纺织材料在医学领域的应用和发展

1. 江西服装学院,江西 南昌 330201;2.江西省现代服装工程技术研究中心，江西 南昌 330201

纺织材料在医学领域的应用和发展

程浩南1, 2李芳1

1. 江西服装学院,江西 南昌 330201;2.江西省现代服装工程技术研究中心，江西 南昌 330201

首先对纺织材料在医学领域的应用进行分类，然后论述新型纺织材料在医学领域的部分应用，最后简述其发展状况。提出：医用纺织品的设计涉及多学科，需不同领域进行协作才能更快地促进医用纺织品的发展；与此同时，相关的国家标准需尽快补充和完善。

医用纺织品，应用领域，新型纺织材料，国家标准

近年来，人口老龄化现象日益严重，且随着社会的进步与生活水平的提高，人类对健康与长寿的渴望也愈来愈强烈，这些为医用纺织品的发展提供了契机，同时也对医用纺织品的性能、质量和可操作性等提出了更为严苛的要求[1]。作为产业用纺织品的一大分类，医用纺织品近年来发展呈不断上升的趋势，国内对医用纺织品的需求保持高速增长，这推动了新型医用纺织品的发展。当前，我国医用纺织品产业的发展速度较快，但发展并不平衡，主要偏向于加工一些低科技含量和低附加值的医用纺织品，而高科技含量和高附加值的医用纺织品如手术缝合线、人造血管等大多依靠从国外进口[2]。尽管我国近年在医用纺织品的研发上有所突破，但仍有一些高精尖产品缺乏核心技术，研究尚不够深入。

本文通过查阅有关纺织材料在医学领域中应用的参考文献，总结医用纺织品的应用及发展趋势，以期为新型医用纺织品的设计与开发提供理论参考。

1 医用纺织品的定义及产品分类

医用纺织品是以纺织材料为基础，采用不同的工艺生产，主要应用于医学临床诊断、治疗、修复、替换，以及人体保健与防护的一类纺织品[3]133。医用纺织品按使用范围大致可分为四类——保健卫生、防护类用品，治疗类纺织品，外科用植入性纺织品及人体专用器官装置。

1.1保健卫生、防护类用品

保健卫生、防护类用品主要用于保持环境的清洁，以及对细菌、病毒的预防[4]。该类用品包括医疗防护用、病人及病房用、医护人员用的隔离服和手术室用纺织品如手术服、手术帽、手术面罩、杀菌防臭服装、外科手术罩布和台布等，它们多为非织造材料制成的一次性医疗用品，不仅卫生便捷，还可有效防止细菌、病毒等传播造成的医源性感染[5]142。全琼瑛等[6]对非织造医用防护口罩的过滤材料结构与过滤效率之间的关系进行了研究，结果显示：随着过滤材料厚度、面密度的增大，过滤效率随之增大；随着平均孔径和纤维直径的减小，过滤效率也呈现出增大趋势。吴红艳等[7]采用浸渍烘干法，利用抗菌整理剂对SMS非织造布手术服进行抗菌整理(整理工艺为整理剂质量浓度40 g/L、浸渍时间30 min、烘干温度100 ℃、烘干时间6 min)，获得了良好的抗菌效果，抑菌率最高达99.98%。

1.2治疗类纺织品

治疗类纺织品包括止血纱布、绷带和抗病毒用纺织品等[8]。

外科使用的止血纱布能有效防止伤口感染，以及对伤口的二次伤害，能及时吸收血液并防止血液渗出，促进康复。产品多使用复合材料，其中直接与伤口表面接触的是吸收层，它能及时吸收伤口排出的血液和体液，同时使伤口获得柔软的防护，有效防止伤口在愈合过程中与包扎布黏连，确保去掉纱布时不会影响正在生长的新组织。陈超等[9]以蚕蛹壳聚糖和明胶为主要原料，利用冷冻真空干燥法，通过添加助剂制备出海绵状复合止血材料，所得材料凝血指数相对于医用纱布降低了63.52%，凝血效果得到显著提高。李静静等[10]以生物玻璃/丝素蛋白为主要原料设计了一款复合多孔海绵止血绷带，该产品通过作用于血液的内源性凝血系统较快地实现凝血，有望成为体外快速止血纺织品的首选材料。除此之外，抗病毒用纺织品在医学领域的应用也非常广泛，它能减少医院中的病菌浓度，在一定程度上降低病菌对医护人员和病人的危害，为医院提供良好的卫生环境，同时利于患者康复。

1.3外科用植入性纺织品

植入材料的作用是修复人体，其要求不仅具有生物相容性(植入人体的材料须为人体所接受，不能使人体有排异或过敏反应)，还要求与人体的生理结构相接近。外科用植入性纺织品包括可降解缝线、器官修补材料、人造韧带、人工心脏瓣膜、眼球晶体及人造角膜等[11]。张卫等[12]利用甲壳素和氧化石墨烯等制备出手术缝线，克服了现有甲壳多糖类缝线力学强度较弱的问题，还能满足体内极性环境下的缝合需求。奥尔巴尼国际公司通过在金属支架上缝合3个相互独立的涤纶平纹织物，开发出了一款瓣膜材料[3]135。HEIM等[13-14]还对一体化纺织瓣膜的设计、成形和疲劳性能开展了较深入的研究。

1.4人体专用器官装置

人体专用器官装置如人造血管、人工肾、人工肝和机器肺等，能最大程度地替代人体器官的功能[5]143。其中，人造血管较为常见，按织造方式其可分为机织人造血管、针织人造血管和非织造人造血管等。祝国成等[15]利用在涤纶/氨纶管状织物上复合丝素/聚氨酯的方法，制作出一种复合结构的小口径人造血管，截面呈多微孔结构，且微孔分布均匀，内表面也较光滑，且力学性能测试数据显示：随着管壁厚度的增加，该人造血管的断裂强力、断裂功和初始模量都有所上升；随着氨纶含量的增加，该人造血管的断裂功和初始模量下降,但断裂伸长和断裂强力先增大后减小；随着丝素粉体含量的增加,该人造血管的所有测试的力学性能指标均有所下降。人工肾多采用纺织工艺制成的中空纤维膜，然后组装成血液透析和净化器，用于透渗血液，滤除血液中的废料。

2 新型纺织材料和新工艺在医学上的部分应用

随着越来越多的疾病被治愈，纺织产品在医学领域的作用也不可小觑，新型纺织材料的开发和新工艺的发明使医用纺织品可以满足更多的医用临床需求。此外，先进的纤维材料制备技术如湿法、熔融、静电纺丝等为新型纺织材料的出现提供了技术支持，如超细纤维、纳米纤维、中空纤维、成胶性纤维等为各种新型医用纺织品的制备提供了更多的可能。

2.1竹纤维

竹纤维及其产品于2000年开始兴起，但其性能卓越、来源广泛，备受医疗领域的青睐。且随着对竹纤维研究的深入，竹纤维在止血基材方面又有了创新应用[16]。周坤友等[17]将竹纤维与棉纤维复合制成多功能医用绷带，具有抑菌止血、促进创面愈合的功能。竹纤维与玻璃纤维结合，适用于战争创伤用快速止血绷带。如英特格雷联生产的“丝带檄龙”表面的玻璃纤维能使血液凝固，绷带内层的竹纤维能引导血液浸入玻璃纤维层，具有抑血止血、消毒消炎的作用。因此，深入开展竹纤维在医疗领域的应用，利国利民，且前景广泛。

2.2细菌纤维素复合材料

细菌纤维素具有天然的多孔结构，表面富含羟基，既能充当基体也能充当增强体[18]。其合成过程具有可调控及可塑性的优点，故在生物医学上可用于制成人造血管，但纯细菌纤维素不能用于制备细小的血管。此外，细菌纤维素还可用于骨仿生材料，如以羟基磷灰石为增强体、以细菌纤维素为基体制成的复合材料有利于成骨细胞的生长。陈文彬等[19]利用硼氢化钠还原硝酸银中的Ag+，原位生成纳米银颗粒，制备银负载细菌纤维素纳米复合膜，并对其抗菌性能和生物相容性进行研究。结果显示：银负载细菌纤维素纳米复合膜对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌杀菌效果，且细胞相容性好。

总之，细菌纤维素在生物医学领域的应用潜力巨大。但由于人体内部环境特殊多变，拥有全面的力学稳定性、足够的内部大孔结构，以及漫长的体内降解周期，都是细菌纤维素复合材料亟待解决的问题。

2.3丝素蛋白材料

纺织肠道支架是以丝素蛋白材料[20-21]为原料，采用针织、机织或编织的方法制备而成的一种医用纺织品。该产品具有良好的兼容性、柔软性和易弯曲性，且对纱线强度的要求比较低。生物可降解型肠道支架是目前该领域的研究热点，其不仅可以缓解肠梗阻的症状，还可以搭载药物实现靶向性药物治疗[22]。然而，纺织肠道支架并没有大量普及于市。设计并制造出具有良好力学和生物性能的肠道支架，是目前研究人员面临的一大问题，仍需通过不断创新优化设计，模拟人体肠道结构和功能，开发出更多、更有效的新型肠道支架，最大程度地治愈患者。

3 我国医用纺织品的发展现状

近年来，医用纺织品行业规模持续增长，市场需求只增不减。我国在医用纺织品领域的研发主要集中在保健卫生、防护类用品和治疗类纺织品方面，这些产品成本低、工艺操作简单、科技含量和附加值均较低、功能性和舒适性差；在科技含量高、工艺复杂、附加值高的外科用植入性纺织品和人体专用器官装置方面，我国的技术并不成熟，部分纺织原材料不易合成，需依靠从国外进口。还有，一些我国自主研发的新型医用纺织产品，部分结构与功能不够完善，关键性问题有待进一步解决，有些还存在一些限制性的弊端。

因此，我国应加强自主研发、提高自身技术，在医用纺织品的研发过程中，对市场需求做深入的调查，并评估自身的技术能力，制定灵活的新产品研发策略，实现医用纺织品的智造化，不断提高医用纺织品的技术含量，促进医疗事业的改革及全方位发展[23]。高性能医用纺织品研究与开发多涉及纺织、生物医学、化学、电子及电工等多学科。科研工作者应致力于开发多品种、高性能的高分子材料。只有生产出高质量、高水平的医用纺织品，扭转高附加值产品依赖进口材料的局面，我国医用纺织品在医学领域才能有更大的发展空间。

4 结论

医用纺织品需求的不断增加，以及消费者对产品追求的多样化，必将有力促进医用纺织品的发展。且随着先进生产技术的创新与发明，纺织复合材料在医用纺织品中的应用也将更加地广泛。新型医用纺织品将更多地采用新型纤维材料和先进纺织工艺进行织造。且新型医用纺织品的开发又会涉及纺织、生物医学、化学、电子及电工等多学科，其将极大地促进纺织科学与其他学科的交流与合作。

与此同时，我国医用纺织品质量检测标准存在的滞后现象也直接导致了目前医用纺织品质量的参差不齐，所以，在致力于研发新型医用纺织品的同时，也要制定和完善医用纺织品的标准，通过借鉴和学习国外的标准，尽快与国际接轨。

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Application and development of textile materials in medical field

ChengHaonan1, 2,LiFang1

1. Jiangxi Institute of Fashion Technology，Nanchang 330201，China；2. Jiangxi Provincial Modern Research Center of Clothing Engineering Technology， Nanchang 330201，China

The application of textile materials in medical field was classified firstly; then some applications of new textile materials in medical field were discussed; finally the development status of textile materials in medical field were briefly introduced. And it was put forward that, the design of medical textiles involved multidisciplinary, which required collaboration in different areas to promote the development of medical textiles. At the same time, the relevant national standards needed to be supplemented as soon as possible.

medical textile, application area, new textile material, national standard

TS176.5， F763

A

1004-7093(2017)09-0028-04

2017-03-27

程浩南，男，1986年生，助教，主要从事纺织材料改性与纺织品的外观舒适性研究