醫(yī)用紡織品的研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展

1、醫(yī)用紡織品的研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展摘 要：介紹了醫(yī)用紡織品的分類與功能， 國(guó)內(nèi)外新型醫(yī)用紡織品的研究與發(fā)展?fàn)顩r。 相關(guān) 研究涉及抗菌性能、 生物可吸收性、 創(chuàng)傷處理性、 人體移植、 社會(huì)與心理和傳感技術(shù)等諸多 領(lǐng)域。許多新型醫(yī)用紡織品意味著新型醫(yī)療技術(shù)， 醫(yī)用紡織品的發(fā)展從一個(gè)側(cè)面反映了人類 醫(yī)學(xué)的發(fā)展。關(guān)鍵詞： 醫(yī)用紡織品，抗菌性能，人工血管，血管移植，病患心理Abstract: Classification and functions of medical textiles were presented, internal and abroad research situations and d

2、evelopments were introduced. Researches about medical textiles involve many fields, such as antibacterial property, biotical absorbability, wound treating property, body implant, social science and psychology, transducer technology. Many kinds of new medical textiles mean new medical technology, dev

3、elopments of medical textiles reflect development of human medicine indirectly.Key words: medical textiles, antibacterial property, artificial blood vessel, vascular implants, patienthood1 引言醫(yī)用紡織品是醫(yī)療、衛(wèi)生、保健、生物醫(yī)用紡織品的總稱1 。4000多年前的古埃及就已出現(xiàn)了醫(yī)用紡織品， 我國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就開始用麻類紡織品縫合和包扎傷口。 隨著近代科 學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高技術(shù)多功能紡織品在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)

4、用有了更快的發(fā)展 2 。醫(yī)用紡織品是技術(shù)紡織品產(chǎn)業(yè)中最具活力的產(chǎn)業(yè)之一， 而技術(shù)紡織品是全球紡織業(yè)中增 長(zhǎng)最快的產(chǎn)品。伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口結(jié)構(gòu)的變化以及生活標(biāo)準(zhǔn)及支付能力的提高等因素， 醫(yī)用紡織品行業(yè)的發(fā)展模式發(fā)生了變化。 得益于紡織與材料科學(xué)、 生物學(xué)、 醫(yī)學(xué)、 高分子化 學(xué)、電子及電工等多學(xué)科的交叉融合以及組織工程學(xué)、 納米技術(shù)、 材料表面改性技術(shù)的持續(xù) 突破，醫(yī)用凡制品級(jí)材料飛速發(fā)展，其品種不斷創(chuàng)新，數(shù)量不斷增長(zhǎng)，應(yīng)用不斷拓展，概念 不斷延伸 3 。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)與觀念的不斷發(fā)展， 人們對(duì)于醫(yī)用紡織品的要求也與日俱增。 用即棄 型罩衣、 消毒蓋布、 口罩以及消毒繃帶使用比例逐年提高，

5、反映了人們對(duì)致病微生物傳染源 的防護(hù)與隔離的認(rèn)識(shí)在不斷加強(qiáng) 4 ，抗菌面料的發(fā)展不僅限于醫(yī)療領(lǐng)域，已迅速延伸至日常生活和保健，具有巨大的應(yīng)用潛力。人造血管、人工心臟瓣膜、疝修補(bǔ)用網(wǎng)狀物、神經(jīng)再生 導(dǎo)管、人工胸壁及肋骨織物、 人工氣管和可吸收纖維等人工組織替代物的研究代表了醫(yī)學(xué)發(fā) 展中人體組織修復(fù)的前沿。時(shí)至今日，醫(yī)用紡織品種類繁多， 應(yīng)用廣泛，對(duì)于人類生活質(zhì)量 的改善和壽命的延長(zhǎng)起著無(wú)可替代愈加重要的作用。2 醫(yī)用紡織品的分類醫(yī)用紡織品的分類方法很多， 通常按照纖維材料及其制品與人體的關(guān)系進(jìn)行分類， 主要 包括：醫(yī)用防護(hù)紡織品，如手術(shù)室用衣褲、消毒包扎用布和濕巾面罩、醫(yī)務(wù)人員制服以 及醫(yī)院床單

6、、窗簾、揩布等；外用醫(yī)療紡織用品，如創(chuàng)傷敷料、矯正繃帶、矯正襪套、壓 力服裝等；可植入纖維材料及制品，如縫合線、人工血管、人工結(jié)扎線等；體外循環(huán)及 血處理制品，如血液過(guò)濾、人工肝臟、人工腎等；牙科用敷料，如PTFE絲線等。從用途上分， 醫(yī)用紡織品可分為： 治療類， 包括止血、 消癢紡織品、 舒適功能紡織品、 抗病毒用釩制品；仿器類，如人造血管、人造氣管、人造食管、人工腎等；防護(hù)類，如 放中子服裝、防電磁輻射服裝等。從織造方法角度來(lái)看，機(jī)織物，針織物，編織物，非織造 物都有廣泛的應(yīng)用。3 外用紡織品性能研究3.1 抗菌性研究在醫(yī)療與保健領(lǐng)域， 由于傷口的暴露或者病人體質(zhì)偏弱， 易感染傷口或患病，

7、 因此細(xì)菌 的消滅與隔離具有至關(guān)重要的意義。 區(qū)別于普通殺菌劑， 紡織品與人體直接接觸， 所以其負(fù) 載的殺菌物質(zhì)需對(duì)人體無(wú)害。目前較常用的是銀、銅等金屬離子或具有滅菌功能的胺鹽類。美國(guó)Cupron （卡普諾）公司成功添加氧化銅于成纖聚合物中，制得的PET、PE、PU和PA包扎敷料已投放市場(chǎng)。秦益民等人通過(guò)化學(xué)改性方法使用 AgNO3水溶液處理甲殼胺纖 維，制得負(fù)載銀離子的甲殼胺纖維。 甲殼胺本身具有一定的抗菌作用， 當(dāng)和生理鹽水接觸時(shí)， 這種纖維上的陰離子可以被釋放到溶液中， 進(jìn)一步加強(qiáng)抗菌作用。 他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明含銀 甲殼胺纖維具有良好的抗菌性能 6。燒傷和慢性疾病傷口及其容易感染。 銀離

8、子的抗菌性長(zhǎng)久以來(lái)為人所知為人所用， 廣泛 應(yīng)用于燒傷創(chuàng)口的處理。 D. V. Parikh 等人使用陽(yáng)離子交換技術(shù)，在藻朊酸鹽敷料、羥甲基 化棉紗布和棉印花布料中添加了銀離子。 具有銀離子的抗菌藻朊酸鹽敷料表現(xiàn)出對(duì)生理鹽水 的高吸收性， 可有效抵抗革蘭氏陽(yáng)性和陰性菌。 另外， 他們制得的負(fù)載銀離子印花布在多次 洗燙以后仍保持著理想的抗菌有效性。 在傷口感染的預(yù)防和治療中取得理想結(jié)果后， 將進(jìn)行 商業(yè)化生產(chǎn) 7。Lei Qian等人通過(guò)化學(xué)改性方法在纖維素纖維中連接鹵代胺結(jié)構(gòu)來(lái)制得具有耐用性的抗 菌織物。 他們的研究表明， 胺類、 酰胺類和酰亞胺類的鹵代胺由于穩(wěn)定性不同而使得抗菌功 能和牢度各

9、不相同。 抗菌織物的耐洗性和耐熱性與其社會(huì)化應(yīng)用密切相關(guān)。鹵代胺的熱穩(wěn)定性由其水解性決定， 在高溫下胺類鹵代胺是三種鹵代胺中最為穩(wěn)定的， 而酰亞胺是最不穩(wěn)定 的。在織物中聯(lián)合運(yùn)用胺類、 酰胺類和亞酰胺類的鹵代胺可以同時(shí)得到快速殺菌與長(zhǎng)久抗菌 的功能，而不會(huì)損失熱穩(wěn)定性能和水解性 8。3.2 高創(chuàng)傷處理性能研究具有生物活性的纖維及其制品可以促進(jìn)傷口的愈合， 可吸收性纖維及其制品可以避免傷 口二次打開，使用具有生物活性和可吸收性的紡織品可加快傷病的痊愈過(guò)程。甲殼胺是甲殼素經(jīng)脫乙酰基后得到的一種高分子基多糖，其分子結(jié)構(gòu)為1,4-2-胺-2-脫氧-0D葡萄糖，可降解并被人體吸收。在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，甲殼胺

10、紗線可以被用作為醫(yī)用縫合線， 通過(guò)調(diào)節(jié)纖維內(nèi)的脫乙酰度， 可以調(diào)節(jié)纖維的降解時(shí)間和被人體吸收的時(shí)間。 由甲殼胺纖維 做成的機(jī)織物和針織物可以被用于細(xì)胞移植和組織再生的多空結(jié)構(gòu)支架。甲殼胺非織造布可以被加工成醫(yī)用輔料， 用于治療流血流膿的傷口， 這類輔料有良好的吸濕性和保濕型， 比起 傳統(tǒng)的棉紗布能更好地促進(jìn)傷口的愈合。在此基礎(chǔ)上，秦益民等人把甲殼胺纖維在ZnSO4的水溶液中處理后， 通過(guò)控制處理的時(shí)間可以使纖維吸附不同量鋅離子。 鋅是人體必需的微 量元素，是許多蛋白質(zhì)的核心組分， 能增強(qiáng)人體免疫力， 具有特殊的生物活性。試驗(yàn)結(jié)果表 明，負(fù)載鋅離子的甲殼胺纖維在 2.9%蛋白質(zhì)水溶液中可以很好地

11、釋放鋅離子9。高性能創(chuàng)傷處理敷料要求具有溶入傷口愈合過(guò)程或直接進(jìn)行床上治療的功能，并形成一個(gè)濕潤(rùn)的環(huán)境條件以支持傷口自然愈合。 如美國(guó)強(qiáng)生公司采用纖維素和膠原加工的雙組份纖 維具有明顯的傷口愈合效果。 另一類創(chuàng)傷處理產(chǎn)品具有三維結(jié)構(gòu)， 當(dāng)傷口愈合或再生時(shí)， 可 提供一個(gè)供生物細(xì)胞附著的表面，形成組織支架。瑞士 Tissupore公司開發(fā)的此類產(chǎn)品為多層結(jié)構(gòu)織物。外部是質(zhì)地密實(shí)的防護(hù)層，復(fù)合層為非織造布，具有吸收滲出物的功能5。4 植入性紡織品研究完美的人工移植材料要求具有如下生物特性，即：多空性：孔隙要求利于組織生長(zhǎng)和被包容；纖維直徑：要求纖維直徑小，比纖度粗，不規(guī)則截面的植入材料更易于人體組

12、織封合；無(wú)毒性：聚合物或成型加工過(guò)程必須無(wú)毒、無(wú)污染；生物可降解性和穩(wěn)定性：具有該性能的植入材料更適宜于人體細(xì)胞相融合，并隨著時(shí)間推移趨于穩(wěn)定。4.1 人造血管 為了應(yīng)對(duì)人體血管由于動(dòng)脈硬化、 血管瘤、 血栓、 血管老化或破損而無(wú)法正常工作的情 況，需要進(jìn)行血管移植。 目前血管代用品的主要來(lái)源為生物血管、 人造血管及復(fù)合血管。生 物血管有自體血管、 同種異體血管和異種血管三種。 后兩種由于通暢率低， 易發(fā)生退行性變 及排斥作用， 目前臨床已經(jīng)很少應(yīng)用。 自體血管在外周血管重建中， 可以用作小口徑血管的 優(yōu)良代用品，但其來(lái)源少，口徑和長(zhǎng)度也受限制。 因此， 臨床上經(jīng)常需要的理想血管待用品 主要來(lái)

13、自人造血管及符合血管， 他們具有接近人體血管特性的趨同性， 能夠保持長(zhǎng)期通暢且 性能較穩(wěn)定。紡織基人造血管的開發(fā)理念最初源于Voorhees博士在1952年的一次試驗(yàn)，Voorhees的研究將維綸制成人造血管， 以改變以往人工血管管壁的無(wú)通透性。 人造血管經(jīng)過(guò) 50多年的發(fā)展， 其管壁結(jié)構(gòu)已從單一的機(jī)織逐步發(fā)展到機(jī)織、 針織、編織、非織造及復(fù)合法等多種形態(tài)。對(duì) 應(yīng)的人造血管的強(qiáng)度、順應(yīng)性、 孔隙率、 厚度等物理機(jī)械性能則各不相同， 分別適用于不同 的人體器官移植 10。王英梅等人針對(duì)亞洲人胸主動(dòng)脈直徑較小的特點(diǎn)，根據(jù)腔內(nèi)隔絕術(shù)用人造血管的要求，按超薄織物的設(shè)計(jì)原理，對(duì)紗線原料、織物密度和組織進(jìn)

14、行了選擇和設(shè)計(jì)，用2.2tex/12f滌綸復(fù)絲上漿后織成超薄織物式樣， 式樣經(jīng)過(guò)軋光整理減小厚度， 成功制得厚度小于 0.06mm， 透水率為7ml/(cm2min)的超薄復(fù)絲織物11。擴(kuò)張性血管疾病可通過(guò)小口徑血管(直徑1.0-3.7mm ,長(zhǎng)度5.0-10.0mm ,壁厚0.7mm)移植來(lái)治療，新生物材料細(xì)菌纖維素提供了一種全新的方法。Dieter A. Schumann 等人首先通過(guò)顯微外科手術(shù)， 在小鼠頸動(dòng)脈上制造人工缺陷后移植細(xì)菌纖維素血管并連接了一年。長(zhǎng)期的觀察結(jié)果顯示出細(xì)菌纖維素以血管新生內(nèi)膜形式與血管連接，以及活性纖維原細(xì)胞的內(nèi)向生長(zhǎng)。 接下來(lái)該研究組在豬的頸動(dòng)脈上移植這種細(xì)菌

15、纖維素血管。三個(gè)月后將移植物除下并進(jìn)行肉眼和顯微鏡觀察。7個(gè)樣本 (87.5%) 取得了較好的結(jié)果但是一個(gè)樣本堵塞成栓。他們的數(shù)據(jù)表明這種新穎的細(xì)菌纖維素工程技術(shù)可用于穩(wěn)定型人工血管的制備，這種方法將成為心血管外科學(xué)科中重要的一項(xiàng)組織重建技術(shù) 12。A. K. Moghe 等人指出，在包含小直徑 (6mm )方面已取得認(rèn)同，是因?yàn)榇罂趶降囊笙鄬?duì)靈活，自體靜脈一直被認(rèn)為是最適合 小血管修復(fù)。 該研究組的目標(biāo)是研究材料與生產(chǎn)因素對(duì)于編織管的直徑、孔隙尺寸、 回彈性和橫向服從性的影響。他們嘗試了不同的紗線尺寸和織物結(jié)構(gòu)的無(wú)縫管(1.5-7mm直徑)。最終構(gòu)建出性質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系模型。 可根據(jù)不同

16、的需求來(lái)制備具有特定性質(zhì)的血管移植物 13。4.2 人工胸壁與肋骨胸壁腫瘤、 感染、 放射性潰瘍和創(chuàng)傷等疾病的廣泛胸壁切除及先天性胸壁畸形均可造成 胸壁大塊缺損， 如不進(jìn)行有效的修補(bǔ)易造成胸壁軟化， 反常呼吸， 嚴(yán)重影響患者的呼吸循環(huán) 功能 14。東華大學(xué)的楊苛等人針對(duì)目前臨床上使用的人工胸壁的不足，研制出一種帶人工 肋骨的新型人工胸壁修復(fù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 根據(jù)他們的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)， 設(shè)計(jì)了沿緯向帶管道的人工 胸壁修補(bǔ)網(wǎng)及三維編織人工肋骨織物的制造工藝。試織結(jié)果表明他們的織造工藝切實(shí)可行， 所制成的人工胸壁已用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 15。4.3 神經(jīng)再生導(dǎo)管在中國(guó)， 每年有 30萬(wàn)人因各種原因?qū)е律窠?jīng)受損。 對(duì)

17、于周圍神經(jīng)長(zhǎng)距離損傷病人，勉強(qiáng)進(jìn)行神經(jīng)縫合手術(shù)會(huì)出現(xiàn)張力， 妨礙神經(jīng)再生， 所以目前的臨床選擇為自體神經(jīng)移植。隨著顯微外科技術(shù)的應(yīng)用和改進(jìn)，神經(jīng)功能可以獲得一定程度的恢復(fù)，但功能完全恢復(fù)者十分罕見。另外，自體神經(jīng)移植，必然伴有自體供區(qū)功能受損，而且可供移植的神經(jīng)來(lái)源十分有限。 神經(jīng)移植后需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間恢復(fù)，效果較差，同時(shí)自體神經(jīng)移植給病人帶來(lái)很大痛苦。因此,周圍神經(jīng)長(zhǎng)距離損傷、 破裂，迫切需要一種可用外科手術(shù)方法植入的神經(jīng)再生導(dǎo)管，達(dá)到神經(jīng)正確吻合、恢復(fù)的臨床效果 16。Lin Lou等人在研究中指出，生物材料制成的神經(jīng)導(dǎo)管將成為神經(jīng)創(chuàng)傷修復(fù)中的重要因 素。為了提高可降解的編織外圍神經(jīng)再生導(dǎo)管

18、的親水性和細(xì)胞粘附性，促進(jìn)受傷神經(jīng)的再生，他們用氣壓等離子體噴射器處理了一種聚乙交酯聯(lián)丙交酯（PGLA ）神經(jīng)再生導(dǎo)管。成功將這種材料的表面改性。通過(guò)芯吸性檢測(cè)，X射線光電透鏡掃描，體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞酶學(xué)噻唑藍(lán)細(xì)胞增殖分析，以及場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析，確定了氣壓等離子體噴射器改性的三種 不同影響17。5醫(yī)用紡織品周邊研究5.1醫(yī)用紡織品與病人心理研究治療環(huán)境對(duì)病人痊愈的影響在過(guò)去的十年中得到了越來(lái)越多的關(guān)注。醫(yī)用紡織品，如 病人服裝，在許多國(guó)家被列入護(hù)理環(huán)境中。芬蘭的P?ivi Topo等人在研究中關(guān)注病人穿著病人服裝的體驗(yàn)。這項(xiàng)研究的目的是建立病人的心理與其服裝之間的關(guān)系，并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

19、該研究組對(duì)四組共12人進(jìn)行了采訪，了解他們?cè)卺t(yī)院住院或在家中護(hù)理時(shí)的護(hù)理環(huán)境。他們采取了靈活的訪問(wèn)模式， 仔細(xì)詢問(wèn)了近期在芬蘭醫(yī)院或家庭式護(hù)理服務(wù)中的紡織用品，并對(duì)采訪筆錄進(jìn)行了分析。 參加者認(rèn)真地對(duì)病人服裝進(jìn)行了評(píng)價(jià)，甚至脫下自己的衣服穿上病人服裝來(lái)增強(qiáng)他們對(duì)病人角色的代入感。研究結(jié)果表明，病人服裝的簡(jiǎn)陋外觀和隱私保護(hù)問(wèn)題降低了病人對(duì)護(hù)理環(huán)境的感受。病人服裝也使人感到活力低下，某些情況下還會(huì)導(dǎo)致厭煩， 受迫害甚至沮喪的情緒。對(duì)病人而言，穿著病人服裝可能象征著社會(huì)地位的下降和日常生 活范圍的受限。為了病人的康復(fù)和護(hù)理質(zhì)量的 改進(jìn)，應(yīng)該考慮病人服裝的改進(jìn)18。5.2醫(yī)用紡織品中的傳感技術(shù)J. W

20、itt 等人基于 FP6 EU project OFSETH（歐洲特種目標(biāo)研究方案：內(nèi)嵌光學(xué)傳感纖維的用于健康檢測(cè)的功能紡織品）期間開發(fā)的光 學(xué)技術(shù)研制了三種呼吸探測(cè)器。這些智能醫(yī)用 紡織品可以探測(cè)到3%的拉伸，同時(shí)保持纖維 本身的伸展性，可以為病人提供良好的感受。 他們的基于硅和合成纖維的探測(cè)器可用于核 磁共振的輔助檢測(cè)。這種OFSET鞍形測(cè)量工具 使得呼吸運(yùn)動(dòng)的連續(xù)測(cè)量成為可能，同時(shí)不影響醫(yī)療人員對(duì)重要器官的觀察。研究組已經(jīng)于核磁共振環(huán)境下在健康成人身上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn) 并取得了理想的效果19。5結(jié)語(yǔ)醫(yī)用紡織品范圍寬廣，種類繁多，功能復(fù)雜，目前已廣泛應(yīng)用的多為低科技含量產(chǎn)品，而先進(jìn)的、具有高附加

21、值的產(chǎn)品多處于實(shí)驗(yàn)階段， 許多新技術(shù)仍未臨床應(yīng)用。大多數(shù)新型醫(yī) 用紡織品意味著先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)與全新的治療方法，如人工血管、神經(jīng)再生導(dǎo)管、高創(chuàng)傷處醫(yī)用紡織品將理性能敷料、 人工軟組織等等。 隨著世界范圍的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口老齡化進(jìn)程， 會(huì)不斷地推陳出新，為人類健康提供更強(qiáng)的保護(hù)。參考文獻(xiàn)1 王新艷, 楊建忠, 尉霞. 生物醫(yī)用紡織品概述 J. 新紡織, 2003(7):24-26.2 龐金玲 , 賈立霞 , 劉君妹等 . 河北省醫(yī)用紡織品的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析 J. 產(chǎn)業(yè)用紡 織品 , 2010(8): 45-49.3 蘆長(zhǎng)椿, 沈新元, 趙永霞. 醫(yī)用紡織品的高端化：技術(shù)與市場(chǎng)中的博弈 J. 紡

22、織導(dǎo)報(bào) , 2010(5).4 汪玲玲 , 葛怡. 新型醫(yī)用紡織品市場(chǎng)蘊(yùn)含新機(jī)遇 J. 產(chǎn)業(yè)用紡織品 , 2007(10): 44-46.5 蘆長(zhǎng)椿 . 醫(yī)用紡織品及其纖維技術(shù)的發(fā)展 J. 紡織導(dǎo)報(bào) , 2008(9): 76-80.6 秦益民，陳燕珍，張策等 . 抗菌甲殼胺纖維的制備和性能 J. 紡織學(xué)報(bào) , 2006(03).7 D. V. Parikh, J. V. Edwards, B. D. Condon, etc. Silver-Carboxylate ion-paired alginate and Carboxymethylated cotton with antimicrobi

23、al activity J. AATCC Review, 2008, 8: 38-43.8 Lei Qian, Tay-Yuan Chen, Jeffery F. Williams ， etc. Durable and regenerable antimicrobial textiles: thermal stability of halamine structtures J. AATCC REVIEW, 2006, 9: 55-60.9 秦益民 , 朱長(zhǎng)俊 , 周曉青等 . 甲殼胺纖維的改性處理 J. 合成纖維 , 2007, 8: 29-31.10 李睿. 不同紡織基人造血管的結(jié)構(gòu)特性淺析

24、 J. 紡織科技進(jìn)展 , 2007(6): 17-47.11 王英梅 , 李毓陵 , 陳旭煒 . 腔內(nèi)隔絕術(shù)用人造血管超薄織物的研制與性能研究J. 產(chǎn)業(yè)用紡織品 , 2010(2): 10-13.12 Dieter A. Schumann, Jens Wipper, Dieter O. Klemm. Artificial vascular implants from bacterial cellulose: preliminary results of small arterial substitutesJ. Cellulose, 16(5), 877-885.13 A. K. Moghe, B. S. Gupta. Small-diameter blood vessels by weaving: Prototyping and modelingJ. Journal of the Textile Institute