基于濕熱舒適性的醫(yī)用防護服研究與設(shè)計

董一帆，吳建兵

（常熟理工學院，江蘇 常熟 215500）

醫(yī)院感染管理辦法明確規(guī)定，醫(yī)務(wù)工作者進入特定的區(qū)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?，F(xiàn)階段，我國的醫(yī)用防護服已經(jīng)具有非常優(yōu)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(huán)境等多種因素相互作用產(chǎn)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(chǎn)生熱量與水汽[2]，且人體體溫調(diào)節(jié)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(diào)控的散熱效果。穿著者周圍的環(huán)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(tài)，有兩種評價方法，一種是根據(jù)人體直觀感受來進行評價[4]，另一種是用專業(yè)的指標測試儀在相同環(huán)境下對人體生理數(shù)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(shù)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(nèi)溫度為（32±1）℃，相對濕度為（50±10）%[5]。

2 醫(yī)用防護服濕熱舒適性現(xiàn)狀及影響因素

2.1 現(xiàn)狀

按照我國GB 19082—2003[6]與GB 19082—2009[7]《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》，醫(yī)用防護服透濕量不小于2500 g/（m2·d），且操作透濕量實驗時應(yīng)參照GB/T 12704—1991[8]。如今，大部分醫(yī)用防護服采用高密度復合型材料，這些織物具有優(yōu)良的防護性能，但透氣性能較差，外界環(huán)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(nèi)部凝結(jié)。長時間的內(nèi)部濕熱環(huán)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(jīng)成為穿著防護服后的常見皮膚問題，嚴重時還會出現(xiàn)局部糜爛的現(xiàn)象[9-10]。有些體質(zhì)較弱的工作人員由于工作時間太長，甚至會出現(xiàn)短暫昏迷的癥狀。

醫(yī)用防護服內(nèi)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(tài)，工作人員很可能會產(chǎn)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(yī)用防護服通常采用高密度非織造材料生產(chǎn)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(shù)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(yōu)秀的拒水性和阻隔性，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)醫(yī)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(yī)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(jié)構(gòu)

服裝款式也是影響濕熱舒適性的因素。為了保障醫(yī)用防護服優(yōu)良的阻隔性和防護作用，首先，在設(shè)計時應(yīng)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(yī)用防護服都是標準尺碼，一些特殊體型的醫(yī)務(wù)工作人員穿著時會因衣物不合身而出現(xiàn)多層面料堆疊或者肩肘活動不自由的情況[13]，面料堆疊產(chǎn)生的熱量直接導致防護服的濕熱舒適性下降，導致醫(yī)護人員行動不變，進而直接干擾醫(yī)生的正常工作。

2.2.3 外界環(huán)境

外界的環(huán)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(nèi)部濕熱舒適性的失衡，醫(yī)務(wù)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(chǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計以及穿著環(huán)境，三者都影響著防護服的濕熱舒適性。在未來的醫(yī)用防護服生產(chǎn)中，還要進一步研發(fā)兼具透氣性能和防護性能的新材料以及新技術(shù)，生產(chǎn)出兼具防護性與透氣性的新型醫(yī)用防護服。

3 改善醫(yī)用防護服濕熱舒適性的技術(shù)與設(shè)計

3.1 非織造布

3.1.1 SMS復合非織造布

目前，大部分醫(yī)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(yōu)良的拉伸強度與抗撕裂強度，具有優(yōu)異的隔離過濾作用與透氣性，大大改善了醫(yī)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(jīng)過“三局一抗”整理，才能達到醫(yī)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(fā)的一項專利技術(shù)[17]。采用干法紡絲技術(shù)，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(yōu)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(yīng)用于功能性服裝以及戶外裝備等領(lǐng)域。

3.2 異形截面纖維

異形截面纖維技術(shù)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(shù)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。不同橫截面的纖維有不同的性能特點，目前，有潛力應(yīng)用于醫(yī)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(guī)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(fā)速度加快，濕熱舒適感得到改善。

3.3 單向?qū)窦夹g(shù)

單向?qū)窦夹g(shù)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(fā)與擴散[25]，達到內(nèi)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?qū)窦夹g(shù)能夠快速將汗液轉(zhuǎn)移蒸發(fā)，有效地減弱服裝內(nèi)部的黏膩感，改善醫(yī)務(wù)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(yōu)秀的病毒屏蔽作用，可以嵌入智能調(diào)節(jié)溫濕度的納米防護材料進行生產(chǎn)，抵御病毒的傳播，既能起到抗菌作用，也能保障體內(nèi)熱能量的循環(huán)，加快多余濕熱量的擴散。

由上述材料介紹可知，改善醫(yī)用防護服濕熱舒適性的材料與技術(shù)已經(jīng)有一定的基礎(chǔ)，但是要真正改善防護服濕熱舒適性需要多方面的協(xié)調(diào)與完善，更需要多方面的實驗來驗證技術(shù)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(xié)調(diào)醫(yī)用防護服使用感與防護性能的新技術(shù)與材料，將會向更深層次快速發(fā)展。

3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計思路

在版型設(shè)計方面，醫(yī)用防護服的使用人群更加廣泛，不同的體型身材有相應(yīng)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(nèi)部設(shè)計構(gòu)造，在防護服背部、胸部以及腋下的內(nèi)層與外層之間添加液冷散熱器裝置，設(shè)置內(nèi)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(jù)人體部位產(chǎn)生的熱量智能調(diào)節(jié)服裝內(nèi)部溫度，該設(shè)計在很大程度上節(jié)省了成本，處理工藝簡單，非常適合大規(guī)模生產(chǎn)。

4 結(jié)語

近幾年，在科研人員的不懈努力與堅持下，我國的醫(yī)療衛(wèi)生用品市場取得了重大突破。相信在未來，醫(yī)用防護服技術(shù)與材料的研發(fā)將更加細化，研發(fā)出能夠更好地改善濕熱舒適性的新型材料與技術(shù)，保障醫(yī)務(wù)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(xiàn)更加人性化的設(shè)計，更好地滿足穿著者的使用需求，這也是醫(yī)療防護用品開發(fā)和設(shè)計的發(fā)展趨勢。