医疗卫生用纺织品

医疗卫生用纺织品,主要内容,一、医疗卫生用纺织品的定义和分类二、医疗卫生用纺织品的主要性能和功能三、医疗卫生用纺织品的原料和生产工艺四、医用纺织品的发展历史、现状与前景五、医用纺织品的开发应用情况,1.1 医疗卫生用纺织品的定义,医疗卫生用纺织品定义： 医疗、卫生用纺织品是对医疗、卫生、保健、生物医学用纺织品的总称，是集纺织、医学、生物、高分子等多学科相互交叉并与高科技相融合的高附加值产品。,1.2 医疗卫生用纺织品的分类,一.按形态分类：分为线状、面状和体状三种 线状的有缝合线、接扎线、固定线和光导纤维装置； 面状的有各类护理用品、保健织物、纱布、绷带等医疗用品，人工皮肤、脏器修补材料等人工假体； 体状的有人工骨、人工血管、人工肌腱等人工假体和人工肾等中空纤维装置,二.若按照产品的应用来划分，通常可分为以下几类：（1）一般医院用品。如工作服、病号服、床单、罩单、床垫、被褥、毯子、毛巾口罩、鞋袜、枕套、窗帘、台布、揩拭布等。,（2）外用医疗用品。 如医用胶布、棉签、棉球、纱布、绷带、创可贴、脱脂棉、包扎布、胶带基布、伤口敷料、膏药布、止血纤维等,（3）医疗防护用品。 如手术衣、手术帽、口罩、手术覆盖布、手术器械包覆布、检验人员用衣和手套、X光操作用衣和手套等。,（4）医疗功能性用品。 如手术缝合线、止血纤维、人造血管、人造皮肤、人造毛发、人工呼吸器、人工肾、人工肺、人工肝、人工骨与人工关节、人工肌腱、人工心脏瓣膜及修复用织物、疝修复织物、血浆分离器、纤维增强人工骨板、外科用增强网材和接合材料、外科整形和修补材料等。,涤纶人造血管,人造皮肤,人造心脏瓣膜,人工骨,（5）卫生用品。 如卫生巾、卫生棉、卫生棉条、儿童尿裤、成人失禁尿垫、医用纸制品、抗菌袜、抗菌鞋垫、防臭袜、防臭鞋垫等,(6)保健用品如矫正带、约束带、束腹带、矫正衣、弹性护肩、护腕、护膝、护腰等,(7)医疗器械与仪器用纺织品如由玻璃纤维、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维等增强复合材料及弹性纤维制造加工的轮椅、拐杖、担架、搬运车等医疗器械；由光学纤维、医用过滤分离纤维构成的听诊器、X射线诊断仪、血液分离仪、细菌分离仪等医疗卫生检验设施与仪器等。,2.1医疗卫生纺织品的主要性能,按照与身体是否直接接触，有以下性能与要求: 1.不直接接触类 除了满足一般纺织品性能外，主要要求能够经受各种消毒处理和清洗处理，如大于100干热或高温蒸汽消毒，碘化物、甲醛、戊二醛、环氧乙烷等化学试剂、药液消毒。 2.直接接触类 除了要具备以上性能，还应具备：无菌、无毒性 不变质性 无致敏、致癌、致畸形性 不引起局部组织反应、全身毒性反应和不适反应 与体液、血液接触时，不破坏其中有形成分。,3.进入生物体内（要求最为严苛） 除了要有以上性能，还要满足以下要求：生物相容性：指进入生物体内材料能被生物体接受的性能 化学稳定性 可降解性和可吸收性（人工血管除外）。原料的性能要求:(1)材料无毒，不致畸、不致癌，不引起人体细胞突变和不良组织反应(2)与人体生物相容性好，不引起中毒，溶血、凝血、发热和过敏(3)具有与天然组织相适应的力学性能(4)针对不同使用目的具有特定功能,2.2 医疗卫生用纺织品的功能主要是医疗功能性：是医用纺织品进步的最主要因素。（1）有效性：即材料在医疗应用中必须有其特定的功效，包括吸水、吸血、吸药、吸脓等吸液性；包括止血、止痛、防感染和具体疗效等医药性；包括缝合、包覆、固定、隔离等机械性；包括通透、分离、吸附、输送等选择性（2）方便性：即在确认医用纺织品特定医疗有效性的前提下，改进其使用方式，减少患者的麻烦和痛苦，提供便利的使用条件。这种方便性包括绷带的防水性、防滑性、自粘性、弹性和可固化性等；包括纱布的药效性、不粘性和可开合性等；包括缝合线的光滑性、易拆除性和生物吸收性等（3）舒适性：即进一步改进医用纺织品的性能，使患者感到舒适。这种舒适性包括膨松、纤细、柔软的接触感觉和透湿、透气、干爽的不闷感觉；包括抗菌、消臭、防污等卫生性能。,三 医用纺织品的原料和生产工艺,纤维素及其衍生物纤维,1.天然高分子纤维材料(多糖和蛋白两类),棉、黏胶适合制备创面敷料；,羧甲基纤维素（在碱性条件下用氯乙酸处理纤维素得到的）可以使以棉和黏胶为原料的传统敷料结构性能得到改善，对脓血的伤口护理有很好的使用价值。,醋酸纤维素亲水、生物相容性好，广泛用作血液透析和血液过滤膜；氧化纤维素可作止血剂；,甲壳素及其衍生物（除纤维素以外第二大有机资源） 甲壳素又名几丁质，广泛存在于节足动物的翅膀或外壳以及真菌和藻类的细胞壁中，甲壳素经浓碱处理脱乙酰基可制得壳聚糖，它们都具有很好的生物降解性能，酶解的最终产物是氨基葡萄糖，有良好的生物相容性。,应用：制作人工皮肤，手术缝合线（已经用于临床），用壳素及其衍生物中空纤维分离膜制成的人工肾可以克服用醋酸纤维和铜氨纤维膜制成的人工肾对中、低分子有毒物质透过率低的缺点。,纺丝溶液的制备：一般以壳聚糖为原料，多选用5%以下的醋酸水溶液作为溶剂，配制成3%7%左右的纺丝液，甲壳素纺丝液制备多采用溶解性能优异的有机溶剂，如二甲基乙酰氨、二氯甲烷等，溶解一般加适当的氯化锂（LiCl）助剂。,成型：采用溶液纺丝（湿法纺丝）法，不能用熔融纺丝法。后处理：初生纤维物理和力学想能较差，一般需经过包括拉伸和还原等处理。,其工艺路线一般分为两类:(1)甲壳素(壳聚糖) 溶解 纺丝原液 过滤 脱泡 计量 纺丝 一浴 牵伸 二浴 定型 洗涤 干燥 纤维(2)甲壳素 改性处理 纺丝原液 过滤 脱泡 计量 纺丝 凝固浴 牵伸 定型 洗涤 干燥 纤维,胶原纤维（一般制成纳米纤维）胶原是哺乳动物体内含量最高的蛋白质，占体内蛋白质总量的25%30%，存在于动物的皮、骨、软骨、牙齿、肌腱、韧和血管中。,应用：烧伤治疗应用胶原膜促进伤口愈合，制作组织工程支架，如组织工程皮肤创面止血胶原可与血小板通过黏合，聚集形成血栓起到止血作用制作手术缝合线,制备：有三种途径a.分子自组装：胶原分子本身可以组装成特殊的有组织结构，原纤维微纤维胶原纤维（解释：多个胶原分子头尾相连，聚集成很稳定的、韧性很强的原纤维，在骨等组织中，5根原纤维轴向平行的聚集在一起，形成直径为4nm的微纤维，微纤维进一步组装成直径在10300nm的胶原纤维）,b.湿法纺丝：主要方法，将胶原蛋白溶于水制成纺丝溶液，然后通过湿法纺丝工艺固化为纤维。,c.静电纺丝：近年来也被广泛的应用于组织工程支架中,主要包括自由基聚合反应得到的不可降解性聚合物，如聚氨酯（PU）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯（PE），缩聚反应得到的可降解性聚合物，如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚几内酯（PCL）。,2.合成高分子纤维,聚乙醇酸（PGA）是目前生物降解高分子材料中最活跃的研究领域，体内可吸收高分子结构最简单和最早商品化的一个品种。,应用：PGA是一种医用的生物可吸收高分子材料，由于羟基乙酸是体内三羧酸循环的中间代谢物， 且吸收和代谢机制已经明确并具有可靠的生物安全性，因而聚羟基乙酸作为第一批可降解吸收材料被美国FDA批准用于临床。PGA主要用于生物体吸收性缝合材料、骨折固定材料、缝合补强材料及组织工程支架材料等。,按加工工艺的不同，医用纺织品大体上可分为：普通纺织品、无纺布、针织品、特殊织物 等，其中无纺布的需求逐年增加。,与传统的纯棉机织医用纺织品相比医用无纺布具有优势：尘埃过滤性高、手术感染率低、消毒灭菌方便、易于与其它材料复合等特点。卫生便利有效地防止细菌感染和医原性交叉感染。,3 医疗卫生用非织造材料介绍,(1)水刺非织造材料水刺非织造技术又称射流网非织造技术、水力缠结非织造技术，是众多非织造工艺方法的一种。它是在射流整理技术基础上发展起来的一门年轻的非织造新技术。由于水刺非织造产品在柔软、透气、卫生，吸附性好等方面较其他非织造工艺方法的产品有独特的性能优势，所以在医疗、卫生、服装、轻工、电子、环保和日常生活等领域得到广泛应用。据资料显示，目前世界上非织造材料60%为医疗卫生用，20%为家用和各类擦布，15%为合成革基布，5%为产业等其他用途。早期的水刺工艺技术以生产一次性普通医疗和卫生材料为主，现在逐步发展到能够生产木浆复合、甲壳质、漂白棉等功能性材料和高档产品。,(2）熔纺非织造材料熔纺是熔融纺丝非织造布的总称，主要包括纺粘、熔喷、SS、SMS复合非织造材料。纺粘是最早应用的熔纺非织造材料。它是在化学纤维生产工艺基础上发展起来的一种非织造布技术。医疗和卫生用纺粘非织造材料以PP切片为原料，经过挤压、过滤、计量、喷丝、牵伸、成网和热轧成布。纤维细度一般在1旦以上，具有强力高、耐磨性好和生产成本低的特点。熔喷与纺粘的工艺流程相似，不同的是牵伸时采用高压热风和自粘合成布，纤维细度可以细到1微米，是一种超细纤维纺丝技术。产品具有屏蔽性好，但强力低、耐磨性差，一般不单独应用。SMS是纺粘与熔喷复合非织造布的总称，包括SS、SMS、SMMS等产品。S是指纺粘布层，M是指熔喷布层，可以采用多层空喷层复合以满足不同抗水压要求和屏蔽要求。SMS材料综合了纺粘与熔喷布优点，克服了相互的弱点，具有屏蔽性好、重量轻、强度高、防水防油、价格便宜等优点，产品可广泛应用于医疗、卫生、隔离和防护领域，是目前发展最快的非织造技术之一。,目前，医疗、防护用途的SMS材料有SMS、SMMS、SMMMS三大系列，渗水压能够达到20-30 cmH2O、40-50 cmH2O和90 cmH2O以上，产品克重可以小到12g/m2,以适应不同应用要求的需要。(3)闪蒸法非织造材料 闪蒸法非织造技术是将聚合物在高温高压条件下溶于适当的溶剂中，纺丝时溶体从喷丝口喷出，由于压力突然降低使溶剂急剧挥发，引起聚合物高度原纤化而成为超细纤维，再经直接成网、热轧粘等工序制成闪蒸非织造布。由于其特殊的成形方法，所得纤维网中的纤维纤度极细，一般为0.1-0.3dtex，是一种超细纤维非织造布。闪蒸法产品具有强度高、耐压、耐磨、屏蔽性好、透气透湿等特点，在医疗、卫生、民用和产业领域中都有着广泛的用途。美国杜邦公司的TYVEK闪蒸法防护服是目前国际上应用最多的应对突发公共卫生事件的必备装备。,4.1医用纺织品的发展历史与现状,纺织材料应用于医疗领域起步很早，早在4000年以前古埃及人就懂得用天然胶粘合的亚麻纤维来缝合伤口，以使伤口能尽快愈合。用药用植物处理的织物包裹木乃伊，以防止其腐烂。中国古代的史书中也早有用麻纤维做缝合线、用棉布包扎伤口和止血的记录。纺织材料在医学上具有非常实用的价值。医用纺织材料最早用棉、毛、麻、丝等天然纤维,随着科技的发展,又大量的使用合成纤维。特别是近年来对可降解纤维的研究取得了可喜的进步，可降解化学纤维和甲壳素纤维开始引起人们的关注。与此同时，医用非织造布的推广，使化学纤维的应用范围进一步扩大，医用纺织品材料的发展也愈来愈显示出巨大的活力，尤其是非织造技术在医用纺织品界日益壮大。,4.2医用纺织品的发展前景,随着人们生活水平的不断提高和医疗事业的迅速发展，在纺织和医学相互交叉的这一领域内，医用纺织品的前途十分广阔，特别是高性能医用纺织品获得了前所未有的发展，尤其是非织造类，其品种不断创新，数量不断增长，应用不断拓展，概念不断延伸。高性能医用纺织品的研究与开发已经涉及到纺织、生物医学、高分子、化学、电子及电工等学科的高技术领域，而不再只是生活纺织品在医疗卫生行业中的简单沿用。,医用纺织品是工业纺织品产业中最具活力的产业。历史悠久的英国纺织业协会日前发表的一份公开出版物2010年世界纺织业前景提到，全球2000年医用纺织品总产量约为150万吨，总价值达54亿美元，2010年全球医用纺织品的销量将达240万吨，总价值达82亿美元，其增长速度大大超过其他工业纺织品的年增长率。,5.1各种缝合线的开发应用情况 早期使用的缝合线多为棉线和丝线，特别是丝线缝合线具有良好的使用价值，至今仍沿用。这类缝合线有捻制线和编织线之分，与捻制线相比，编织线质地柔软、粗细均匀、抗张强力高、不易绽线，不引起人体组织反应，因而仍作为缝合线的一个主要品种在国内外广泛应用。,合成纤维缝合线于20世纪40年代开始应用，合成纤维作缝合线，比天然纤维强度高，不易断线，吸湿性低，消毒方便，感染率低，且能与缝针一体化。这类缝合线有单丝和复丝两种，为提高其光滑性，多用氟树脂和硅树脂进行涂层。国内缝合线较多采用锦纶和聚酯；国外多采用聚丙烯，并制成中空型，这种缝合线强度大、体积质量低、不吸水、抗酸碱、无异物反应，且表面光滑，缝过的组织流畅，缝线留在人体内非常稳定。,生物吸收性缝合线：基于手术初期保持高强度和术后不必拆线的需求，生物吸收性缝合线相继出现。最早使用的生物吸收性缝合线是羊肠线，它是由羊肠粘膜和牛肠粘膜内的胶原加工而成。但这种缝合线柔韧性欠佳、组织反应大，在消化液或感染环境中抗张强力很快降低甚至断裂，因而逐步被新型的生物吸收性缝合线所取代。聚乙交酯缝合线是继羊肠线之后，应用最早和最广的一个品种，商品名泰克松（Dexon），1970年即已实用化。它在人体内存留强度大，在缝合7-11天的伤口愈合期内能保持高抗张强度。聚二氧杂环己酮缝合线，英文缩写PDS，由美国埃瑟肯公司于20世纪70年代后期开发，已行销于国际市场。这一材料的分子链上有醚键，柔软性高；单丝抗张强力高，甚至高于聚丙烯缝合线；与组织摩擦力小，不需涂层；在人体内强度保留率高，手术28天后，强度保留率仍高达70%。,甲壳素是从甲壳类、昆虫类低等动物体中提取的多糖类物质。日本尤尼奇卡公司于20世纪90年代将这一材料纺成纤维，制成缝合线，开发出生物吸收性缝合线的一个新品种。这种缝合线无色而有光泽，有蚕丝手感，能在25天左右被人体吸收；还对胰液、胆液等碱性消化液有良好的耐力，更适用于这些部位的手术。,5.2 手术服的开发和应用情况,手术服的材料、加工及性能要求： 手术服是一种主要的医用纺织品，手术服所用材料有棉、聚酯、聚酯混纺，加工成传统的机织物和非织造布制成手术服。它在要求具有无菌、无尘和耐消毒性的基础上，还要求具有隔菌性和舒适性。当手术室环境和手术器械符合无菌要求之后，手术操作者则成为术后感染的细菌源，即使是体部、腕部的轻微动作，也能在每分钟内产生1x106个0.3微米以上的微尘。所谓隔菌性，就是在手术室的消毒区和人体非消毒区之间形成屏障，用以阻隔人体携带的细菌向手术区域转移。根据这一要求，手术服应具有拒水性，防止受血液、体液和冲洗液的浸湿而形成细菌的通路。另一方面，手术服的领口部、腕部和腰部要用弹性织物进行密封，防止细菌随空气流通而扩散，为保证手术服的舒适性，必须要具备很好的透湿性能。,自非织造技术发展以来，非织造手术服的使用率不断增加，其中，用即弃产品占有越来越大的比重。在重大手术中，大多采用用即弃手术服。目前，开发非织造手术服，以射流成网技术为主。由于高压喷射作用，织物表面绒毛极少，由于纤维缠结没有粘合点，织物柔软，布面摩擦噪音小。纺粘法非织造布也有很好的应用前景，特别是高密度纺粘非织造布，不仅纤维细，手感柔软，孔隙小而均匀，而且绒毛少，甚至比射流成网非织造布的绒毛脱落量还低。熔喷非织造布的直径更细，加之结构紧密，可形成良好的隔菌性和防水透湿性。,在用即弃型非织造手术服发展的同时，各种耐用型高性能手术服也相继出现。日本开发的高密度棉塔夫绸，美国开发的高密度聚酯机织物都已用于制作手术服投放市场。这类织物除结构紧密外，还要进行后整理使其附着拒水剂、阻燃剂等功能剂，并于干燥后进行高温轧制，这样手术服就不仅具有隔菌性和防水透湿性，而且还具有美观性和其他功能性，还能反复水洗，干燥和高温消毒。,5.3 人工血管的开发应用情况,5.3.1 发展状况： 随着血管外科手术的发展，对于血管病变、硬化、栓塞等症状，都能使用异体血管或人工血管进行移植和修复。自1952年世界上开始用高分子材料制作人工血管进行动物试验以来，至今，已作为广泛用于临床的材料，被世界各国普遍采用，在医疗中起到重要的作用。,5.3.2 人工血管的结构和性能特点： 当人工血管和人体血管缝合后，人工血管内壁在血液流通中附着各种血液成分，逐渐形成具有血液相容性的假内膜，其外壁也逐渐形成人体结缔组织而被固定。这种结构与人体血管的内外膜结构非常相似。 人工血管具有合理的孔隙度对其内外膜长成非常重要。孔隙过大，血液渗出量大，容易造成休克；孔隙太小，又不利于血液渗入，影响假内膜生长和外膜营养的供应。 作为输送血液的主管道，人工血管除必要的耐消毒性、生物安全性外，要求物理化学性能稳定、网孔度适宜、有一定强度、易弯曲、不吸瘪、耐体内弯曲和压力，做移入手术时要求缝合性好，与人体组织能迅速结合。,5.3.3 人工血管的材料、加工：开发人工血管所用的纤维材料有桑蚕丝、聚酯长丝、聚酯高收缩丝、聚四氟乙烯纤维等。制成的人工血管有直管型、分叉型和多支型三种。所用方法有机织、针织和非织造技术。早期开发的人工血管多使用机织物。机织物孔隙率小、孔径均匀，内表面平滑，处理成蛇腹状，能适应人体的伸缩性。经编人工血管的外观比较粗糙，其表面有规律性的凹凸圈状结构，弹性好，手感轻，管壁比机织物略厚，不易脱散，缝制时扭曲现象少，手术成功率高。非织造人工血管因其毛绒外观，有利于白蛋白附着，能促进假内膜生成。,5.4 人工韧带的开发应用情况,人工韧带也称人工筋腱，系指为修复伤残韧带而制作的代用假体。这类假体因需植入体内，接触血液和组织，对生物安全性要求很高，同时，由于疲劳、磨损和骨质切割，对强度要求也很高，加之需与骨关节牢固地固定住以防止松动滑脱，还需进行特定的结构设计。,5.4.1 人工韧带的材料、加工和特点：人工韧带所用材料包括聚四氟乙烯纤维、聚酯纤维、高强聚乙烯纤维以及芳纶纤维等生物稳定性纤维，也包括碳纤维、聚氨酯纤维等生物亲和性纤维。这类纤维经过特定的编织制作技术，制成条带结构，两端多有环状，以利于用皮质骨螺钉固定在骨体上。随人体组织长入条带结构的纤维间而与人体结合为一体，因而充分发挥韧带的功能。如图,1-活动套筒 2-球体与承窝由多股编织的聚四氟乙烯纤维制成，分为两部分，在手术中能与骨体固定后进行松紧度调节,另一种人工韧带结构设计，由高强聚乙烯纤维编织而成。共有16根4股纱，每股纱有68根纤维，纤维直径小于100微米。为防止纤维磨损和脱落，编织条带由聚合物鞘层包覆，两端制成环状。,人工韧带的开发应用情况：碳纤维是开发人工韧带的适用材料，性能稳定，生物亲和性好，直径细小，有利于促进细胞长入，聚氨酯长丝具有优良的弹性和生物亲和性，具有类似于韧带的功能，也较多地被用作人工韧带材料；另外，双组分材料也