾染以及微生物液體滲入的同時，也保證人體吸入新鮮空氣，維持良好的穿著舒適性，因此，不僅要求面料本身及服裝成形后整體具備良好的氣密性和液密性，還應(yīng)選配優(yōu)異的正壓形成及反饋系統(tǒng)，以避免呼吸、行為等穿著因素使正壓產(chǎn)生較大波動[31]。

5.2 復(fù)合面料設(shè)計

正壓防護(hù)服頭部采用高透明性的聚氨酯(PU)膜制成，其余面料目前大都以織物基布復(fù)合高分子涂層為主。最典型的是聚氨酯抗菌復(fù)合面料，其以針織物作為支撐材料提供強(qiáng)力；以聚氨酯薄膜為雙側(cè)涂層，外層較厚，起防護(hù)作用，內(nèi)層較薄且添加有季銨鹽抗菌劑，起自清潔作用[32]。法國Delta公司將聚氯乙烯(PVC)薄膜涂覆在極薄的滌綸材料上，質(zhì)地柔軟。瑞士研制的多用途層壓膜材料厚度僅100 μm，質(zhì)量輕，且具有良好的力學(xué)性能、耐磨損和耐穿刺性能[33]。

5.3 服裝成形與系統(tǒng)設(shè)計

服裝成形時為確保密閉性，一般利用高頻熱合方式進(jìn)行縫合，使用超長柔性氣密拉鏈并配備卡環(huán)型手套和靴子。另外，在依靠背部的電動送風(fēng)系統(tǒng)送入空氣形成正壓的同時，還應(yīng)搭配單向可調(diào)節(jié)防水氣閥，并結(jié)合顯示實(shí)時信息的壓力表、狀態(tài)監(jiān)控腕表及反饋系統(tǒng)，以有效調(diào)節(jié)并穩(wěn)定內(nèi)部壓力。

由于正壓生物防護(hù)服結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部微環(huán)境特殊，其與服用者之間的人機(jī)結(jié)合性能尤為重要。近年來，隨著虛擬技術(shù)和計算機(jī)模擬的發(fā)展，已有研究利用流體力學(xué)模擬優(yōu)化了防護(hù)服內(nèi)部的流場和熱交換，為微環(huán)境預(yù)測模型研究開辟了新的途徑[34]。

6 現(xiàn)存的問題與發(fā)展趨勢

6.1 關(guān)鍵技術(shù)的突破

鑒于歐美和日本等國對PTFE微孔薄膜的制備技術(shù)實(shí)施專利保密，目前可大規(guī)模生產(chǎn)高性能PTFE膜并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的公司較少。近年來，國內(nèi)青島即發(fā)集團(tuán)在PTFE拉膜技術(shù)方面取得了新的突破，成為世界上少數(shù)能生產(chǎn)PTFE膜的企業(yè)之一[35]。另一方面，國內(nèi)正在研究閃蒸工藝的國產(chǎn)化技術(shù)，相信未來隨著技術(shù)難題的攻克，成本的逐步降低，閃蒸法非織造布將憑借其優(yōu)異的性能在醫(yī)療防護(hù)材料領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[5]。

就正壓生物防護(hù)服而言，我國已成功研制出安全性能較好的裝備[36]，生物安全型高效空氣過濾裝置、氣密門及生物型密閉閥等的國產(chǎn)化技術(shù)和產(chǎn)品已趨于成熟，并應(yīng)用于國內(nèi)生物安全3級(P3)實(shí)驗室。但目前防護(hù)服的研發(fā)仍處于初級階段，產(chǎn)品質(zhì)量尚不及同類進(jìn)口產(chǎn)品，在安全監(jiān)控、應(yīng)急處理方面有待進(jìn)一步研究。未來的發(fā)展方向?qū)⑹枪δ芡ㄓ没?、監(jiān)控自動化、使用信息化與研制規(guī)范化[29]。

6.2 新型材料的研制

近年來，高分子材料科學(xué)的快速發(fā)展為防護(hù)服面料的優(yōu)化提供了新思路，尤其是熱門的納米技術(shù)。將納米技術(shù)應(yīng)用于防護(hù)服面料的研制可通過摻雜納米顆粒或制備納米纖維膜實(shí)現(xiàn)。就液體阻隔性能而言，摻雜納米顆?；蛑苽涑杷栌图{米纖維膜均可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的自清潔效應(yīng)；就空氣過濾能力而言，納米纖維的細(xì)旦化和多級化將顯著提高材料的比表面積和孔隙率；就材料的功能化而言，目前的研究大都集中于抑制細(xì)菌生長和降低病毒活性，即利用光催化納米粒子的自消毒作用[37-39]。

6.3 測試項目及評價體系的完善

標(biāo)準(zhǔn)是防護(hù)服的設(shè)計依據(jù)之一，也是產(chǎn)品與醫(yī)務(wù)人員間的紐帶。研究表明，我國防護(hù)服的分類及評價體系仍有較大的提升空間[40]。與歐美、日本等國外標(biāo)準(zhǔn)相比，國內(nèi)的GB 19082—2009在防護(hù)性能方面，完全著重于干態(tài)情況下的測試，不涉及抗液體沖擊測試和全身液體噴淋測試，且未對抗血源性病原體滲透性做出直接要求；在物理力學(xué)性能方面，僅對斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長率做出了規(guī)定，并未涉及其他力學(xué)性能；在舒適性方面，僅要求透濕量不低于2 500 g/(m2·d)，而美國的NFPA 1999—2008《緊急醫(yī)療手術(shù)用防護(hù)服》則要求衡量散熱散濕性能的總體熱損失值(THL)必須大于450 W/m2；最重要的是，在產(chǎn)品類別方面，該標(biāo)準(zhǔn)僅針對醫(yī)用一次性防護(hù)服，并未涉及可多次使用型和可重復(fù)使用型這2類，致使其缺乏權(quán)威全面的質(zhì)量及性能評價體系。隨著YY/T 0506—2016《病人、醫(yī)護(hù)人員和器械用手術(shù)度單、手術(shù)衣和潔凈服》、YY/T 1498—2016《醫(yī)用防護(hù)服的選用評估指南》、YY/T 1499—2016《醫(yī)用防護(hù)服的液體阻隔性能和分級》等標(biāo)準(zhǔn)的相繼出臺，醫(yī)用防護(hù)服的評價體系逐步趨于完善，但其測試項目在舒適性、液體及微生物阻隔能力和脹破、接縫、撕破及頂破強(qiáng)力等方面仍缺乏高性能測試項目，且檢測要求較低，與發(fā)達(dá)國家存在較大的差距。另外，目前的標(biāo)準(zhǔn)中不涉及可重復(fù)使用型防護(hù)服的評價，考慮到其環(huán)保性及穿著舒適性較一次性防護(hù)服更佳，在重大突發(fā)衛(wèi)生事件中更利于醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行高強(qiáng)度及高效率的工作，未來必須完善這方面的評價體系。此外，發(fā)達(dá)國家的測試方法也領(lǐng)先于我國，造成技術(shù)壁壘，使得我國醫(yī)用防護(hù)服的附加值大量流失[41-42]。

正壓生物防護(hù)裝備的研制難度和管理十分復(fù)雜，國內(nèi)外均沒有完全針對該種防護(hù)服的研制和檢測的標(biāo)準(zhǔn)。但國外相關(guān)的檢測較為成熟，采取了一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來嚴(yán)格約束防護(hù)裝備的生產(chǎn)及質(zhì)量檢驗，同時制定了多項強(qiáng)制性的計量檢定規(guī)程。其中較為典型的是EN 1073—2:2002《放射性污染物防護(hù)服 第2部分：抗微粒放射性污染物的不透氣防護(hù)服的要求和試驗方法》、EN 943—1:2015《防危險固體粒子、液體和氣態(tài)化合物，包括液體和固體氣溶膠的防護(hù)服 第1部分：1型氣密性化學(xué)防護(hù)服的性能要求》、EN 14325:2018《化學(xué)防護(hù)服裝 化學(xué)防護(hù)服材料、接縫、接頭及總體的試驗方法和性能分類》和ASTM F2668—2007《測定穿著者對防護(hù)服整體的生理反應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》，分別規(guī)定了防護(hù)服的泄漏率和防護(hù)因子等級、整體性能要求(氣密性、泄漏率和正壓值等)、主體面料及接縫的最低性能要求(耐磨性、拉伸性、抗刺穿性和拒液性等)以及人體工效學(xué)的評價方法。另外，英美等國家研制出的檢測機(jī)器人代表了目前動態(tài)檢測的最高水平，可模仿人類行走、跳躍、下蹲、匍匐等高難度動作以及人體排汗和體溫變化等生理學(xué)特征[43]。相比之下，國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)相對較少，且未成體系，部分標(biāo)準(zhǔn)也由國外標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而來。產(chǎn)品的研制僅可參考GB 24539—2009《防護(hù)服裝 化學(xué)防護(hù)服通用技術(shù)要求》以及GB 30864—2014《呼吸防護(hù) 動力送風(fēng)過濾式呼吸器》，測試項目僅涉及材料的抗刺穿、防血液穿透和化學(xué)滲透性能。正是由于缺乏相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)威的檢測方法，設(shè)計和各項參數(shù)仍多參考國外標(biāo)準(zhǔn)，使正壓防護(hù)服裝備的創(chuàng)新和發(fā)展受到嚴(yán)重制約[44]。

7 結(jié)束語

自2003年來，重大公共衛(wèi)生事件的不斷爆發(fā)使得國內(nèi)的醫(yī)用防護(hù)服和正壓生物防護(hù)服技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，已具備相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈，這對促進(jìn)我國高危傳染病實(shí)驗研究和加強(qiáng)應(yīng)急處置力量建設(shè)具有重要意義。盡管目前仍存在較多不足，但相信未來隨著新型材料和核心材料及部件的研制，檢測技術(shù)的智能化以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的完善，更安全、更可靠、更舒適的個體防護(hù)裝備將在疾病救援、烈性傳染病的研究等方面發(fā)揮更大的作用。

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