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醫療衛生用紡織品---功能紡織品

來源:發布時間:2021-09-06

醫療衛生用紡織品

第一節  概  述

在醫療衛生領域,紡織品的應用相當廣泛。醫用紡織品以纖維和織物為基礎,以醫學應用為特色,其發展由來已久。從古代用麻纖維進行手術縫合的記載到近代縫合線的不斷進步;從簡單的醫療包扎到手術用品的功能化;從20世紀40年代人工血管的開發到80年代人工假體的不斷問世;從第一次世界大戰時抗菌織物的醞釀到當代衛生保健織物的應運而生,醫用紡織品走過了漫長遲緩的進程,開始面臨一種迅速發展的局面。隨著醫療手段、紡織工程的不斷進步,發揮著其他物品無法替代的作用。

近四十年來,醫用紡織品在紡織行業中獨辟蹊徑,其種類繁多,應用廣泛。因此,紡織品材料在醫療領域的地位越來越顯得重要。隨著更多的研究取得成功,紡織品已在各種醫療應用方面找到了出路。除了醫療防護服外,紡織品還以纖維和織物等多種形態應用于器官移植、血液過濾和外科敷料等方面。用合成纖維和天然纖維制成的機織物和針織物也廣泛應用于生物學紡織品領域。醫療用防護服用來保護醫務人員免遭污染液沾污,隨著“人類免疫缺陷病毒”和其他病毒的危險性日益增大,防護服的作用就顯得格外重要。保健服在起到保護功能的同時還具有穿著舒適的優點。用于人體器官移植的紡織材料,按其結構、材料成分、纖維表面性狀和降解性能等進行分類。有關人造移植器官的主要問題是患者的軀體對它的排異性。移植用的生物紡織品要有足夠的機械強度和良好的生物學相容性。隨著醫療手段和紡織工程的不斷進步,紡織材料在醫療行業中的應用越來越廣。

傳統的醫用紡織品,如醫用擦布,只是外用醫療紡織品中的一小類。在傳統醫療紡織品發展的同時,對醫院產生的感染問題的關注使得研究人員開始嘗試通過改善醫療環境中的日常用紡織品,如床單等,來尋找更有效地保護病人和醫護工作者的途徑。

所謂醫療衛生用紡織品,是指以醫學、衛生應用為特色的一類紡織品的總稱。如手術衣、口罩、紗布、尿布、嬰兒護理揩布等。這類紡織品用途特殊,它所具有的使用安全性和保護性能是其最為與眾不同的特點,因此這類紡織品需要使用特定的加工工藝、特定的纖維、特定的整理方法以保證它的安全性與功能性,確保醫務人員不被感染,保護病人之間不交叉感染,維護人們日常生活的清潔衛生。除此之外,穿著的舒適性是它與其他服用紡織品共有的基本特征。

用于醫療衛生紡織品的材料包括纖維、紗線(單絲或復絲)、織物(機織、針織、非織造)以及復合材料。應用在醫療和手術方面的纖維可分為天然纖維和合成纖維,可生物降解纖維和不可生物降解纖維。它們必須符合無毒性、無過敏性、無致癌性的要求,在消毒時不起物理或化學性能的任何變化。最常用的天然纖維是棉和絲,它們被廣泛地用作非移植材料(傷口敷料,繃帶等)和衛生保健用品(床上用品、衣物、尿布、衛生巾、揩拭布等)。常使用的化學纖維包括聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、碳纖維、玻璃纖維和粘膠纖維等。

用于生產醫療衛生紡織品的材料主要有機織物、針織物及非織造物。與傳統的純棉機織醫用紡織品相比,醫用非織造織物具有對細菌、塵埃過濾性高,手術感染率低,消毒滅菌方便,價格便宜,易于與其它材料復合等特點。非織造產品作為用即棄的醫療衛生用品,不僅使用衛生便利,還能有效地防止細菌感染和醫原性交叉感染。因此非織造織物在醫療衛生方面起著主要作用。

一、醫療用紡織品

醫療用紡織品這里主要指醫院用的各種紡織及非織造纖維制品,如手術衣、手術帽、口罩、手術罩布、鞋罩、病員服、病床用品、紗布、繃帶、敷料、膠帶、醫療器械罩布、人工人體器官等等。在這一領域,非織造布在屏蔽細菌和防止交叉感染上起到極其有效的作用,發達國家在醫療紡織用品上的非織造布使用率已達70~90%。隨著我國經濟的快速增長以及人們衛生意識的增強,醫療衛生領域也將成為非織造布的巨大市場。

1、醫療用紡織品的分類

從簡單的床單到繃帶,從智能紡織品監測裝置到高科技含量的移植器官,紡織品在改善患者健康狀況、保障患者和醫生的健康和福利方面發揮著越來越重要的作用。

醫療用紡織品根據不同的條件具有不同的分類,根據應用領域的不同可以分為以下3類:

  1. 衛生保健用品

床上用品、衣物、外科手術服、防護服、揩拭物等,血漿分離、過濾、采集和濃縮裝置等。

(2)外科用紡織品

  • 非移植材料——這些材料可在體外使用,可與皮膚接觸或不接觸,如傷口敷                 料、繃帶、膏藥等;
  • 移植材料——用于人體傷口修補或替換的縫合線、血管移植物、人工關節等。

(3)人造器官,如人工腎、人工肝、人工肺等。

    除了以上的分類方法外,也可以按如下方式分類:根據性能和用途可分為普通醫用紡織品和高性能醫用紡織品。普通醫用紡織品包括醫療護理用布、病人及病房用布、醫護人員隔離服和手術室用布等。高性能醫用紡織品一般是指采用高技術纖維材料制成的、具有不同功能的醫用紡織品。它可以分為保健類(殺菌、防臭服裝、鞋帽等)、治療類(止血、消癢紡織品、舒適功能紡織品、抗病毒用紡織品)、仿器類(人造血管、人造氣管、人造食管、人工腎)和防護類(各種防輻射服裝如防X線輕型服裝、防中子服裝、防電磁輻射等)等4大類。

2、醫療用紡織品的性能要求

醫療衛生用紡織品直接關系到人們的健康乃至生命的安全,所以對其性能要求特別高。尤其是醫用防護服、隔離服、口罩,要保護醫務人員免遭任何污染源的沾污,因此有效防護顯得更為重要。

(1)對耐消毒性的要求

對于醫療衛生用紡織品,尤其是醫用的各類紡織品都需要進行消毒滅菌,因此,使其經消毒過程而不發生物理化學變化是對此類紡織品的基本要求。常用的消毒方法如下表:

表1.醫療衛生用紡織品常用的消毒方法

消毒方法

消毒條件

蒸汽消毒

134℃,3.5min

干熱消毒

160℃,1h或180℃, 14min

環氧乙烷消毒

干燥后用環氧乙烷熏蒸

輻射消毒

Co60或紫外線

 

(2)對安全性的要求

醫療用紡織品無論是植入體內的、接觸血液的或是僅與皮膚接觸的,都可能因織物的性能而引起諸如慢性炎癥、皮膚過敏、形成血栓、感染壞死等人體局部反應。因此對其安全性的要求尤其高。

(3)對功能性的要求

根據醫用紡織品不同的應用目的,對其功能性要求也不同,主要有以下三方面:

  • 有效性,即在醫療應用中必須有其特定功效。這種功效包括吸水、吸血、吸藥、吸膿等吸液性;包括止血、止痛、防感染和具體療效等醫藥性;包括縫合、包覆、固定、隔離等機械性;也包括通透、分離、吸附、輸送等選擇性。
  • 方便性,即在確認醫用紡織品特定醫療有效性的前提下,改進其使用方式,減少患者的麻煩和痛苦,提供便利的使用條件。這種方便性包括繃帶的防水性、防滑性、自粘性、彈性和可固化性等;包括紗布的藥效性、不粘性和可開合性等;包括縫合線的光滑性、易拆除性和生物吸收性等。
  • 舒適性,即進一步改進醫用紡織品的性能,使患者感到舒適。這種舒適性包括蓬松、纖細、柔軟的接觸感和透濕、透氣、干爽的不悶感;也包括抗菌、消臭、防污等衛生性能。

可以說,醫療功能性是醫用衛生紡織品進步的主要因素,并且推動著醫用紡織品的發展。

二、衛生材料

衛生材料主要包括婦女、嬰兒日常使用的尿布和衛生巾、成人失禁產品、嬰兒護理揩布、家用及公共場所使用的清潔揩布、餐飲用濕巾等等。近年來,隨著全球人口老齡化的發展以及人們健康保健意識的提高,市場對醫療保健性紡織品的需求呈現出日益增長的態勢,而“非典”等公共衛生事件的發生又使這一發展趨勢進一步顯現,這為醫療保健性紡織品提供了更廣闊的發展前景。

在發展中國家,對于醫療保健性紡織品的需求以都市化、年輕族群及品牌意識較高的族群為主,這些族群對于用即棄式吸水型紡織品有較高的需求。特別是女性衛生用產品的需求呈快速增長勢頭。尤其是我國由于人口眾多,對于各種用即棄式衛生用品擁有龐大的市場需求量。

  近年來,世界各國也開發了許多新型抗菌紡織品。新型纖維、新型聚合物、新型加工工藝及許多新的衛生保健處理方法的應用,能更有效地消滅細菌。如法國的最新進展是將接枝技術應用到醫用紡織品上,稱之為“生物紡織品”,它是在紡成纖維之前,向粒狀聚合物加入抗菌劑,促進進入纖維結構,并與纖維活性官能團發生反應,從而獲得永久性抗菌性能。杜邦滌綸(Dacron)中空纖維制成枕頭、被子,被稱為會呼吸的床上用品,具有防霉及防過敏的優點。

第二節   醫療衛生用紡織品的主要品種

一、紗布

Vanson Halosource的 Jeff Williams認為創傷護理是一個迅速成長的醫學領域,因為近來非康復性傷病迅速增多。在美國,老齡化意味著糖尿病患者和由于臥床不起的褥瘡患者比例增高。

Ellis發展有限公司的Julian Eliis認為創傷護理和仿真產品具有很大的市場。他注意到,每個患者要花費高達4.5萬美元治療腿潰瘍。他認為,紡織品固有的彈性使其特別適于該類需求。

紗布是典型的醫療用紡織品,根據其不同的使用目的分為手術用紗布、敷貼用紗布、包覆用紗布、擦拭用紗布和浸藥用紗布。紗布的制作和選用有嚴格的規定,除給定的裁剪尺寸外,安全性和實用性要符合藥典規定的要求,部分產品還要求有特定的醫療功能。紗布必須純凈、白色、無氣味,水煮時溶出性物質要限定在指定的范圍內,完全作到無毒、無污染、無放射性,確保對人體安全無害。實用性是指容易吸收血液和其他體液,濕潤時有形體保持性,干燥時有柔軟的觸感,能耐多種方法進行消毒,且使用方便,不開線、不起毛,易剝離。醫療功能性一般是指在傳統應用基礎上的新功能,如止血消毒等藥物功能。

傳統紗布是由棉紗織制的低密度織物,經紗、緯紗一般選用同一密度??椩熘幸诉x用淀粉漿料,適當配備油脂作為柔軟劑,織坯經退漿、脫脂、漂白制成成品,裁減包裝。下表列出一般紗布的技術規格。

表2.一般紗布的技術規格

用紗情況

原料

經紗

28tex

緯紗

28tex

捻向

Z

織物緊度(%)

經向

21.5

緯向

20

總緊度

37.2

織物密度(根/10cm)

經向

110

緯向

102

織物組織

平紋

干重(g/m2

56.4

 

功能性紗布主要有:止血紗布、不粘紗布、和攝影紗布等。

1、止血紗布

止血功能是紗布發展中的一個動向,而今,這類產品已有多種。從外表看,這種紗布與普通紗布完全一樣。它采用粘膠纖維針織物經特殊的氧化處理而制成,不使用任何藥物,只是把可溶性基團接枝到纖維結構上。所生成氧化纖維素,構成羧基,具有凝集血小板的化學止血作用,進入人體后能降解為低分子物質排出體外。

止血紗布的吸水性很強,吸水后能膨脹成一種膠狀物,由于電離度大,帶有離子,這些負離子對凝血因子具有很大激活作用,促進凝血酶生成,產生凝血作用。這種凝血作用屬于內源性凝血,是基于人體凝血規律的生理性凝血。除去生理止血作用外,這種紗布還有較好的物理止血作用。其表現在三個方面:一是紗布吸收了血液中的水分,使血液濃度和粘度增大,減緩出血速度;二是遇到血液中的鐵離子生成不溶性物質,覆蓋住創傷表面,阻礙出血;三是紗布吸水后溶解成粘性體,堵塞住毛細血管的末梢。

可溶性止血紗布止血迅速,防止感染,使用方便,價格適宜,特別是織物能被人體組織吸收,無毒無害。它不僅是戰地救護,創傷醫治的重要材料,而且,在外科手術中也很有價值。使用時,按創口大小裁剪后貼在傷口上即可止血。止血紗布比單純紗布加壓的物理止血效果明顯。

2、不粘紗布

長期以來,使用一般脫脂紗布給患者傷口換藥包扎。由于創面血液和分泌物的滲出,致使血肉和紗布粘連在一起,干固結痂,影響傷口愈合。尤其在換藥時,從創面撕下血肉粘連的紗布時,給患者帶來極的大痛苦和恐懼心理。

為了解決紗布與傷口創面粘連的問題,許多國家開展了研究。1987年,中國專利介紹了一種不沾性紗布的制作方法。采用纖維素漿粕加入酸酐,在少量硫酸作用下酯化,可紡成二醋酸纖維素纖維。這種纖維呈白色,柔軟蓬松,無毒無味、不刺激皮膚,其回潮率在20℃,65%相對濕度下為6-7%,與棉接近(棉的回潮率為7%)這些纖維可以直接代替脫脂棉,也可以紡織加工成紗布和繃帶。

這種不粘性紗布用于感染滲液傷口及出血傷口,吸濕性強,不與血液及膿性分泌物粘連,因此避免了換藥時因撕脫干固結痂給病人帶來的痛苦及其對傷面產生的再次創傷,為促使傷口早日愈合創造條件。使用這種紗布比使用微孔薄膜類敷布要好,特別是對于感染出膿的傷口,它能吸收深處的膿液。這種紗布的使用方法與普通紗布相同,適用于燒傷、潰瘍、膿腫及任何外傷。經許多醫藥臨床應用,確認其不粘性,有利于創面愈合,促進肉芽生長的功效。同時,這種新材料能經受高壓消毒滅菌,無變質變色反應,易于存放,為醫療應用提供便利。

3、攝影紗布

外科手術時,將吸血用紗布塊和手術器械遺忘在患者體內的事故屢見不鮮。其發生不僅要使患者再受二次手術之苦,心理、生理上產生很大壓力,而且醫院也要承擔很大的責任。金屬制手術器械留在人體內的情況較少,即使檢查,用X射線攝影則可發現。而紗布等材料極易發生遺落,且對X射線也不敏感,難以探知。為解決這一問題,最早曾使用夾有鉛纖維的紗布用于手術,以便于術后的檢查。近年來,人們致力于開發攝影紗布。攝影紗布即X射線攝影紗布。這是一種手術用紗布,由紗布中夾有攝影紗制成。這種產品是將具有能被X光檢測出來的材料附于織物上,在手術后縫合傷口之前,進行一次X光檢測,一旦發現將紗布留在體內,則可馬上取出。

開發攝影紗布有很多方法,所用纖維材料為聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯等。而今防X射線透過材料一般使用硫酸鋇。最早使用粘附法,把粉狀硫酸鋇直接粘合在纖維上,以后不斷改進。作為X射線攝影紗的新型加工方法,英國推出一項專利,其纖維結構為包纏型,芯部使用粘附大量硫酸鋇粉末的束狀聚丙烯纖維,外部包纏纖維為扁平聚酯纖維。聚酯纖維不含硫酸鋇,但它包纏在芯部之外,不僅提高攝影紗的模量和強度,并且可以增加硫酸鋇的附著牢度。常規包芯紗采用的包纏纖維約占50%,但這一專利采用低于20%的包纏用纖維,使這種攝影紗的防輻射效果達到最佳。在這種紗線中,硫酸鋇含量最低不低于54%,最高可達80%,通過試驗確認,含硫酸鋇以70%為最適。

此外,還可以在普通粘膠紡絲液中摻加硫酸鋇微粉,共混紡絲,紡出5.55DTEX的纖維,含硫酸鋇數量可達55.6%,這種紗布具有優良的攝影性能。

X射線攝影紗目前只限于用來制作外科手術紗布塊,今后,利用其阻擋X射線的能力,將會開發出X射線散射防護材料、X光機的屏蔽材料等新型制品。

4、抗菌紗布

美國農業部的Dharnidhar Parikh報道,在美國,創傷護理所用可吸收紗布的市場額高達5億,Parikh正在從事一個項目研究,為創傷護理研發水刺非織造棉或含棉可吸收紗布。他認為該種非織造紗布比傳統的織造紗布的優勢在于沒有摩脫的纖維屑引起傷口感染、手感柔軟,具有相同或更好的吸附性、沒有化學粘合劑。他還提醒人們,水刺非織造紗布生產中所用的水均經過過濾、滅菌和循環利用。對于所使用的漂白純棉纖維,Parikh聲明,“這是一種非常純凈的產品,沒有化學物質,沒有污染,可以直接用于開放性傷口。”

Parikh將銀作為抗菌劑添加到棉制創傷敷料,“如果保持濕潤,傷口會愈合的較好,但是潮濕也會使得感染發生幾率增大。”現在使用的吸濕性傷口敷料價格非常昂貴,我們的任務就是研制出一種高吸濕的傷口敷料,可以吸收傷口滲液,添加銀抗菌劑可以幫助預防傷口感染。

5、促進愈合紗布

Biosurfaces的Matthew Phaneuf正在致力于開發一種有雙官能團(氨基和羧基)的創傷輔料,該聚合物的主鏈上提供很多錨點可結合不同類型的藥物。Phaneuf提出“可以在該輔料上結合一種藥物幫助傷口快速凝結,當然也可以結合一種抗凝結試劑,一種促進生長的蛋白質,等等。這是一種很靈活的體系,可根據需要在該輔料內添加不同物質。”

Williams認為,近年的研究表明含氯物質與傷口接觸可促進愈合。“皮膚學研究指出氯可以幫助鼠類的傷口形成肉芽。”

另外一位聚合物化學家Vanson正在考慮使用甲殼質衍生物制作傷口敷料。“甲殼質可以幫助傷口愈合而不留下疤痕”,Williams認為“我們現在正從事一項研究,給大家證明甲殼質衍生物可以加速愈合并封閉傷口。”

因為甲殼質可以有效控制出血,有時還用它對非織造襯墊進行涂層。但是創傷護理要求甲殼質為基質的紡織產品仍需不斷發展。“我們可以將氯和殼聚糖結合使用,在氯化殼聚糖方面,我們用擁有一項專利權”,Williams聲明,“現仍處于前期階段,至于食品和藥物管理條例要求該產品能幫助創傷愈合而不留疤痕,很容易證明,因為這是化妝品的一種要求。產品能夠加速愈合則是一種醫學聲明,需要進行完整的臨床試驗。”

二、手術服

手術服是一種主要的醫用紡織品,它在要求具有無菌無塵和耐消毒性的基礎上,還要求具有隔菌性和舒適性。著名的Jlsun®手術服具有抗菌、防血污、防透明、吸汗速干等多種功能。

  • 隔菌性

當手術環境和手術器械符合無菌要求之后,手術操作者則成為術后感染的細菌原,即使是手部、腕部的輕微動作,也能在每分鐘內產生1×106個0.3μm以上的微塵。所謂隔菌性,即在手術室的消毒區和人體非消毒區之間形成屏蔽,用以阻隔人體攜帶的細菌向手術區域轉移。根據以上要求,手術服應具有拒水性和防血污性,能避免由于被血液、體液和沖洗液浸濕而形成細菌的通路,防止患者的有害體液和帶有傳染性病毒的血液侵害醫護工作者。另一方面,手術服的領口部、腕部、腰部都要用彈性織物進行封閉,這樣可以防止細菌隨空氣流通而擴散。

  • 抗菌性

一般的外科手術通常都會持續幾個小時甚至十幾個小時。在穿著手術服的過程中,人體周圍的環境溫度會升高,在這個過程中,人體皮膚上微生物中的菌群就會失調,它們中的少量致病菌就會以幾何方式迅速繁殖,1、2、4、16、256……依此類推。這些微生物通常每20分鐘繁殖一次,因此8個小時之內,一個細菌就能繁殖160萬個后代。并且這些細菌和真菌會通過皮膚、呼吸道、消化道以及生殖道黏膜進行傳播,從而對人體造成危害。因此,為了避免醫護人員和患者遭受致病菌的感染,就要求穿用的手術服具有較好的抗菌性。

  • 舒適性

為了達到更好的隔離效果,市場將主要精力放在如何改善靜水壓上。但同時,由于外科醫生一次手術就要穿著數個小時,所以該類服裝也要求具有一定的穿著舒適性。因為穿著這樣的封閉式手術服進行長時間緊張的手術操作必定會使人的體溫上升,加速出汗。若是手術服不利于人體濕氣和熱量的散發,則會悶熱濕粘,影響手術操作者水平的正常發揮。為此,要保證手術服的舒適性,使其要具備防水透濕的性能是十分必要的。

采用棉織物制作手術服已有相當長的歷史了。這種傳統織物在耐消毒性、耐洗滌性、抗靜電性、抗撕裂性和舒適性等方面均能符合需要,但缺乏至關重要的隔菌性。棉制手術服的孔隙大,絨毛多,不拒水,擋不住細菌污染,其表層絨毛還有收集細菌的作用,細菌擴散可危及傷口。因而新型手術服的開發正向著淘汰棉制手術服的方向發展。

新型手術服伴隨紡織技術的進步而進步。自非制造布技術應用于醫療領域以來,非織造手術服的使用率不斷增加,其中,用即棄產品占有越來越大的比重。在重大手術中大多已采用用即棄手術服。這種織物表面絨毛減少,織物柔軟,布面摩擦噪音小。用聚酯或聚酯混紡織物制作的這類非織造布,經拒水整理后完全符合手術服的要求。其不足之處是抗拉伸力較低。

在用即棄非織造手術服發展的同時,各種耐用型高性能手術服也相繼出現。日本開發的高密度塔夫綢,美國開發的高密度聚酯機織物都已用于制作手術服。這類織物除結構緊密外,還要進行后整理,使其附著拒水劑、阻燃劑等功能整理劑,并于干燥后進行高溫軋制,使其不僅具有隔菌性和防水透濕性,而且還具有美觀性和其他功能。這類織物用于制作要求一般的隔菌性手術服,能經受反復水洗、干燥和高溫消毒,可將血漬100%洗掉,濾菌率高達95%。涂層型手術服是對織物進行涂層,使其涂層面產生微孔,用以防止手術污染和提供汗氣移出的通道。

1、高密度滌綸手術服

北京潔爾爽高科技有限公司深圳衛生服裝廠生產的Jlsun®高密度滌綸手術服能夠滿足醫用要求,具有拒油拒水性和抗微生物性。因為織物緊密,隔離率高達95%??椢锝Y實耐用,耐磨性好,經過數十次水洗,干燥和高壓消毒,仍保持其各種性能的有效性。對這種織物進行抗污性檢驗,將污物留在織物上24小時后水洗,能清洗掉100%血漬和97.5%硝酸銀污跡。這種手術服的突出特點是輕薄舒適,人體的汗氣能透過高密織物的微孔逸出,沒有捂的感覺。另一方面,又因進行了拒水整理,手術中的血液及沖洗液不會使手術服浸濕。

 

這種高密度機織物的加工工藝是:采用特定規格的滌綸長絲機織成符合密度要求的織物,然后再對織物進行加工整理。所用整理液中有拒油拒水劑FG-910、阻燃劑ATP、抗靜電劑SE以及抗菌整理劑SCJ-891等。整理后的織物在干燥后通過一對鋼制熱壓輥,溫度在150-210℃之間。經過軋輥高強度的熱擠壓之后,織物表面平整,結構緊密??紫段⑿?,因而具備防水透氣性能。

2、PTFE復合手術服

織物的防水性和透濕性是創造服裝內氣候舒適性的兩個根本的但又互相矛盾的條件。從70年代開始,防水透濕織物得到迅速發展,用微孔薄膜與織物進行層壓已成為其中的一種主要加工形式。這類產品的典型代表是PTFE復合布。用PTFE膜與織物進行點狀粘合的層壓織物便稱為PTFE復合布。

防水透濕織物雖然并非以醫學應用作為開發目的,但它的舒適性和防護性非常適用于手術服,許多薄膜層壓織物都把手術服、手術巾作為主要產品。

PTFE膜于1971年由美國一家公司開發,當時稱為戈爾膜(Gore-Tex)。它是以聚四氟乙烯為原料,通過軋延和熱處理而生成的具有無數微細孔徑的薄層,膜厚為0.001英寸,孔隙率82%,孔徑相連成蛛網狀,平均孔徑為0.2μm。水蒸氣能通過微孔逸出,但是,水滴是這種孔徑的5000-20000倍,并且膜不浸濕,所以水不能透過。因此,把它制成手術服和手術巾,能保證舒適性,因其防水,減少沾濕造成細菌侵入和繁殖的條件,又可避免術后感染。

PTFE復合面料為三層結構,中間層為PTFE膜,兩邊分別是尺寸穩定和不穩定的織物,通過點狀粘合層壓在一起。外層織物的作用主要是在高溫高壓消毒、熨燙或其他處理過程中保護戈爾膜的外側。這些織物都是由100%化纖長絲織造而成,無絨線脫落,能避免手術中落入患者的傷口或刀口引起感染,一般采用尺寸穩定的府綢物或平紋組織。尺寸不穩定的內層是針織物,多為經平組織、兩相配合,整個面料懸垂性良好。用PTFE復合布作為手術衣,能有效地防水透氣和組織細菌通過,可以達到防止傷口感染的目的,其制品經過上班次洗滌、干燥及高壓滅菌處理,而不損其使用性能,使用周期顯著增長。這類制品的推廣將提高醫用紡織品的檔次,改善醫療條件。目前,北京潔爾爽高科技有限公司深圳衛生服裝廠批量生產Jlsun®PTFE復合手術衣。

3、涂層織物手術服

制作既防水又透濕的手術服是醫療技術進步的一個重要方面,結合現在紡織行業興旺的涂層技術開發防水透濕織物不失為一條捷徑。涂層技術目前主要使用漿輥涂層法、刮刀涂層法、噴霧涂層法以及轉移涂層法等。防水透濕涂層織物分為兩種,一種是微孔涂層,一種是無孔涂層,關鍵在于涂層劑的不同。

微孔涂層的防水透濕機理和PTFE膜一樣,它是在織物的涂層面上形成細微孔隙,使汗氣透出但能防止外部水滴侵入。形成涂層微孔的涂層劑有很多種,主要是聚氨酯。這已成為大量防水透濕織物的涂層材料。除了聚氨酯之外,日本已在世界上率先推出微孔聚氨基酸涂層材料,用于醫療外科領域。美國一家公司也開發出聚偏氟乙烯涂層材料,涂層膜微孔平均直徑僅有0.1μm。這些涂層織物通過微孔形成防水透濕的功能,并且加涂拒水劑,賦予抗污性。這樣就使得隔菌性、防浸性以及舒適性充分地發揮出來。

無孔涂層雖然在膜面沒有微孔,但同樣具有透濕的效果。其奧妙在于涂層劑的分子結構。涂層劑中的聚合物由無數柔軟的分子鏈所組成。分子之間靠各種強的化學鍵和弱的吸引力而結合在一起,分子鏈上有許多利于水分子遷移的化學基團,人體汗氣中的水分子可以與這些基團結合,使之溶解于其中。當涂層膜的兩表面形成高濕度差的時候,水分子就沿分子鏈從高濕度表面向低濕度表面遷移擴散,最后向低濕度區逸出。汗氣的這種傳遞能使著裝者感到舒適。

4、微纖夾心手術服

微纖無紡布作為高密度織物的一種,經拒水整理后,具有理想的隔菌性和透濕性,同時懸垂性好。但是這種材料一般比較輕薄,強度不足,當手術人員彎曲臂肘時,容易造成破裂。為了改進微纖無妨布的使用性能,人們做了許多探索。在一些新的設計方案中,多采用夾心的辦法,把微纖無妨布夾在兩層織物間進行層壓。

微纖夾心無妨布的結構是:兩外層為無紡布,夾芯層是微細纖微層。三層之間以篩網印花形式進行點狀熱壓粘合。微細纖維采用疏水性不導電纖維,纖維直徑0.1-10μm,纖維層重量為0.5-60g/m2,理想的重量在1-30 g/m2之間。兩外層無紡布重量最好在7-50 g/m2之間,要求是懸垂性好,并且具有防水性,其中一層可以部分地或全部地由疏水性纖維組成。所用粘合劑為防水性粘合劑。點狀粘合中粘合點的結構呈“T”字形,具有彈性。這種織物表面呈波紋狀,柔軟舒適,能充分滿足隔菌和透濕功能的需要,同時機械強度好,不脫層、不破裂、無微細纖維脫落。用這種材料制作手術服、手術巾成本并不高,多為用即棄型。

三、縫合線

縫合線是指醫療中供外科手術縫合的線材。因為縫合線直接接觸人體組織,所以對其性能的要求,除了具有耐消毒性和必要的力學性能外,與一般的醫用纖維有顯著的不同,尤其對生物安全性要求非常嚴格。作為縫合線用纖維,其拉伸強度、結節強度要大,對炎癥、異物反應要小,沒有毒副作用和致癌性,要有均勻的質量和便于手部操作的性能。

從古至今,選用和開發縫合線涉及到的材料從馬尾、麻線、棉線的原始應用到天然纖維和合成纖維的推廣;從羊腸線的開發到一系列生物吸收性纖維的問世,縫合線推陳出新,不斷增加品種,提高質量。無論在縫合皮膚、器官的一般手術中,還是在腦血管、心血管和斷植等顯微手術中,這些新型縫合線的應用對于手術的成功,都起了重要的作用。

1、傳統手術用縫合線

早期使用的縫合線多為棉線和絲線,特別是絲線縫合線具有良好的使用價值,并沿用至今。這類縫合線有捻制線和編織線之分。與捻制線相比,編織線質地柔軟,粗細均勻,抗張強力高,不易綻線,不易引起人體組織反應,因而仍作為縫合線的主要品種在國內外廣泛使用。合成纖維縫合線于20世紀40年代開始應用。合成纖維用作縫合線比天然纖維強度高、不易斷線、吸濕性低、消毒方便、感染率低,且能與縫針一體化。這類縫合線分為單絲和復絲,其選用的材料有錦綸6、錦綸66、聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等,為提高其光滑性,多用氟樹脂和硅樹脂進行涂層。國內縫合線較多采用錦綸和聚酯。在要求細線縫合時采用錦綸6和錦綸66單絲,線密度范圍為0.5-0.9dtex;在要求粗線縫合時,采用33dtex/12F、56dtex/18F、78dtex/24F等聚酯復絲。國外開發合纖縫合線多采用聚丙烯,并制成中空型。這種縫合線強度大、重量輕、不吸水、抗酸堿、無異物反應,且表面光滑,縫過的組織流暢,縫線留在人體內非常穩定。

2、新型吸收性縫合線

基于手術初期保持高強度和術后不必拆線的需要,各種生物吸收性縫合線相繼出現。

(1)羊腸線

最早使用的生物吸收性縫合線是羊腸線,它是由羊腸黏膜內的膠原加工而成。但這種縫合線柔韌性欠佳、組織反應大,在消化液或感染環境中抗張強力很快降低,甚至斷裂,因而逐步被新型生物吸收性縫合線所替代。

(2)膠原線

膠原縫合線是美國20世紀60年代開發的產品,它不同于制取人工皮膚的膠原纖維,而是要求具有更高的純度。人們采用牛腱為原料,用酶消化法水解,制成高純牛腱分散液,經過擠壓濕法紡絲而成纖維。這種膠原纖維經加捻和交聯劑作用,制成膠原纖維束,烘干則為膠原縫合線。這種縫合線性能非常好,生體適應性很高。同羊腸線比較,因其純度高,已除去所有非膠原材料,故組織反應小,術后傷口反應可以減至最輕,并可在短時期內為人體吸收,吸收速率均勻。                 這種縫合線不僅傷口愈合好、疤痕小,且結節性好、操作方便,在五官科、口腔科、眼科等面部精細手術中尤為適用。

(3)甲殼素類縫合線

甲殼素是多糖的一種,其分子結構是由氨基乙?;脫Q纖維素葡萄糖殘基中的羥基而構成。這種多糖類物質廣泛分布于甲殼類、昆蟲類低等動物體和霉菌細胞壁之中。日本于20世紀90年代將這一材料紡成纖維,制成縫合線。

甲殼素縫合線是可吸收性縫合線。當其埋入人體內,在溶菌酶等作用下逐漸分解,生成二氧化碳排出體外,生成糖蛋白被組織吸收。這種縫合線無色而具有光澤,有蠶絲手感,能在五日左右被人體吸收,因而創面愈合好。這種縫合線還對胰液、膽液等堿性消化液有良好的耐力,更適用于這些部位的手術。

(4)羧甲基化粘膠長絲縫合線

作為植物性生物材料,纖維素的醫用縫合線效果也同樣受人關注。俄羅斯曾報導開發羧甲基化粘膠長絲縫合線的情況。這是一種可吸收性縫合線,安全性好,無毒,不會引起任何變態反應和其它副作用,它極易打結,結節牢固,長期不變。這種長絲還富有彈性,有較好強度,粗細一致,并且具有毛細作用,膨潤性等一系列醫用功能,是一種很有希望的縫合線。

四、繃帶

繃帶類似于紗布,制成卷狀,用于包覆創傷和包纏人體。三角巾、吊帶之類也屬于這類產品。廣義講,還包括用于骨折固定的繃帶??噹У墓残允蔷哂型笟庑?、吸濕性、保溫性,能防滑脫、防止外部沖擊和摩擦,要求包纏于患部時固定性好,有適當張力,且耐熱、耐洗、耐消毒,使用方便,成本不宜過高。

制取繃帶以棉紗為原料,其加工工藝與紗布相同,也是對織坯經褪漿、脫脂、漂白制成成品(其規格品種見表3)??噹c紗布的不同之處在于,其經紗細度低于緯紗細度,緯紗密度低于經紗密度。

在繃帶織造工藝上,有切割邊繃帶和堅固邊繃帶之分。切割邊繃帶是先制成寬幅織物,整幅漂白,不得施加熒光增白劑,然后卷成10m或4.5m的布卷,用切條機割成短段。這種繃帶沒有堅固的布邊,外觀不整潔,容易脫邊。堅固邊繃帶屬于窄幅產品,一般可用窄幅有梭織機、織帶機和拉舍爾機織造。需先對紗線脫脂、漂白后再進行織造。其優點是織出的繃帶外觀好,邊緣整齊,不亂絲,不脫線。缺點是生產效率低,成本偏高。

 

 

表3.繃帶主要規格品種

用紗情況

原料

經紗

28tex

緯紗

28tex

捻向

Z

織物緊度(%)

經向

16.6

緯向

13.9

總緊度

28.3

織物密度(根/10cm)

經向

106

緯向

71

織物組織

平紋

干重(g/m2

36.4

 

常用的繃帶主要有以下幾種:

1、彈性繃帶

繃帶從包扎功能開始逐步向多功能發展,彈性繃帶是其功能發展的重要品種,它不僅適用于各科手術及換藥后的覆蓋,而且適用于下肢靜脈曲張,石膏拆除后發生的肢體水腫和慢性淋巴水腫等各種輔助治療。

彈性繃帶是20世紀80年代初流行于發達國家的一種包扎材料。由于其具有使用方便、不易松脫、敷用舒適等優點,因而得以迅速推廣。早期彈性繃帶使用橡皮筋。彈性合成纖維開發后,成為這種制品的主要材料,但其編織方法是技術開發的熱點。彈性繃帶的經紗選用彈性纖維,緯紗為棉。所用彈性纖維材料有橡膠絲、氨綸、滌綸加彈絲和聚酯類彈性纖維??噹У膹椥陨扉L率因使用材料的不同而各異,一般可達50-60%,使用氨綸時,其彈性伸長率可高達200%。彈性繃帶以其不同彈力性能貼附于人體各部位。

2、自粘型彈力繃帶

解決繃帶包扎時的松動問題,人們進行了許多探討,其主要方法是在繃帶的兩個面或一個面上涂敷粘性涂層,使其產生隨機粘附的效果。但是這種方法并未很好地實用,其原因在于,粘性涂層填滿了織物上的空隙。這樣就降低了繃帶織物的延展性,極大地破壞了織物的透氣性,也影響了織物的吸收性,結果損壞了繃帶的應有性能。另一方面,也不便于高溫消毒。美國人針對這些問題,提出了一種生產自粘性彈力繃帶的方法。它也是把粘合劑涂敷在繃帶織物上,但是,其特色是不使織物的紗線纖維間彼此粘合。

這種繃帶使用機織布作為繃帶材料,多采用棉紗與部分彈力紗交織的辦法使之賦予彈性。布料平整多孔,兩面都有粘性。粘合劑以超細顆粒狀,通過特定技術附著于經紗緯紗的纖維表面上,分布均勻??噹榫頎?,由于粘合劑的作用,卷體密實,便于存放,能長時間保持粘性。粘合劑顆粒細小,粘合力不像普通橡皮膏那樣難于打開,也不會形成平面紗線間粘連。這樣,傷口水汽能透過繃帶,保證其舒適性;各纖維紗線間不互相影響,彈力也能很好地發揮;顆粒狀粘合劑不能隔開紗線與創面,吸收性能一點也不減弱。

所用粘合劑每平方米約10-40克,顆粒超細,每500平方毫米分布1000-5000個顆粒。所選粘合劑應具有優良性能,粘附性強,有一定拉伸性,多采用橡膠和樹脂的混合物,可以是天然橡膠,也可以是丁烯橡膠、丁苯橡膠或聚異丁烯等合成橡膠。

自粘性彈力繃帶性能與普通繃帶同樣,并且包扎方便,固著性強,非常實用,具有良好的發展前景。

3、防滑脫繃帶

彈性繃帶纏繞于創傷部位,特別是一些活動部位,由于彈力作用,繃帶易于滑脫。若要克服滑脫,必須把繃帶纏緊,這又將有礙于患部的血液循環。傳統的繃帶在使用時,采用了使用夾子或安全別針把繃帶卡住,以防滑脫,但往往效果不佳。一則美國專利宣稱,發明了一種防滑脫繃帶,解決了上述難題。

新設計的繃帶材料使用噴水成網無紡布。這是一種無紡布中最新技術的產品,它采用噴射極細高壓水流的辦法使纖網互相纏結而成一體。所得無紡布蓬松柔軟,略具彈性,纖維雖密實,但通氣性良好。這種無紡布被加工成連續的波紋狀褶皺,并將少量的粘合劑施加到波峰頂點。包扎時繃帶在拉伸狀態下使粘合劑粘于人體或繃帶武粘合劑的一側,起到固定作用。因為粘合劑量小,只在褶皺頂部存在,因而不影響繃帶的柔軟性和彈性,患者感到舒適。

制作這種噴水成網無紡布,使用纖維素纖維和至少15%的熱塑性纖維。對于纖維素纖維,最好是粘膠纖維;對于熱塑性纖維,常使用聚酯纖維。纖維單層混合為最好,但也可采用多層結構以滿足不同的特殊用途的需要。粘膠纖維為親水性纖維,熱塑性纖維保證繃帶的成型性,兩者比例根據需要可進行調整?;旌玫睦w維網經噴水纏結后,在特定的機械上被壓實,然后進行加壓起皺。

無紡布送入加熱滾筒和加壓磨具之間,加壓磨具迫使無紡布沿滾筒表面移動,其共同作用使之出現波紋狀褶皺。滾筒表面是光滑的,也可帶有溝槽。滾筒溫度有所用熱塑性纖維所限定,通常為300℃。加工后的無紡布的褶皺被固定下來,再通過涂敷粘合劑的裝置在其褶皺頂部涂敷點狀粘合劑,則可裁剪、包裝、消毒、入庫。所用粘合劑最好為丙烯酸類壓敏粘合劑。

4、特殊部位包扎繃帶

特殊部位包扎繃帶是對普通繃帶的一種改進。常見的有筒狀繃帶和網狀繃帶。筒狀繃帶是將繃帶制筒狀,用于包扎關節、腿部等不易固定的位置。網狀繃帶用于包扎頭部、面部、乳部等常規繃帶難于包扎的部位。使用這些繃帶不需要熟練的技術,短時間內則可處理完畢。特別是網狀繃帶,其包覆效果非常理想,在彈性繃帶的基礎上又帶有自粘性、透濕性和醫藥性等功能。它雖不是技術上的革新,但它從實用出發進行設計,簡化了包扎步驟,固定效果良好,壓力均勻適度,美觀合體,不影響行動,并可進行高溫消毒,反復使用。

人體很多部位,如頭部、腳步、手部、指部、肩部、臀部等,很難用繃帶包扎,即使包扎也很難固定,容易滑脫。這就需要我們開發特殊部位的包扎繃帶,網狀彈性繃帶和繃帶衣也是具備這種功能的新產品。

網狀彈性繃帶是世界上八十年代水平的包扎材料。它是由化纖材料編織而成,橫向使用彈性纖維材料,固具有很大的彈力,拉伸量可達6-8倍??噹Ь幙椊Y節牢固,可以隨意進行縱橫向裁剪,纖維均不脫散??噹С示W筒狀,可以根據患部形狀緊固包扎,透氣性好,使用方便。天津振華醫用材料廠于國內最先開發出這類產品,已經投放市場。據廠家介紹,產品共12個規格,最小1#適用于包扎手指,最大12#可包扎軀干。

醫療繃帶衣是一則國內專利,主要用于軀干各體位的包扎。所用材料為棉、麻或混紡針織品,織物能承受繃緊力,保證傷位敷布的固定。其制作由片狀拼合縫制,緊縮部位固定有扣眼,扣眼有金屬、塑料、鎖邊等多種形式,采用紙帶傳入扣眼進行調解松緊,也可采用鈕扣固定,繃帶衣可以根據需要制成肩、胸、臀、腹等部位的形式,也適用于四肢等簡單包扎的部位。

5、層壓彈性繃帶

使用彈性繃帶固定包扎和輔助治療,需要在整個治療過程中保持適宜的壓力,這就對繃帶材料提出了很高的要求。由卷曲變形紗或高捻棉紗制成的彈性機織繃帶彈性不足,透濕性差,由彈性經紗制成的編織彈性繃帶雖彈性好,但成本較高,也容易引起局部收縮。國外在八十年代曾使用一種層壓彈性繃帶,彈性均勻,透濕性好,受到醫患人員的好評。

這種繃帶結構分為三層,外層織物多使用熱塑纖網,內層織物可以是機織物,也可以是無紡布;中間層是輕薄聚氨酯膜。三層材料用點狀粘合法層壓成一體。熱塑纖網起到耐磨作用,也保護聚氨酯膜不受傷害,內層無紡布柔軟,使患者有舒適的感覺,并具有對體液和血液的吸收能力,一般使用粘膠纖維。聚氨酯薄膜是一種彈性良好的防水透濕膜,具有無數微細孔隙,孔徑為0.2-1μ,膜厚12.5-75μ。采用點狀粘合可以把粘合劑對微細孔的封鎖縮小到最低限度。

這種繃帶透濕性極好,傷口部位滲液可以以水汽方式從膜的微孔中散出,薄膜具有足夠的水分傳輸速度,能防止皮膚浸軟,保持傷口舒適,在37℃,100-10%相對濕度下,透濕速度至少在150g/cm2/24h,最好達500 g/cm2/24h。因為聚氨酯膜的彈性,使繃帶也具有良好彈性,帖服體形。聚氨酯膜上的孔徑細小,雖能透出水汽,但能防止水分浸入,這樣繃帶的防水性又成為一個患者所需要的新功能。

這種繃帶還在不斷改進,它可以根據膜的厚度確定彈力大小,能使繃帶性能自由地實現高彈力和低彈力。其外側可以任意選定各類織物,各種顏色和各種圖案。關于聚氨酯膜的層壓也可以改用微孔聚氨酯涂層的工藝。作為舒適性繃帶,它將會得到發展。

6、聚氨酯矯形繃帶

在骨科治療中,利用繃帶進行矯形固定是一項重要的手術措施。目前廣泛采用的石膏繃帶已有100余年的歷史,但在臨床應用中尚存在很多缺點,如固化較慢、笨重石碎、透氣性差、X光透過性差以及硬化后不能入水等。隨著高分子技術的發展,國外自七十年代起推廣使用聚氨酯繃帶,取得了良好的效果。

聚氨酯繃帶是采用基材織物涂布浸漬聚氨酯預聚體而制成的,遇水后能聚合固化成形?;目椢锟梢允褂脵C織布,也可以使用針織布,紗線材料可以是天然纖維,也可以是人造纖維,可以使用滌綸尼龍等材料,也可以使用玻璃纖維等高強度纖維?;陌闯R幰幐裰谱?,性能上要能滿足繃扎敷緊的要求。英國一則專利詳細介紹過聚氨酯預聚體的制作方法。它是用聚乙二醇同過量異氰酸反應,并加入有機酸酐。反應中生成的聚氨酯預聚體內,要均勻混入催化劑。有機酸酐是一種穩定劑,它可以防止聚氨酯繃帶在貯存中遇潮氣而固化。一般使用的有機酸酐是從多元羧酸,如脂肪族酸、脂環酸、芳香酸等二元酸中得到的。最好是沒有氣味的琥珀酸酐。有機酸酐以固態存在于預聚體中,為直徑小于150μm的精細粒子,占預聚體重量的0.1-5%。催化劑溶于水但不溶于聚氨酯預聚體,一般選用無機材料,如碳酸鹽、碳酸氫鹽,最好選用碳酸鉀,其混入量最好占預聚體重量的8-10%

浸漬聚氨酯預聚體的繃帶呈卷裝,表面多孔,密封保存。使用時逐卷打開,將繃帶浸入20-30℃水中,反復擠捏十多秒鐘。需加速硬化,則可延長浸泡時間達20-30秒,并提高水溫,反之硬化時間延長。受傷部位應套上彈性墊套,由醫護人員按螺旋式包扎造型。包扎3-6分鐘內,塑性效果較好,5-7分鐘后充分硬化,10-15分鐘后完全硬化,30分鐘后達到最高強度。

這種新型矯形繃帶矯形強度高、重量輕、能透氣、能透X射線、抗水性好,可用肥皂清洗,繃扎期間甚至可入水或淋浴。1983年,上海醫療器械研究所等八個單位協作,以填補了我國這一空白,目前這類產品已經投放市場。

7、乙烯基聚合物矯形繃帶

聚氨酯繃帶雖比石膏繃帶有很多優點,但其工藝復雜,而且對潮氣非常敏感,保管不當,很容易固化失效。國外還有一種高分子繃帶,需要在紫外線折射下才能固化,使用也非常不便。因此,乙烯基聚合物繃帶作為一種新型高分子繃帶應運而生,它與聚氨酯一樣輕型、堅固、使用方便,不同之處在于,它對水也并不敏感,無需特殊光源照射,制作中不使用有毒溶劑,并且制品包裝不需要特殊防潮。

這種繃帶的涂層材料是至少含有兩個乙烯基的疏水性預聚體。這種高分子材料本身不與水反應,但其中混入的乙烯基聚合催化劑是一種可以用水激活的物質。當與水作用時,預聚體溪水溶脹變粘,吸水量至少是其自身重量的10%。預聚體中混入的催化劑被水激活,使乙烯基聚合物的預聚體聚合固化。

乙烯基預聚體是一種可以聚合的低分子材料,分子量在400-24000之間,一般是600-20000,最好在1100-16000范圍內。預聚體性能根據含有乙烯基的數量多少而有不同,含有乙烯基數量多則固化效果好。選用丙烯基團、甲基丙烯基團等效果也較好。一種含有叔胺基團的預聚體制成繃帶后,固化速率快,存放時間最長。適宜的疏水基團多為乙烯基氧化物,如聚乙二醇。催化劑是一種氧化還原劑,它由一個氧化組分和一個還原組分組成,以細粒狀均勻的混在預聚體中,含量為0.1-10%,最好為0.2-2%。為防止繃帶在制作與存儲中提前聚合,加入抑制劑。為使固化前易于操作,加入柔軟劑,常用硅油,加入量為預聚體重量的10%??噹枰咨?,故還要加入一種有機多元酸增白劑,如酒石酸、檸檬酸。

置備預聚體要將乙烯基疏水聚合物溶入有機溶劑中,如二氯甲烷。然后加入催化劑、抑制劑、柔軟劑和增白劑,制成粘性液體,用滾筒涂層法涂到織物上。所用織物可以是各種織物。要保證舒適性,織物應有彈性,最好選用拉舍爾經編織物。為了加強繃帶強度,可以使用玻璃纖維針織物。如果兼顧強度和舒適性,宜選用玻璃纖維與橡膠彈性絲相結合的編織結構。預聚體在織物上的涂層量為:100-350g/ m2。涂層后的織物待溶劑揮發預聚體干燥后進行裁剪和卷繞,封裝于聚乙烯塑料袋中。這種繃帶的使用方法與效果與聚氨酯繃帶相同。

8、壓槽無紡布繃帶

對于剛剛愈后拆掉縫合線的傷口,需要包扎保護,以防受拉開裂。這種保護也具有減輕疤痕、肌膚美容的效果。小型傷口可以使用透氣性壓敏膠帶,而對較大傷口還需用繃帶進行較長時間的加固和養護。壓槽無紡布繃帶就是為這種用途而設計的新型制品。

這種繃帶的基材使用紡粘法無紡布。所用纖維可以選用尼龍、滌綸和丙綸中任意一種。無紡布經過加熱軋滾軋制,使其一個面為光滑平面,而另一個面壓成有序排列的凹槽,光滑基面涂有壓敏粘合劑,使用時可在傷口部位隨意包扎。熱軋在高于基材玻璃化溫度而低于其熔點的溫度下進行,在形成凹槽的部位,因受熱擠壓,纖維幾乎熔結,增加了繃帶的抗摩性和抗撕裂強度。凹槽呈矩形,長度是寬度的5倍,平行等距整齊排列,相鄰兩排凹槽互相錯開。這種結構意想不到地產生一種彈性,改變凹槽設計,可以改變繃帶的彈性。光滑平面所涂壓敏粘合劑具有防水透濕且無毒無副作用的性能,可采用乙烯基醚、丙烯酸聚合物、聚醚及含疏水基團的丙烯酸酯共聚體,也可采用聚異丁烯與天然橡膠的共混物。涂敷量為40 g/ m2。涂敷方法是把粘合劑噴到一張紙上,干燥固化后,用足夠的壓力與基材結合,最后裁成一定尺寸的帶狀,消毒備用。

這種繃帶工藝簡單,成本較低;強度好、有彈性、不散邊,不卷邊;覆蓋在傷口表面,不僅起保護作用,還能防浸和透濕,長時間使用能保持舒適性。這是一種值得推廣的新材料。

五、防護服

醫生在治療如HIV、SARS、MRSA、庫雅氏癥(瘋牛?。?、肝炎和嚴重的急性呼吸綜合癥患者時,也有被感染的危險。傳統的醫用紡織品如醫生和護士的工作服以及醫用床單,均應采用阻隔紡織品以保護醫護工作者。

北京潔爾爽高科技有限公司深圳衛生服裝廠生產的Jlsun®醫用防護服包括很多種,不但有日常防護服、特殊科室防護服、手術室防護服,還有急救防護服、衛生保健用具等等。所采用的面料主要為PTFE復合織物(PTFE復合滌綸長絲布、PTFE復合無紡布、化纖長絲布/PTFE膜/無紡布復合織物等),也有防水、防油、防血污、防靜電、透濕涂層織物等。

對于醫護人員來講,由于可能接觸到有毒、有害的氣體或氣溶膠,有害的血液或體液以及一些有害或傳染性病毒和微生物等,因此就需要防護口罩、防護服裝、防護眼鏡和防護手套等對醫護人員進行必要的保護??梢哉f,醫用防護涉及到醫療領域的所有層面,貫穿著醫療工作的整個過程。

(一)防護服應具備的特點

醫用防護服應具備以下一些特點:

  • 需要避免病毒飛沫、痰跡、血污等沾染織物表面;
  • 發生一定壓力的臟污或血液噴射時,病毒不易穿透織物;
  • 病毒污液或血液、化學助劑等即使沾污在服裝表面也不能滲透到服裝內部;
  • 應具有優異的對氣溶膠病毒阻隔性能;
  • 為了防止發生燃燒傷人和靜電火災,防護服應具有良好的抗菌、防靜電、阻燃功能;
  • 防護服裝必須具有較高的透濕性才能達到穿著舒適,這在夏季尤為重要;
  • 應當耐消毒和殺菌處理,對于耐久型防護服而言,還應當具有耐洗滌、耐老化、耐熱性能;
  • 對于醫用口罩而言,除具有良好的病毒防護性能外,還應當具有較小的氣流阻力,以便呼吸順暢,滿足使用需要。

(二)醫用防護服面料的生產

傳統的醫用防護服按其制作材料分,主要有3類:普通無紡布、橡膠或涂層面料、閃蒸發一次成型濾材制做的防護服。無紡布產品經過功能整理后具有拒水、拒油、抗酒精等特點,隔離性好,吸濕透氣,穿著舒適,一次性醫用防護服多由普通無紡布制成。但是普通無紡布的防護效率低,只有40%左右,不能滿足國標標準的最低要求,而且牢固度差,易撕裂。閃蒸發一次成型制作的濾材,其防護性能較好,但是其面料的防護均勻性不好,同一塊面料有的部位過濾效率高,有些部位卻很低。橡膠或涂層面料制作的防護服,其防護效果較好,但其透氣透濕性能很差,無法滿足醫務人員在夏季酷熱條件下的穿用需要。

國家對衛生防護面料有一系列技術要求,如液體阻隔功能、抗靜電性、阻燃性和抗菌性等,并規定了表面沾水、抗靜水壓、損毀長度、表面電荷密度、透濕量和機械強度等具體指標。因此,衛生防護面料屬于多功能復合型整理面料。

1、涂層防護面料

采用無紡布或機織面料為基布,通過浸軋與涂層相結合的方式,可生產各項指標都能達到國家衛生防護服要求的防護面料。這種醫用防護服克服了傳統防護服無法將防護性與舒適性兼顧的不足,具有隔離抗菌℃性好、透氣性好的特點,是較理想的防護產品。

(1)基布的選擇

a、無紡基布

無紡布具有質地輕薄、透氣性好、價格低等特點,是一次性防護品的首選材料。幾種棉質水刺無紡布、滌綸紡黏無紡布、丙綸紡黏無紡布的性能特點如下表所示:

表4.幾種無紡布的性能

無紡布材料

性能特點

棉型水刺無紡布

手感好,與纖維平行方向強力低,遇水后結構解體

滌棉紡黏無紡布

強力高、手感好、易燃燒、靜電大

20g/m2丙綸紡黏無紡布

手感柔軟,質地輕薄,強力適中,在涂層轉移時粘合劑易透過基布

30g/m2丙綸紡黏無紡布

手感柔軟,質地輕,強力高,轉移工藝交易控制

40g/m2丙綸紡黏無紡布

手感偏硬,舒適度較差,強力高

由上表看出,30g/m2規格的丙綸紡黏無紡布質輕、手感好、強力適中,因此該規格的丙綸紡黏無紡布宜用做基布。

b、機織物基布

以滌棉混紡織物作為基布的防護材料經消毒、滅菌處理可以多次使用,可降低成本??紤]到醫院服裝特殊的消毒洗滌方法,一般衣被(無明顯污染及無傳染性)洗滌方法是:棉質衣被用1%洗滌劑溶液70℃以上溫度;化纖衣被只宜40-45℃在洗衣機內洗25min,再用清水漂洗;傳染病和燒傷病患者的衣被:必須用1%-2%洗滌劑在90℃以上洗30min或用含有效氯500mg/L的消毒液70℃洗滌30-60min,然后用清水漂洗。

由于醫院苛刻的洗滌過程,對衣物的損傷很大。根據調研人員反映,醫護人員一般心里認為,質地較厚的衣服能給他們更多的安全感以及夏天不會太透等,同時考慮到所開發的功能醫護服裝會采用染色織物,因此,對面料染色牢度、是否含有偶氮染料等問題提出了很高的要求??梢赃x擇滌棉線絹(T/C 65/35 40S×40S)作為醫護人員服裝面料,病員服采用色織全棉布(40S×4098×66)。醫院是細菌病毒滋生、交叉傳染很嚴重的地方,對基布進行防水、防油及抗菌整理,是非常必要的。

(2)功能整理

a、工藝流程

  • 先浸軋、后涂層

工藝:基布→浸軋防油防水劑FG-910、抗菌劑SCJ-2000、阻燃劑Jlsun®→烘干→涂層→焙烘

此工藝采用前防水方法,對經前防水的基布在進行涂層,可有效防止涂層膠背滲,控制涂層膜的厚度,保證面料的手感和透濕量。

  • 先涂層、后浸軋

工藝:基布→涂層→浸軋防油防水劑FG-910、抗菌劑SCJ-2000、阻燃劑Jlsun®→烘干→焙烘(160℃×2min)

該工藝以后防水為特點,目的是保證涂層面的表面沾水測試等既符合標準要求,以解決通常采用水性涂層膠所存在的涂層面拒水效果差,表面沾水等級不高的缺點。

b、涂層劑的選擇

由于衛生防護服對各類粉塵、微粒,甚至細菌、病毒的阻擋要求較高,普通機織面料必須經過涂層才有可能達到相關要求。而涂層劑的性能直接影響著防護服材料的技術指標。涂層一般分為面涂和被涂兩種方式,考慮到織物符樣的可能性,通常采用被涂方式。涂層厚的面料普遍存在透氣、透濕性能差的缺點,因此合理篩選涂層劑進行涂層,達到既能有效隔離,又能滿足穿著舒適性要求,是生產技術的關鍵之一。

目前常用的涂層劑有:聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯。聚丙烯酸酯透濕性差、低溫手感發硬。聚四氟乙烯作為涂層劑的防護材料具有優異的性能,但成本高、工藝復雜。聚氯乙烯透視性差、手感硬、耐溫性能差。聚氨酯彈性好、手感柔軟、耐老化、成本適中。因此,宜選用無孔型防水透濕聚氨酯涂層劑。這種無孔型防水透濕涂層劑確保了防護服對粒子(病毒)的阻隔性能,并能通過化學階梯石機理產生透濕作用。這類涂層劑中最著名的是Jlsun®ATF,它除了具有普通防水透濕聚氨酯涂層劑的特性外,還具有優異的阻燃性能。

透濕性是防護服材料穿著舒適性的一個重要因素,聚氨酯雖然具有較高的透濕性,但據標準要求還有一定的距離。聚乙二醇具有很多親水性基團,與聚氨酯混合后可進一步提高涂層劑的透濕性。在涂層劑中,加入一定分子量的聚乙二醇后,透濕量明顯地提高。通常,聚乙二醇的用量為涂層劑重的10%。

2、醫用PTFE復合膜防護服材料

由于“非典”冠狀病毒對人體的傳播主要有三個途徑:①直接吸入含有病原體的空氣飛沫和塵埃造成傳播。②通過手接觸呼吸道分泌物所污染的物品、用具、玩具等,經口鼻而傳播。③密切接觸傳播:指治療、護理、探視病例,與病例共同生活,直接接觸病例的呼吸道分泌物或體液。

 

冠狀病毒的直徑較小,平均100nm左右;在空氣或水中有一定的存活期限。因此,對冠狀病毒的防護主要應包括污染環境消毒、污染物品的消毒、醫護人員的防護、消毒人員防護等。

在沒有防護或穿著非防護服時,病毒可通過呼吸直接進入呼吸道,或沾污在皮膚上后進入呼吸道。在穿著服裝或戴口罩時,病毒先吸附在織物纖維上,然后通過織物間的空隙擴散或滲透進入服裝內層,接觸皮膚,進而通過各種渠道進入體內。

在對人體防護時,防護服裝或防護口罩首先應當使病毒或飛沫不易沾附在服裝表面,其次服裝織物的微孔應當足夠小,使得病毒不能穿透織物。要使織物的微孔足夠小,可以通過多層織物(超細纖維無紡布)或采用微孔膜層壓實現。同時,沾污在服裝或口罩上的病毒應能通過洗滌、消毒或殺菌等方法去處。

(1)“非典”防護服材料性能要求

根據以上防護原理和防護要求,“非典”防護服材料應具有以下幾項功能:

  • 拒水、拒血污、化學試劑性能。

避免病毒飛沫、痰跡、血污等沾染織物表面。

  • 耐水壓或耐血壓性能。

發生一定壓力的臟污或血液噴射時,病毒不易穿透織物。

  • 防污物滲透、阻隔性能。病毒污液或血液、化學助劑等即使沾污在服裝表面時也不能滲透到服裝內部。
  • 很好的氣溶膠防護性能。

由于冠狀病毒主要是通過飛沫以氣溶膠形式被人體吸附感染的,而且病毒直徑很小,僅有100納米左右,很容易透過一般防護材料,所以防護材料應具有優異氣溶膠病毒阻隔性能。

  • 良好的抗菌、阻燃、防靜電性能。

由于醫務人員接觸到各種病菌,同時在病房或手術時會有氧氣等易燃氣體存在,為了防止發生燃燒傷人和靜電火災,防護服應具有良好的抗菌、防靜電、阻燃能力。

  • 良好的透濕舒適性能。

由于“非典”病房為了防止交叉感染,不能使用中央空調,加上醫務人員工作量大,活動多,這樣防護服裝必須具有較高的透濕性能,才能達到穿著舒適,這在夏季尤為重要。下表僅僅是在0-20℃環境下、戶外不同運動時得出汗量,當在室內活動或外界溫度達到30℃以上時,人體出汗量會成倍增加,通常一般夏季棉布服裝透濕量約在14000g/m2•24hr左右,但無任何防護功能。因此“非典”防護服裝材料的透濕量應在8000g/m2•24hr以上。

表5.不同運動時人體出汗量

運動

(千卡/米2•小時)

室外溫度(℃)

0

10

20

坐著

50

1160

1280

1720

水平步行

140

2320

2640

4040

中等勞動

220

4040

5320

6920

重勞動

300

7720

7960

11520

 
  • 良好的耐老化、耐洗、耐消毒、耐殺菌性能。

由于“非典”防護服裝需要經常殺菌和消毒,因此應當耐消毒和殺菌處理。對于耐久型防護服而言,還應當具有耐洗滌性、耐老化性能、耐熱性能等。

  • 對于醫用防護口罩而言,除了具有良好的病毒防護性能外,還應當具有較小的氣流阻力,以便呼吸順暢,滿足使用者的使用需要。

此外,防護服材料還應具有一定的物理機械性能,滿足穿著需要。

作為醫用防護材料,要達到上述目的,首先應研制高性能隔離層,以達到隔離病毒、抗血液或體液滲透、抗其他液體滲透、透濕目的;還應選擇適當的面料,并結合相應的功能整理,以達到防油拒水、抗靜電、阻燃、抗菌等功能;再結合適當的復合工藝,將二者結合在一起,以滿足“非典”防護服的需要。

(2)“非典”防護服的隔離層

從防“非典”要求來看,耐久醫用防護服隔離層應當阻隔病毒或血液等的滲透,這就要求隔離層無空或孔隙足夠的小,同時又能夠透濕,滿足此條件的耐久服裝用隔離層只有聚氨酯、聚四氟乙烯微孔膜等。

a、微生物的大小及過濾方法

對于氣體中存在的各種微粒、分子來講,其大小可以相差五個數量級,見表6。對于這些物質進行分離需要采用從微濾到反滲透等不同的膜才能彼此分開。SARS病毒體尺寸在80-120nm,如將其與水汽分離需要采用微濾或超濾。對于防護服裝來講,SARS病毒對服裝的壓力通常小于20kPa,防護服裝測試時血液滲透壓力在13.7kPa即可。因此從分離原理上講,防護服用隔離膜可采用非對稱多孔膜或復合膜。由于單純PTFE微孔膜的粒徑較大,通常大于0.1μm,這樣在一定壓力下,部分病毒可能吸附滲透進入服裝內部。而PTFE復合膜因具有較小的孔徑,從而保證了病毒的阻隔性能。

表6.小顆粒、分子、離子的表觀尺寸

物種

尺寸范圍/nm

酵母菌和真菌

1000-10000

細菌

300-10000

油乳滴

100-10000

膠體顆粒

100-1000

病毒

30-300

蛋白質/多糖(分子量104-106

2-10

酶(分子量104-105

2-5

常見抗菌素(分子量300-1000)

0.6-1.2

有機分子(分子量30-500)

0.3-0.8

有機離子(分子量10-100)

0.2-0.4

水(分子量18)

0.2

 

b、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜的結構特點

PTFE膜良好的透濕性是由其特殊的形態結構決定的,從掃描電鏡觀察可以看到(參見圖1):PTFE微孔薄膜的表面具有蜘蛛網狀的微孔結構。微孔形態為常規纖維節結構。PTFE微孔薄膜屬于非對稱性膜,膜的正反面微孔尺寸有差異,膜的截面是一種網絡結構,在孔的三維結構上有網狀連通、孔鑲套、孔道彎曲等非常復雜的結構,可能由多個微孔組成一個通道,也可能一個微孔與多個通道相連(照片中百色為PTFE纖維束和結節,黑色為孔洞)。薄膜的厚度從20μm到35μm不等。

圖1.PTFE膜表面電鏡照片

由于病毒隔離、防血液(體液)滲透與透濕是相矛盾的兩個問題,為了達到兩者的有機統一,既具有較好的病毒隔離效果、防止體液滲透,同時透濕舒適,PTFE復合膜在保持一側存在微孔,平均直徑約為0.25μm,有利透濕的同時;另一側封閉層,仍未能看到微孔,這將有利于病毒隔離和防水,但由于封閉層很薄,不會對透濕影響太大。因此,這種復合膜既保持了PTFE膜的原有特點,如耐水壓高、透濕量大,又提高其耐洗滌性能和機械性能,同時對各種微小病毒具有很好的阻隔性能。

c、四氟乙烯薄膜防水透濕機理

如前所述,PTFE薄膜厚度約20-30μm,孔徑0.2-0.3μm,每平方英寸含有90億個微孔。由于PTFE膜孔徑在0.2-0.3μm,因此具有較好的防水性能。每個微孔比水滴小2萬倍,比水蒸氣分子大700倍,再加上聚四氟乙烯較低的表面張力,因此,PTFE膜具有較高耐水壓,同時微孔能暢通地排出汗蒸汽,又能遮擋住潮氣及冷風的侵入,從而獲得在各種氣候及活動中高度的舒適性。

盡管PTFE微孔膜具有良好的透濕和防水性能,但由于病毒尺寸較小,比如冠狀病毒直徑為80-200μm,這樣PTFE膜孔徑仍比病毒尺寸大,會造成病毒的滲透。同時,PTFE膜由于其親油性,在洗滌和使用中性能下降較大,也會影響其隔離性能。因此,普通PTFE微孔膜作為耐久醫用防護服隔離層仍存在問題。

表7是不同工藝膜的性能測試結果。盡管PU涂層、PU濕法轉移涂層、TPU層壓復合也具有病毒防護效果,但其透濕性能均比PTFE復合膜層壓織物差得多,同時PU涂層和TPU復合織物的保暖性均比PTFE復合織物的高相差2-4倍,這也反映出其涼爽性不如PTFE復合膜層壓織物。

表7.不同膜復合織物的性能測試結果

品種及功能

滌綸綢PU涂層布

滌綸綢PTFE復合膜層壓布

滌綸綢濕法PU涂層布

滌綸綢TPU復合布

主要組分

抗靜電滌綸綢面料,PU干法涂層

抗靜電滌綸綢面料,PTFE復合膜

抗靜電滌綸綢面料,PU濕法轉移涂層

抗靜電滌綸綢面料,TPU膜復合

性能測試

初始

洗10次

初始

洗10次

初始

洗10次

初始

洗10次

耐水壓,KPa

3.7

4.5

117.2

18.5

19.2

6.7

101.2

105.6

透濕量,g/m2·d

2140

7430

10850

11790

2430

2750

3510

3960

過濾效率,%

100

99.4

99.981

99.967

100

100

99.911

100

保暖率,%

18.56

 

14.40

 

 

 

20.59

 

導熱系數,J/m2·℃·s

46.52

 

63.04

 

 

 

39.99

 

熱阻,clo

0.139

 

0.102

 

 

 

0.161

 

 

六、內用醫療紡織品

醫用紡織品不僅用來保護和加速體外創傷愈合,它們還可以用于患者體內。紡織品越來越多地被用于植入性醫學材料。

Offray Specialty Narrow Fabric的Ralph Artigliere聲稱,適用于作植入器官的紡織材料是聚酯纖維,因為它不會降解,而且具有生物學惰性,因此,它成為了一種受到普遍歡迎的材料。有些纖維如尼龍不能用作植入器官,因為它會在人體內降解。

1、人工血管

隨著血管外科手術的發展,對于血管病變、硬化、栓塞等癥狀都能使用異體血管或人工血管進行移植或修復。自1952年世界上開始使用高分子材料制作人工血管進行動物實驗以來,至今它已作為廣泛用于臨床的材料,在醫療中起到重要的作用。人工血管作為輸送血液的管道,除了要具有必要的生物安全性、耐消毒性外,還要求其物理化學性能穩定、網孔度適宜,有一定強度、易彎曲、不吸癟、耐體內彎曲和壓力;做移入手術時,要求縫合性好,與人體組織能迅速結合。      當人工血管與人體血管縫合后,人工血管內壁在血液流通中附著各種血液成分,逐漸形成具有血液相溶性的假內膜,其外壁也因逐漸形成人體結締組織而被固定。這種結構與人體血液的內外膜結構非常相似。人工血管具有合理的孔隙度對其內外膜的長成非常重要??紫抖冗^大,血液滲出量大,容易造成休克;孔隙度過小,又不利于血液滲入,影響假內膜的生長和外膜營養的供應。

開發人工血管所用的纖維材料有桑蠶絲、聚酯長絲、聚酯高收縮絲、聚四氟乙烯纖維等。制成的人工血管有直管型、分叉型和多支型。所用織造方法涉及機織、針織和非織造技術。機織物孔隙率小,孔徑均勻,內表面平滑,處理成蛇腹狀,能適應人體的伸縮性。經編人工血管的外觀比較粗糙,其表面有規律性的凹凸圈狀結構,彈性好、手感輕,管壁比機織物略厚,具有不脫散的穩定性??p制時扭曲現象少,手術成功率高,特別是對于分叉人工血管,其分叉接頭處可以利用多把梳櫛輪流編織,能使其既牢固又光滑,也能提高致密度,減少漏血量。非織造人工血管因其毛絨外觀,有利于白蛋白附著,能促進假內膜生成。另外,選用生物吸收性材料進行浸漬或涂層,或在織造中摻入生物吸收性纖維,能使植入的人工血管初期滲血少,然后某些部位隨生物吸收性材料被降解,使孔隙增大。

2、人工韌帶

人工韌帶也稱人工筋,系指為修復傷殘韌帶而制作的代用假體。這類假體因需植入體內,接觸血液和組織,對生物安全性要求很高。同時,由于疲勞、磨損和骨質切割,對強度要求也較高,加之需與骨關節牢固地固定住防止滑脫,還需進行特定的結構設計。

制造人工韌帶所用的纖維材料涉及聚四氟乙烯纖維、聚酯纖維、高強聚乙烯纖維以及芳綸等生物穩定性纖維,也包括碳纖維、聚氨酯纖維等生物親和性纖維。這類纖維經過特定的紡織制作技術制成條帶結構,兩端多有環狀物,以利于用皮質骨螺釘固定在骨體上。人工韌帶隨人體組織長入條帶結構的纖維間后與人體結合為一體,因而可以充分發揮韌帶的功能。

碳纖維是開發人工韌帶的適用材料,其性能穩定,生物親和性好,直徑細小,有利于促進細胞長入。英國在20世紀70年代就開始進行碳纖維的整形試驗,用碳纖維修復羊的足跟腱,1個月后羊能行走,且在碳纖維周圍長出了筋腱組織。80年代曾用1萬根碳纖維置換豬膝關節的十字韌帶,碳纖維周圍增長的結蒂組織與拉緊處于同一方向,進一步證實了人工韌帶對傷殘韌帶的修復能力。80年代末,我國醫學專家召開碳纖維醫用臨床學術研討會,充分肯定了碳纖維用作人工韌帶的價值,也進入這一研究行列。聚氨酯長絲具有優良的彈性和生物親和性,具有類似于韌帶的功能,也較多地被用作人工韌帶材料。美國人采用聚醚型聚氨酯纖維開發人工韌帶,并在纖維中加入硫酸鋇,使之具有X光檢測性,為試用中的觀察和分析提供了便利的條件。

開發人工韌帶也較多地使用雙組分纖維材料。英國一專利介紹一種碳纖維和聚酯纖維的復合線性材料,這種材料以碳纖長絲為芯體,由至少分成兩股的聚酯纖維螺旋覆于芯體之上,這種結構使碳纖維表面積盡量暴露在外,有利于與新生組織長成一體。諸如此類,人工韌帶的設計和研制是一個很為活躍的領域,這也是一個具有深遠意義的工作。

3、內用醫療紡織品新發展

目前,紡織材料和生物醫學領域之間還沒有很好的聯系橋梁,科學家們一直努力用紡織工業的科學技術來改進醫用材料,尋找紡織工業中哪些是可以用于醫學領域的。

Auburn大學的Sabit Adanur 和Irsale嘗試將編織物植入動脈內作縮窄支架已經被植入動脈中,Irsale認為紡織品和聚合物在結構上可以做得更好。“未來的縮窄支架會用聚合物制成”,Irsale說道,“因為滌綸單絲具有生物適應性,價格便宜且來源廣泛,現已被用于‘紡織縮窄支架’,現在我們正在生產紡織品縮窄支架原型,同時在開發縮窄支架力學模型。”

Ellis利用專利繡花技術和縫合技術,采用縫合線制作可植入的醫學器械。該類產品包括用于血管外科手術的植入性材料以及可以為肩部恢復提供支撐的材料。“關鍵是刺繡技術”Ellis說道,“刺繡技術可以提供更多的設計靈活性,縫合線可根據你的需要從任意兩個針腳間穿過??椩靹t很呆板,你必須以90度的角度進行,而且針織結構太易變形,不能提供足夠的支撐。”

Rhode Island大學的Martin Bide和Phaneuf一直在研究包括紡織品植入材料在內的一些課題。就像Ellis,他們一直努力從紡織工業中選擇合適的工藝和器材用到醫學領域。該課題組已經研制出一種抗菌縫合線,像“染色”一樣將抗生劑“染”到縫合材料上。Bide聲稱,“我們已經研制出一種聚氨酯產品,可用抗生劑進行染著,對導尿管進行抗菌整理。”

迄今為止,由于人體具有排異性所以無法接受即便很小的人造動脈。因為小動脈容易凝血,現在沒有小的人造動脈可以用在心臟分流術或膝蓋以下手術,而這些小的人造動脈往往又是糖尿病患者和吸煙者所必需的。因此有必要尋求一種解決方法,以免那些患者膝蓋以下截肢。

Phaneuf從紡織技術中借鑒了一種解決方案。他們采用了現有的技術——滌綸電力紡技術將膠原質和聚酯做成雙組分復合材料,這種生物復合型材料更容易為人體接受,用它作人造動脈的針織滌綸中空管的感染率僅為6%,因此它們適于做骨架關節的表面等。

據Bide介紹,他們已經研究出一種對聚酯表面改性的方法,形成活性基團及交聯蛋白質,便于纖維根據應用需求進行各種不同的藥物功能整理,如抑制凝血或促進愈合。

七、生命T恤

VivoMetrics曾推出一種醫學裝置叫做“生命T恤”,它是基于“呼吸感應城鄉”技術設計而成的??梢韵馮恤一樣穿著的該裝置可以測量患者的心跳、呼吸、體征、活動、血壓、血紅蛋白氧飽和度,還可以被設定來收集其他紀錄。這數據被收集在一張數據卡內,可以上傳到電腦內或通過互聯網發送給人們來監測或分析這些數據。

八、尿布及衛生巾

最早使用的尿布是簡單的棉布片,利用其吸濕性容留尿液。目前常用的是用即棄型超吸水尿布。它具有三層基本結構:接觸皮膚的一層為透液層,中間層為尿液吸收層,底層為防滲層。大多使用聚丙烯、聚乙烯/聚丙烯復合纖維制成非織造布,可以采用紡粘法非織造布,也可采用射流成網非織造布,還可以采用熱粘合壓紋非織造布,克重一般在24~55g/m2。其中以聚丙烯非織造布最好,柔軟舒適且價格低廉。尿布的尿液吸收層為吸濕芯,它具有很強的吸液性,能使尿液盡快地透過表面層而吸入其內。這里所使用的高吸水材料分顆粒型和纖維型兩種,主要有交聯聚丙烯酸鹽、羥甲基纖維素等。它可吸收自身重量400~1000倍的液體,而且吸進的液體不會被重新壓出來。尿布的底層為微孔薄膜,借助于微孔的透氣性,可以減緩尿布內的悶熱狀態,減少物理、化學刺激,降低尿疹的發生率。所以微孔薄膜以聚四氟乙烯為好,但價格較貴。也可用聚乙烯微孔薄膜,它也具有很好的透濕性和使用強度,制作成本較低。

婦女用衛生巾是我國消費量比較大的衛生用產品之一。新型衛生巾為中厚周薄型吸水體衛生巾。中厚周薄型吸水體婦女衛生巾設計為中間厚四周薄,節省了大量的吸水材料。中間為吸水芯材,由高分子加復合吸水材料組成;外層是柔絲網面。其特征是:表面干爽柔軟,中間是超強吸水芯體,外型凸起,四周??;凸起部位能與女性的生理部位形成凸凹的自然吻合,吸水體能更迅速、更多地吸收分泌物,且始終保持表面干爽、舒適,更能解決女性使用時不散熱、不透濕,易產生婦科病的缺點。

目前市場上已出現抗菌防臭型衛生巾及尿布,它們是以Jlsun®抗菌防臭劑處理作為透液層的無紡布或柔絲網面,也有采用抗菌丙綸纖維等生產的無紡布。在陰暗潮濕的部位使用抗菌材料,有助于提高衛生性,防止尿疹、陰部瘙癢和其他婦科病。這是該類產品未來的發展趨勢。

除了以上介紹的品種外,醫療衛生用紡織品還有防褥瘡墊、床單、各類保健織物、口罩、人工腎、人工肝、機械肺等等。紡織品在醫療衛生領域的應用范圍還在逐步擴大,隨著新型紡織材料、紡織技術和醫療水平的不斷發展,紡織品的應用將會更加廣泛。

第三節  非織造布在醫療衛生領域的應用

醫療衛生用紡織品最早廣泛使用棉、毛、麻、絲等天然纖維。隨著紡織、化學等領域的技術發展,隨后又大量使用錦綸、滌綸、腈綸、粘膠等化學纖維。特別是后來非織造技術的推廣,化學纖維的應用幅度進一步擴大。

常見的保健和衛生用紡織材料的分類和制造方法見表8:

表8.保健和衛生用紡織材料

產品用途

纖維種類

制造方法

手術服

大衣

棉、聚酯、聚丙烯

非織造、織造

帽子

粘膠

非織造

面罩

粘膠、聚酯、玻璃纖維

非織造

手術覆蓋布

披蓋布

聚酯、聚丙烯

非織造、織造

蓋布

聚酯、聚丙烯

非織造、織造

床上用品

毯子

棉、聚酯

機織、針織

床單

織造

枕套

織造

衣服

工作服

棉、聚酯

織造

防護服

聚酯、聚丙烯

非織造

失禁用尿布

包覆面料

聚酯、聚丙烯

非織造

吸收層

絨毛漿、超吸收材料

非織造

外層

聚乙烯

非織造

揩拭布

粘膠

非織造

手術用針織布

聚酰胺、聚酯、彈力紗、棉

針織

 

表9.非移植用紡織品材料

產品用途

纖維種類

制造方法

傷口護理

吸收紗布塊

棉、粘膠

傷口接觸層

蠶絲、聚酰胺、粘膠、聚乙烯

針、機、非

基材

粘膠、塑料膜

非、織

繃帶

普通非彈性/彈性

棉、粘膠、聚酰胺、彈力紗

機、針、非

輕度支撐

棉、粘膠、彈力紗

機、針、非

壓縮性

棉、聚酰胺、彈力紗

機、針

整理外科

棉、粘膠、聚酯、聚丙烯、聚氨酯膜

織、非

膏藥布

粘膠、塑料膜、棉、聚酯、玻璃纖維、聚丙烯

針、機、非

紗布

棉、粘膠

織、非

外科用絨布

塑料

粘膠、棉短絨、木漿

 

由上表看出,非織造布產品在醫療衛生方面使用較為廣泛。目前美國非織造布的60%~70%都用于醫療衛生及生活用品。在西歐使用的醫用紡織品中,75%是非織造布產品,而其中的30%為用即棄產品。

非織造布(主要是水刺和紡粘非織造布)和織造類紡織品相比具有以下幾個優點:

(1)非織造布加工簡單、成本低,可以較好地滿足醫療衛生用品的一次性使用,從而防止細菌傳播和交叉感染。

(2)能有效地屏障細菌的穿透或減少術后感染的危險。國外一些專家比較了每分鐘穿過1平方英寸織物的細菌數量,一層織物為790—19000個,雙層織物為420—13000個,而采用非織造布的細菌穿透數為0。因此,采用非織造布可防止和減少術后感染的危險。有研究表明,在3152例使用織造紡織品手術中,傷口感染率為1.11%;在3236例使用非織造布手術中,僅有0.43%發生感染;在1000例使用非織造布的手術中,敗血癥發生率為2.27%;而1153例使用織造紡織品的手術中,敗血癥發生率達到6.43%。

(3)非織造布纖維網狀結構松軟、透氣,吸濕效果好,且衛生性優于紗布。

(4)非織造布減少了塵屑和短絨的脫落,可提供最佳的手術環境。0.5μm以下粒徑的塵埃依附有細菌,1克灰塵可以攜帶相當于其重量10%的細菌,這是手術后傷口感染的一個主要因素。采用非織造布醫療外科用品時,手術室內空氣中懸浮塵埃數量可減少43%,極有利于改善手術室內空氣的潔凈程度,減少術后傷口感染的發生。

   據全國衛生產業協會1994年的統計,國內醫院外科材料重復使用感染率為8%,而重復性感染所耗費的治療醫用費用平均每人高達2000元。由此可見,推廣使用非織造布醫療外科用品,是防止和減少交叉感染的有效途徑之一。 非典病毒的傳播途徑主要是與感染者的飛沫、分泌物、排泄物的接觸。因此,隔離服、防護服、口罩、頭套、手套、腳套等必須能有效地防止接觸感染者的體液,以達到隔離和防護的目的。由于純棉織物具有良好的舒適性,人們普遍習慣使用棉制品,然而普通棉布不但不能阻止污染粒子侵入,而且未經抗菌整理的棉織物還可能增加污染程度,所以應當提倡人們改變消費習慣,在非常時期最好使用一次性防護用品。

用于生產醫療衛生用非織造布所使用的原料,占第一位的是聚丙烯纖維,其次是聚酯纖維,其他還有粘膠纖維、木漿纖維及抗菌纖維等。

一、醫療衛生用非織造布的品種

非織造布的品種繁多,性能各異,可通各種加工手段生產出不同性能的、符合要求的醫療衛生制品。醫療衛生用非織造布按其用途的不同可做如下分類:

(1)醫療用非織造布

非直接醫用品:包括手術衣帽、口罩、帷簾、床單、罩衣、醫用過濾材料、防護服等。

直接醫用品:包括紗布、繃帶、敷料,藥膏、人造血管、人造皮膚、人造內臟等。

(2)衛生用非織造布

包括即用尿布、婦女用衛生巾、衛生用清潔材料。

以下選取幾種常用醫療衛生用非制造產品做一下介紹。

1、用即棄非織造布

嬰兒尿布、婦女用衛生巾、成人失禁用品等用即棄衛生材料,全世界的需求量每年增加6%~8%。用即棄非織造布有如下質量要求:

(1)有一定的強度;

(2)透水性能好,使液體能很快地進入吸水體;

(3)返濕力低,液體不易從吸水體返回到人體能接觸的表面;

(4)本身吸水性小,使皮膚感覺干爽;

(5)網面均勻、潔白、符合衛生要求;

(6)柔軟性、透氣性好,感覺舒適。

根據以上質量要求,衛生用非織造布的原料可采用粘膠纖維、滌綸、丙綸以及它們的混合材料。日本的嬰兒尿布大多采用聚酯紡粘法非織造布和聚烯烴類雙組分纖維的熱軋、熱風粘合非織造布。如Chisso公司開發的ES纖維(纖度為1.67到3.33dtex皮芯型或偏皮芯型聚乙烯/聚丙烯兩組分纖維),可將ES纖維混以粘膠纖維、聚酯纖維或常規聚乙烯纖維使用。在美國,多使用聚丙烯紡粘法非織造布,在某些情況下也使用聚酯紡粘非織造布作面料。

作為尿布或衛生巾面料的非織造布,需輕薄柔軟,產品質量控制在15~18g/m2。為了提高非織造布的透水性,可對其進行親水化改進,如采用烷基磷酸酯鉀鹽等陰離子表面活性劑與聚醚—硅氧烷等多種組分復配,對丙綸紡粘法非織造布進行親水整理,以獲得透水時間小于3~4秒、透氣、柔軟、爽滑的面料。目前國內使用的親水化劑是Jlsun®SW吸汗速干劑。為了使用和攜帶方便、舒適,嬰兒尿布和婦女衛生巾制品越來越趨于輕薄化。

2、手術衣

開發非織造布手術服涉及到各類非織造技術,濕法、干法因其工藝落后被新型工藝所取代,目前開發非織造手術服,以射流成網技術為主。由于高壓噴射作用,織物表面絨毛減少,由于纖維纏結沒有粘合點,織物柔軟,布面摩擦噪音小。用聚酯或聚酯混紡織物制作的這類非織造布經Jlsun®FG-911拒水整理后,完全符合手術服的要求。紡粘法非織造布也具有良好的應用前景,特別是高密度紡粘非織造布,不僅纖維細,手感柔軟,孔隙小而均勻,而且絨毛少,甚至比射流成網非織造布的絨毛脫落量還低。熔噴非織造布的纖維直徑僅有0.5-4um,加之結構緊密,可形成良好的隔菌性和防水透濕性。其不足之處是抗拉伸力較低。

作為手術衣,要求對病人和醫生都具有安全性,既要求具有抗菌性,還要求質地柔軟、貼身、穿著舒適、能透氣透濕、不悶熱,并便于醫生的手術操作。最近,用于制作手術衣的非織造布種類主要有水刺法非織造布、紡粘法非織造布、濕法非織造布和丙綸SMS非織造布(紡粘法—熔噴法—紡粘法三合一的非織造布),產品規格為40~50g/m2。由于用水刺法和紡粘法非織造布制成的手術衣穿著較為舒適,因此用量較大。特別是加入木漿纖維的水刺法織造布,由于其衛生性和穿著性好,近年來銷量迅速增加,在發達國家中擁有80~90%的市場占有率。將木漿纖維氣流成網枝術與水刺技術結合起來,生產性能優良的纖維/木漿產品是近年來開發的非織造布新產品。

木槳纖維是來自木材的天然纖維素纖維,吸濕性強,蓬松柔軟。若在滌綸非織造布制做中加入木槳,可大大提高產品的吸濕性,也可降低成本。以往為了提高水刺織造布的吸濕性,多采用滌淪與粘膠纖維共混的方法。若采用木槳纖維代替粘膠纖維與絳綸水刺布復合,除可提高產品的吸濕性外,還可獲得更好的經濟效益,一般采用滌綸和木槳各50%,做成60-70 g/m2的水刺非織造布,是制做衛生用品的理想材料。

3、手術覆蓋布 

手術覆蓋布是為了保持手術區域的清潔和無菌而使用的,因此,最重要的性能是抗菌性和無塵性,而且要求使用方便。例如,覆蓋布與病患者的接觸部位要貼身,不易滑動、不發生聲響。所以,手術覆蓋布一般需經無菌和防滑處理。

手術覆蓋布大體分為兩類,即拒水類和吸水—防水類。使用拒水類手術覆蓋布的目的是使從病人手術部位流出的血液等污染液能及時流走,以保持手術區域周圍的清潔。它使用的非織造材料是經拒水加工的水剌布。吸水—防水類手術覆蓋布的作用是使從手術區域流出的污染液被布的吸水表面吸收而不能穿透到覆蓋布的背面,以免造成污染液的擴散。吸水—防水類非織造布一般是由吸濕性較好的非織造布與聚乙烯薄膜或其他非透水材料復合而成,在實際應用中,對于有感染癥的病人,使用吸水—防水類手術覆蓋布,可防止污染液的擴散、感染。對于泌尿器官或眼科手術,由于手術時有大量的液體流出,因此若使用拒水類手術覆蓋布,并且在布的周圍裝配上集液袋子,便可以及時收集手術時流出的污液,保持手術區域的干凈和清潔。

4、口罩及面罩  

醫用口罩、面罩可防止醫生與病人之間的相互傳染,它要求具有高度的抗菌性和透氣性。過去的口罩多采用多層紗布或用25-30 g/m2的非織造布折疊而成;也有用模壓成形織造布的,但其濾菌性能不足,透氣性差?,F在制做口罩的材料多采用水刺法非織造布或中間夾有熔噴非織造布的復合材料,它們具備柔軟、透氣和過濾性能好等優點。如以丙綸熔噴法非織造布為過濾材料的口罩,其細菌過濾效率可高達95%以上。此外,在為高感染癥患者作手術時,為了防止污染液流入眼中,開發了屏蔽型面罩,即在面罩的上部裝上經防霧處理的透明樹脂,以保護施手術者的安全。

5、帽子

帽子的作用是為了防止從頭發上掉下頭屑、灰塵等細菌污染物。隨著使用對象和應用場合的不同,帽子的結構也各不相同。在國外,醫用帽子的種類很多,有手術帽、醫生帽、麻醉師帽、護士帽和技師帽等,根據使用者的職能而定。

用于制作帽子的材料一般有干法和濕法非織造布、丙綸紡粘法非織造布和水刺法非織造布,可根據帽子的作用、服用性能及樣式等加以選用。

6、病人服

病人服可分為長期使用和短期使用兩種。一般住院的病人服或孕婦分娩服使用時間較長,因此要求穿著舒適,不透明、不易沾污。此外,對衣服的顏色和樣式設計都有一定的要求。在服裝材料方面,以選用水刺法、錦綸紡粘法、干法以及丙綸SMS復合非織造布為主。對短期使用的制品,如進入X射線室的檢查服、病人做手術時所穿的手術衣,由于它們是一次性用品,故對穿著舒適性的要求不高,但必須不透明且價格便宜。病人服所用的材料以水刺和紡粘法非織造布居多,預計今后使用濕法或熔噴法復合非織造布的也會逐漸增多。

7、消毒用包布

消毒包布主要作醫療器械,如手術刀、剪、鉗、針筒與消毒時的包蓋布,因此,要求在消毒過程中能耐熱;蒸氣或是氣體能順利通過,使被消毒的內容物保持無菌;還要求有一定的強度和柔軟性,能與被包蓋的器械較好的貼合。此外,斷裂延伸度不能過大,以防止使用過程中包布發生變形破裂,使防菌性降低。因此,消毒包布所選用的非織造布材料應以濕法和丙綸、SMS為好,也有采用閃蒸法非織造布的,因為這些材料有良好的拒水性和防菌性,且有較大的強度和適當的延伸度,符合消毒包布的性能要求。

 

8、醫用防護服

歐美國家醫用防護衣帽多以粘膠纖維為原料,采用浸漬粘合法、泡沫浸漬法、熱軋法或濕法等工藝生產的薄型產品,一般都要經過消毒、殺菌處理,定量15克~50克/平方米。特點是手感柔軟,抗拉強力良好,透氣性良好,是用即棄型。這種醫用防護衣帽克服了傳統防護衣帽多次使用后滅菌不徹底而易引起交叉感染的缺陷。

二、醫療衛生用非織造布的生產方法

從嚴格意義上講,非織造布是纖維布,它的起源可追溯到蠶在桌面上吐絲(長絲)和造紙(短纖)?,F代非織造布工業開始于50年代,有長絲和短纖兩大類。因纖維成網方法和成布的固結方法不同而分為化學粘合、熱粘、針刺、水刺、紡粘等非織造布。非織造布的特點是纖維在產品中呈不規則狀態,因此賦予產品各向異性的性能,又由于非織造布生產工藝流程短、產量高和在產業界有著廣泛的用途,本世紀40年代起,非織造布很快成了紡織工業中出現的一匹黑馬。幾十年間以高速針刺、紡粘、水刺為代表的非織造布工業茁壯成長,同時與其相連的下游整理和相關產業迅速形成。中國非織造布工業近十幾年約以20%的速度增長,生產能力不斷擴大。

直接醫用品類的非織造布主要采用粘膠纖維、粘膠/聚酯混合纖維、棉纖維以及其他功能纖維,采用紡粘法、短纖熱軋法、針刺法和射流噴網法等工藝加工。衛生用非織造布多采用紡絲成網、熱軋粘合等工藝來加工。

1、水刺法非織造布

水刺法又稱水力纏結法、水力噴射法和射流噴網法,它是一種獨特的、新型的非織造布加工技術。它是利用高速高壓的水流對纖網沖擊,促使纖維相互纏結鉤合,而達到加固纖網的目的。水刺技術的加工特點是無環境污染,不損傷纖維;產品無粘合劑,不起毛、不掉毛、不含其它雜質。產品具有吸濕、柔軟、強度高、表現及手感好的特點,因此發展迅速。

水刺中由高壓水流形成 “水針”,“水針”沖擊纖網造成纖維之間的纏結,并形成水刺非織造布。其工藝流程為:

纖網成網——預濕——正反面多道水刺加固——-花紋水刺——脫水——(預烘干)——后整理(印花、浸膠、上色、上漿等)——干燥定形—— 分切——卷繞——包裝。

醫療衛生用品是水刺無紡布最主要的應用領域,包括手術用品和醫護用品等等,其中最常規的產品有手術衣、手術罩、繃帶及醫療敷料等。發達國家較多采用的是具有拒水性的木漿/聚酯纖維水刺布。但由于其價格相對較高,仍有一定的市場被價格相對較低的SMS以及由紡粘法、濕法成網等非織造布拼接和復合材料所占據。

對于手術罩布的基本要求是具有較好的柔軟性、懸垂性、吸水性/防水性和拒水性。目前國外多采用以木漿纖維與聚酯纖維經水刺復合的產品或在開口周邊附加高吸水性材料。我國近年來對該類產品也有應用,但鑒于價格因素,多以經拒水處理的粘膠/聚酯水刺布來取代。傷口敷料在傳統上是采用機織的脫水紗布,原料以纖維素纖維為主,柔軟而不存在化學污染,而普通非織造布產品無法作到這一點,因此難以滿足對傷口的防護要求。水刺法非織造布產品所具有的獨特優點不僅能滿足對傷口的防護要求,而且在某些技術指標上優于脫脂紗布,因此,目前國外的醫療衛生行業以之廣泛代替了脫脂紗布。紗布、繃帶和醫用敷料以70/30的粘膠纖維和聚酯混纖經水刺加固制成,一般為30-60g/m2。70/30這種配比的材料被認為是最接近棉質紗布的特性。目前,醫療用品在國際上取得了很多新發展,例如采用抗菌性甲殼質纖維制成的水刺布,用來制成手術帽、口罩等,用后可在熱水中處理掉,迎合了環保要求。此外,醫用床單、口罩、過濾及開口內褲等護理用品也都開始普遍使用水刺布。

加入木漿纖維的水刺法織造布,由于其防菌性和穿著性好,近年來銷量迅速增加,在發達國家中擁有80~90%的市場占有率。將木漿纖維氣流成網枝術與水刺技術結合起來,生產性能優良的纖維/木漿產品是近年來開發的非織造布新產品。

生產復合木漿的水刺非織造布的工藝路線主要有:

(1)在纖網上施加木漿,再經水刺復合;

(2)在兩層纖網之間鋪撒木漿再經水刺復合;

(3)將成卷的木漿底板鋪放在纖網上進行水刺復合。但此法在水刺過程中需較高的水壓,能耗大,且在木漿換卷時易出現接縫和停車的弊病。

木槳纖維氣流成網與水刺工藝相結合技術主要是采用氣流成網方法將纖網直接鋪撒在紡織纖維網上面。由于輸送帶下的抽吸裝置形成負壓,使從成網頭送出的木槳纖維吸附在纖維網上,然后再返過高壓細小的水流對纖維網穿刺,使紡織纖維網與木槳纖維復合起來而形成非織造布。該產品在高吸收性醫療衛生用品方面的應用正在不斷的擴大。

2、熱粘合法非織造布

高分子材料大都具有熱塑性,即加熱到一定溫度后軟化、熔融,變成具有一定流動性的粘流體,冷卻后又重新固化成固體材料。利用高分子材料的這種熱塑性,施加給聚合物纖維材料一定熱量,而使聚合物纖維材料部分軟化、熔融,再冷卻后固化,使纖維相互粘合加固,用這種方法生產的非織造布叫熱粘合非織造布。這類產品主要用于醫療衛生、手術衣帽等領域。

熱粘合加固與其他相比有以下特點:

  • 生產效率高;
  • 能耗低;
  • 產品不帶任何化學試劑,對人體無害;
  • 運用靈活。

3、SMS復合法非織造布

運用不同工藝生產的醫療衛生用非織造布分別有各自的特點。濕法非織造布生產效率高,產品均勻度好,纖維分布各向同性,且價格低廉,適合于用即棄產品。濕法非織造布主要用來做消毒包布、外層包布、面料、面罩、帽子等。紡粘法非織造布具有強力高、縱橫向性能優良等特點,現廣泛應用于醫療衛生領域。盡管如此,與傳統的機織布相比,上述非織造布的某些醫用性能仍然達不到理想效果,比如屏蔽性能等。

SMS非織造布相比以上兩項,具有茸屑少、安全性好、屏蔽性好的特點。因此在醫療衛生領域的應用日益增長,它與水刺、濕法性非織造布一齊成了目前用即棄、屏蔽性醫療用非制造布的主流。

SMS復合法非織造布是十多年前首先由美國的兩家公司開發的。熔噴法非制造布具有優良的過濾性能、吸收性能及阻菌效果,但本身強力差,難以單獨使用;而紡粘法非制造布是由連續長絲構成,因而有很高的強力,且耐用,但其缺點是吸附性差,過濾性和阻菌性差。SMS復合法非織造布充分地利用了兩者的優勢,而克服了兩者的缺陷,使產品既有良好的強力、又有良好的吸附性、過濾性合阻菌性。該產品可通過在線復合,即采用三噴頭,使得紡粘法非織造布和熔噴法非織造布在沒有完全冷卻前就通過自粘合或熱軋達到加固的目的。

醫用的SMS復合法非織造布一般定量為40-60g/m2,以保證在安全可靠的情況下,達到一般舒適效果。

無絨毛脫落和拒水性能等也是SMS復合法非制造布的一個優點。由于SMS的表面層是紡粘法非織造布,是由長絲構成的,所以熱軋后經有限摩擦也不會因產生絨毛脫落而造成傷口感染。拒水是因為SMS基本上是以丙綸為原料,原料本身不吸水,從而使SMS不會受到水的浸漬。由于液體的黏附性使細菌極易繁殖和擴散,所以拒水性是SMS阻菌的一個必要條件。

國外利用雙組分纖維生產出紡粘法非織造布和熔噴法非織造布在柔軟性方面有所改進,從而有望解決其柔軟性差的問題。

第四節  醫用紡織品部分檢測項目及方法

一、醫療衛生用紡織品各項性能的測試方法

醫療衛生用紡織品直接關系到人類的健康乃至生命的安全,因此對醫療衛生用紡織品各項指標的定性檢測顯得尤為重要。由于醫療衛生用紡織品的特殊用途,各國對其外觀及性能都有嚴格的規定和要求。下面介紹幾種主要性能的測試方法。

1、甲醛含量的測試方法

經各種染整加工(例如樹酯整理、固色處理、涂料印花等)后的織物,穿著和貯存過程中,在溫度和濕度的作用下,會不同程度地釋放出甲醛,污染環境,刺激人體,影響健康。因此,許多國家都對織物的釋放甲醛量嚴格控制。尤其是用于醫療衛生用的紡織品,由于它們往往與人體直接接觸,除要求有良好的手感外,還要求對人體的化學性危害符合國家有關規定。

GB/T 2912.1-1998規定了通過水解作用淬取游離甲醛的測定方法。它的試驗原理是,經過精確稱量的試樣,在40℃的水浴中萃取一定時間,從織物上萃取的甲醛被水吸收,然后萃取液乙酰丙酮顯色,顯色液用分光光度計比色測定其甲醛含量。它適用于游離甲醛含量為20-3500mg/kg之間的紡織品。

GB/T 2912.2-1998 規定了任何狀態的紡織品在加速貯存條件下,用蒸汽吸收法測定釋放甲醛的方法。它的試驗原理是,一個已稱重的織物試樣,懸掛于密封瓶中的水面上,將瓶放入控溫烘箱內規定時間,被水吸收的甲醛用乙酰丙酮顯色,顯色液用分光光度計比色測定其甲醛含量。它適用于釋放甲醛含量為20-3500mg/kg之間的紡織品。

2、織物抗菌性能試驗方法

抗菌織物也稱抗菌防臭織物,其功能是通過殺菌而達到防止傷口感染、防止疾病傳播和防止因細菌分解有機物發生臭氣的目的。開發抗菌織物的技術主要有對織物進行抗菌后整理或把抗菌劑紡入纖維內部兩種方法。大多數衛生保健用織物都具有較好的吸水性,在產品包裝、流通運輸和使用等環節容易造成污染,因此需要經抗菌整理。

FZ/T01021-1992對織物抗菌性能的試驗方法進行了詳細闡述。它的試驗原理是,將試樣和對照織物(未經抗菌整理的織物)分別放于三角燒瓶中,用試驗菌接種,接種后將對照織物上的細菌立即洗滌并測定細菌數量。將試樣恒溫培養后,洗滌細菌并測定細菌數量,然后計算出試樣的細菌減少百分率。這方面的內容在第一章抗菌織物中已有較多介紹,這里不再詳述。

3、衛生用薄型非織造布液體穿透性試驗方法

衛生用薄型非織造布根據其用途不同,要求有不同的滲透性能。其中滲透性表示液體透過非織造布的時間,一般要求越短越好。而再濕是指在吸附有液體的內部面層的非織造布上加一定重量后液體反流出來的量,理論上越少越好。疏水性則是指不與水親和,在此種非織造布上滴水可以流動。

    一般婦女衛生巾所用的非織造布面料要求滲透性好,即一次滲透時間短,一般應在2-3s內,此時人體尚未感到不適,液體已滲入。而嬰兒尿褲的可長一些,達到8-9s,這是因為嬰兒感覺神經尚未發育完全,感覺比較遲鈍。嬰兒尿褲更重視的是多次滲透要求。另外,衛生用薄型非織造布對再濕的液體要求盡量少些,避免使人產生不舒服的感覺。疏水性好的非織造布用在衛生巾和尿片等用品的四周,防止液體流出。

FZ/T60017-1993是我國紡織行業關于衛生用薄型非織造布液體穿透性試驗方法的詳細規定。它的試驗原理是,以一定量人工尿液按規定方法流到平鋪在標準吸水襯墊上的非織造布試樣上,用電測法測量全部液體穿透非織造布試樣所需的時間。它適用于婦女衛生巾、尿布的包覆材料等。這里的薄型非織造布是指質量在80g/m2以下,厚度不超過1mm的產品。ERT 151.1-1996是歐洲非織造布協會關于非織造布包覆材料的液體回滲試驗方法的詳細規定。運用它,可測定出尿布的包覆材料在尿液已穿透后抵抗其重新回滲至皮膚上的能力。

二、GB19082-2003《醫用一次性防護服技術要求》

由于2002年非典的肆虐,國家標準化管理委員會于2003年4月29日批準發布了GB19082-2003《醫用一次性防護服技術要求》、GB19083-2003《醫用防護口罩技術要求》、GB19084-2003《普通脫脂紗布口罩》、GB19085-2003《商業、服務業經營場所傳染性疾病預防措施》等4項強制性國家標準。這些標準的制定主要是為配合做好非典型性肺炎防治工作,確保非典型性肺炎防護用品的質量和商場等場所的公共衛生,切實保障廣大人民群眾特別是奮戰在非典型性肺炎防治工作第一線廣大醫務人員的身體健康,這里主要對GB19082-2003《醫用一次性防護服技術要求》做一簡單介紹。  

GB19082-2003《醫用一次性防護服技術要求》 適用于為臨床醫務人員在工作時接觸到的具有潛在感染性的患者血液、體液、分泌物等提供阻隔、防護作用的醫用一次性防護服(以下簡稱防護服)。

防護服應干燥、清潔、無塵、無霉斑,表面不允許有斑疤、裂孔等缺陷。 針線縫合采用針縫加膠合或做折邊縫合,針距要求8~10針/3cm,針次均勻、平直,不得有跳針。 防護服由帽子、上衣、褲子組成,可分為連身式結構和分身式結構。 防護服的結構應合理、穿脫方便、結合部位嚴密。 袖口、腳踝口采用彈性收口,帽子面部收口及腰部采用彈性收口或采用拉繩收口。

防護服的各項性能指標及實驗方法見表10:

各項性能

標準

測試方法

防水性

靜水壓為1.67kPa(17cmH2O)時,防護服不得滲漏

按照GB/T 4744-1997的方法進行試驗

透濕量

應不小于2500g/m2·d

按照GB/T 12704-1991規定的方法進行試驗

合成血液穿透

防護服材料應具有良好的血液阻隔性能,不得滲漏

使用表面張力為(42~60)×10-5N/cm的合成血液(Tween-80),最小樣品尺寸75mm×75mm,最少測試3個防護服。將60ml合成血液引入測量池,停留5min,以13.8×103Pa(2psi)的壓力持續加壓1min。5min后觀察表面滲透

沾水等級

防護服材料的沾水等級應為不低于GB3

GB/T 4745-1997規定的方法進行試驗

斷裂強力

不小于45N

按照GB/T 3923.1-1997規定的方法進行試驗

斷裂伸

長率

不小于30%

按照GB/T 3923.1-1997規定的方法進行試驗

過濾效率

防護服對非油性顆粒物的過濾效率不小于70%

應該使用5套防護服進行過濾效率試驗。方法如表下注①

阻燃性能

防護服所用材料的阻燃性能應符合GB 17591 中B2級的要求

按照GB/T 5455-1997的方法進行試驗

抗靜電性

防護服成衣的帶電量應不大于0.6μC;防護服材料的電荷密度應不大于7μC/m2。

按照GB/T 12703-1991的方法進行試驗

皮膚刺

激性

防護服材料應無皮膚刺激性

按照GB/T 16886.10-2000中5.2規定的方法進行試驗

消毒和

滅菌

標識為滅菌的防護服應符合GB 15980-1995中4.3.1和4.3.2中關于滅菌的要求;標識為消毒的防護服應符合GB 15980-1995中4.3.1和4.3.2中關于消毒的要求。

按照GB 15980-1995規定的方法進行試驗

環氧乙烷殘留量

經環氧乙烷滅菌的防護服,其環氧乙烷殘留量應不超過10μg/g

按照GB 15980-1995規定的方法進行試驗

注① 使用NaCl顆粒氣溶膠,在對5個防護服進行過濾效率試驗之前,應將其從包裝中取出,密封在一個不透氣的容器中進行試驗10h。試驗時,應使用在相對濕度為30%±10%,溫度為25℃±5℃的環境中的NaCl氣溶膠或類似的固體氣溶膠,并中和至玻爾茲曼(Boltzmann)平衡狀態。每套防護服應該以不超過200mg/m3濃度的氣溶膠進行試驗。

注② 試驗應該一直進行到防護服達到最低過濾效率時或至少有200mg±5mg的氣溶膠作用于防護服上時為止,空氣流量應該穩定至(15±2)L/min。

注③ 試驗用NaCl氣溶膠應該是符合計數中粒徑(CMD)在0.075μm±0.020μm分布范圍之內的顆粒,并且根據其掃描動力顆粒大小所規定的試驗條件,顆粒分布的幾何標準偏差不超過1.86。

三、GB19083-2003《醫用防護口罩技術要求》

國家標準GB19083-2003是關于醫用防護口罩的標準。這種口罩是靠佩戴者呼吸克服濾材阻力的自吸過濾式防塵口罩。該標準規定了口罩的尺寸、外觀等,并規定口罩上必須配有由可彎折可塑性材料制成的鼻夾。該標準要求口罩濾材的顆粒過濾效率(在規定條件下,將空氣中的顆粒物濾除的百分數)應不小于95%。在氣體流量為85L/min的情況下,口罩的吸氣阻力不得超過334.2Pa(35mmH2O)。合成血(表面張力4.2×10-4N/cm)以10.7Kpa(80mmHg)壓力噴向口罩時,口罩內側不應出滲透??谡终此燃壊坏陀贕B/T4745-1997紡織織物表面抗濕性測定中GB3級的規定。標識為消毒級(殺滅或消除傳播媒介上的病原微生物,使其達到無害化)或滅菌級(殺滅傳播媒介上的所有微生物,使其達到滅菌)的口罩應符合GB15980-1995一次性使用醫療衛生用品標準中的有關要求。該標準還要求所用口罩材料無皮膚刺激反應(采用GB/T16886.10-2000醫療器械生物學評價第10部份測試),不易燃,移離火焰(丙烷氣,火焰高度40mm)后續然時間小于5s。

第五節 醫用紡織品的發展趨勢

近期,醫用紡織品主要用于感染控制和保護。醫療界希望能提供的不僅僅是殺菌/抗菌紡織品,有些紡織品在被細菌污染后可以顯示已被污染——如通過變色顯示,這樣可幫助醫療機構分辨那些產品需要更換或丟棄。

未來幾年,創傷護理將會有長足發展,紡織品可以被賦予藥物緩釋功效或促進特殊類型細胞如皮膚或骨骼生長的功效。Williams預言,“賦予創傷輔料一定的功效將是一種發展趨勢”。Phaneuf預言,醫用紡織移植材料將采用納米材料代替針織或機制紡織品。“材料面積越小,體細胞就可以以更小的表面與之作用。”

據Ellis報道,人們正在嘗試將PLA(聚乳酸纖維)或多羥基酸等可生物降解的纖維應用在整形外科領域。“我們期待一種可以使用幾年的耐久性較長的生物可降解產品。它可以保持一定的支撐強度,直至患者不再需要為止,然后可以在體內降解而無任何毒害,這樣我們就不需要再做外科手術將其去除。”

醫用紡織品的另外一個發展趨勢是更多的功能,我們將會看到更先進的紡織材料所具有的更多的功能。許多專家都看好非織造材料的發展前景,Howard Zins協會的Howard Zins指出環境因素不可忽視,“在美國,EPA(環境署)和美國醫療協會之間達成一個協議,預計2005年可減少33%醫療廢品,到2010年醫療廢品可減少50%。一次性用品在一用廢棄物中占有相當大的比例。我預計可循環使用的產品將會有所增長。”

Artigliere認為,醫學領域紡織品發展的限制實際上是受到想象力的局限,“各種應用都有很大的潛力,我們面臨的挑戰是,挖掘出埋藏在醫學研究項目中的機會——很多醫學研究人員并不知道他們需要紡織品。人們不熟悉這種工藝,也就沒有意識到他們所作的所有這一切都可以借助紡織品來完成——所有的機會,所有的奇跡,都可以通過紡織品實現。”

各國的有關專家都認為,紡織品將在醫學領域發揮日益重要的作用。

 

 

 

 

 

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