来源:发布时间:2021-09-06
医疗卫生用纺织品
第一节 概 述
在医疗卫生领域,纺织品的应用相当广泛。医用纺织品以纤维和织物为基础,以医学应用为特色,其发展由来已久。从古代用麻纤维进行手术缝合的记载到近代缝合线的不断进步;从简单的医疗包扎到手术用品的功能化;从20世纪40年代人工血管的开发到80年代人工假体的不断问世;从第一次世界大战时抗菌织物的酝酿到当代卫生保健织物的应运而生,医用纺织品走过了漫长迟缓的进程,开始面临一种迅速发展的局面。随着医疗手段、纺织工程的不断进步,发挥着其他物品无法替代的作用。
近四十年来,医用纺织品在纺织行业中独辟蹊径,其种类繁多,应用广泛。因此,纺织品材料在医疗领域的地位越来越显得重要。随着更多的研究取得成功,纺织品已在各种医疗应用方面找到了出路。除了医疗防护服外,纺织品还以纤维和织物等多种形态应用于器官移植、血液过滤和外科敷料等方面。用合成纤维和天然纤维制成的机织物和针织物也广泛应用于生物学纺织品领域。医疗用防护服用来保护医务人员免遭污染液沾污,随着“人类免疫缺陷病毒”和其他病毒的危险性日益增大,防护服的作用就显得格外重要。保健服在起到保护功能的同时还具有穿着舒适的优点。用于人体器官移植的纺织材料,按其结构、材料成分、纤维表面性状和降解性能等进行分类。有关人造移植器官的主要问题是患者的躯体对它的排异性。移植用的生物纺织品要有足够的机械强度和良好的生物学相容性。随着医疗手段和纺织工程的不断进步,纺织材料在医疗行业中的应用越来越广。
传统的医用纺织品,如医用擦布,只是外用医疗纺织品中的一小类。在传统医疗纺织品发展的同时,对医院产生的感染问题的关注使得研究人员开始尝试通过改善医疗环境中的日常用纺织品,如床单等,来寻找更有效地保护病人和医护工作者的途径。
所谓医疗卫生用纺织品,是指以医学、卫生应用为特色的一类纺织品的总称。如手术衣、口罩、纱布、尿布、婴儿护理揩布等。这类纺织品用途特殊,它所具有的使用安全性和保护性能是其最为与众不同的特点,因此这类纺织品需要使用特定的加工工艺、特定的纤维、特定的整理方法以保证它的安全性与功能性,确保医务人员不被感染,保护病人之间不交叉感染,维护人们日常生活的清洁卫生。除此之外,穿着的舒适性是它与其他服用纺织品共有的基本特征。
用于医疗卫生纺织品的材料包括纤维、纱线(单丝或复丝)、织物(机织、针织、非织造)以及复合材料。应用在医疗和手术方面的纤维可分为天然纤维和合成纤维,可生物降解纤维和不可生物降解纤维。它们必须符合无毒性、无过敏性、无致癌性的要求,在消毒时不起物理或化学性能的任何变化。最常用的天然纤维是棉和丝,它们被广泛地用作非移植材料(伤口敷料,绷带等)和卫生保健用品(床上用品、衣物、尿布、卫生巾、揩拭布等)。常使用的化学纤维包括聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、碳纤维、玻璃纤维和粘胶纤维等。
用于生产医疗卫生纺织品的材料主要有机织物、针织物及非织造物。与传统的纯棉机织医用纺织品相比,医用非织造织物具有对细菌、尘埃过滤性高,手术感染率低,消毒灭菌方便,价格便宜,易于与其它材料复合等特点。非织造产品作为用即弃的医疗卫生用品,不仅使用卫生便利,还能有效地防止细菌感染和医原性交叉感染。因此非织造织物在医疗卫生方面起着主要作用。
一、医疗用纺织品
医疗用纺织品这里主要指医院用的各种纺织及非织造纤维制品,如手术衣、手术帽、口罩、手术罩布、鞋罩、病员服、病床用品、纱布、绷带、敷料、胶带、医疗器械罩布、人工人体器官等等。在这一领域,非织造布在屏蔽细菌和防止交叉感染上起到极其有效的作用,发达国家在医疗纺织用品上的非织造布使用率已达70~90%。随着我国经济的快速增长以及人们卫生意识的增强,医疗卫生领域也将成为非织造布的巨大市场。
1、医疗用纺织品的分类
从简单的床单到绷带,从智能纺织品监测装置到高科技含量的移植器官,纺织品在改善患者健康状况、保障患者和医生的健康和福利方面发挥着越来越重要的作用。
医疗用纺织品根据不同的条件具有不同的分类,根据应用领域的不同可以分为以下3类:
床上用品、衣物、外科手术服、防护服、揩拭物等,血浆分离、过滤、采集和浓缩装置等。
(2)外科用纺织品
(3)人造器官,如人工肾、人工肝、人工肺等。
除了以上的分类方法外,也可以按如下方式分类:根据性能和用途可分为普通医用纺织品和高性能医用纺织品。普通医用纺织品包括医疗护理用布、病人及病房用布、医护人员隔离服和手术室用布等。高性能医用纺织品一般是指采用高技术纤维材料制成的、具有不同功能的医用纺织品。它可以分为保健类(杀菌、防臭服装、鞋帽等)、治疗类(止血、消痒纺织品、舒适功能纺织品、抗病毒用纺织品)、仿器类(人造血管、人造气管、人造食管、人工肾)和防护类(各种防辐射服装如防X线轻型服装、防中子服装、防电磁辐射等)等4大类。
2、医疗用纺织品的性能要求
医疗卫生用纺织品直接关系到人们的健康乃至生命的安全,所以对其性能要求特别高。尤其是医用防护服、隔离服、口罩,要保护医务人员免遭任何污染源的沾污,因此有效防护显得更为重要。
(1)对耐消毒性的要求
对于医疗卫生用纺织品,尤其是医用的各类纺织品都需要进行消毒灭菌,因此,使其经消毒过程而不发生物理化学变化是对此类纺织品的基本要求。常用的消毒方法如下表:
表1.医疗卫生用纺织品常用的消毒方法
消毒方法 |
消毒条件 |
蒸汽消毒 |
134℃,3.5min |
干热消毒 |
160℃,1h或180℃, 14min |
环氧乙烷消毒 |
干燥后用环氧乙烷熏蒸 |
辐射消毒 |
Co60或紫外线 |
(2)对安全性的要求
医疗用纺织品无论是植入体内的、接触血液的或是仅与皮肤接触的,都可能因织物的性能而引起诸如慢性炎症、皮肤过敏、形成血栓、感染坏死等人体局部反应。因此对其安全性的要求尤其高。
(3)对功能性的要求
根据医用纺织品不同的应用目的,对其功能性要求也不同,主要有以下三方面:
可以说,医疗功能性是医用卫生纺织品进步的主要因素,并且推动着医用纺织品的发展。
二、卫生材料
卫生材料主要包括妇女、婴儿日常使用的尿布和卫生巾、成人失禁产品、婴儿护理揩布、家用及公共场所使用的清洁揩布、餐饮用湿巾等等。近年来,随着全球人口老龄化的发展以及人们健康保健意识的提高,市场对医疗保健性纺织品的需求呈现出日益增长的态势,而“非典”等公共卫生事件的发生又使这一发展趋势进一步显现,这为医疗保健性纺织品提供了更广阔的发展前景。
在发展中国家,对于医疗保健性纺织品的需求以都市化、年轻族群及品牌意识较高的族群为主,这些族群对于用即弃式吸水型纺织品有较高的需求。特别是女性卫生用产品的需求呈快速增长势头。尤其是我国由于人口众多,对于各种用即弃式卫生用品拥有庞大的市场需求量。
近年来,世界各国也开发了许多新型抗菌纺织品。新型纤维、新型聚合物、新型加工工艺及许多新的卫生保健处理方法的应用,能更有效地消灭细菌。如法国的最新进展是将接枝技术应用到医用纺织品上,称之为“生物纺织品”,它是在纺成纤维之前,向粒状聚合物加入抗菌剂,促进进入纤维结构,并与纤维活性官能团发生反应,从而获得永久性抗菌性能。杜邦涤纶(Dacron)中空纤维制成枕头、被子,被称为会呼吸的床上用品,具有防霉及防过敏的优点。
第二节 医疗卫生用纺织品的主要品种
一、纱布
Vanson Halosource的 Jeff Williams认为创伤护理是一个迅速成长的医学领域,因为近来非康复性伤病迅速增多。在美国,老龄化意味着糖尿病患者和由于卧床不起的褥疮患者比例增高。
Ellis发展有限公司的Julian Eliis认为创伤护理和仿真产品具有很大的市场。他注意到,每个患者要花费高达4.5万美元治疗腿溃疡。他认为,纺织品固有的弹性使其特别适于该类需求。
纱布是典型的医疗用纺织品,根据其不同的使用目的分为手术用纱布、敷贴用纱布、包覆用纱布、擦拭用纱布和浸药用纱布。纱布的制作和选用有严格的规定,除给定的裁剪尺寸外,安全性和实用性要符合药典规定的要求,部分产品还要求有特定的医疗功能。纱布必须纯净、白色、无气味,水煮时溶出性物质要限定在指定的范围内,完全作到无毒、无污染、无放射性,确保对人体安全无害。实用性是指容易吸收血液和其他体液,湿润时有形体保持性,干燥时有柔软的触感,能耐多种方法进行消毒,且使用方便,不开线、不起毛,易剥离。医疗功能性一般是指在传统应用基础上的新功能,如止血消毒等药物功能。
传统纱布是由棉纱织制的低密度织物,经纱、纬纱一般选用同一密度。织造中宜选用淀粉浆料,适当配备油脂作为柔软剂,织坯经退浆、脱脂、漂白制成成品,裁减包装。下表列出一般纱布的技术规格。
表2.一般纱布的技术规格
用纱情况 |
原料 |
棉 |
经纱 |
28tex |
|
纬纱 |
28tex |
|
捻向 |
Z |
|
织物紧度(%) |
经向 |
21.5 |
纬向 |
20 |
|
总紧度 |
37.2 |
|
织物密度(根/10cm) |
经向 |
110 |
纬向 |
102 |
|
织物组织 |
平纹 |
|
干重(g/m2) |
56.4 |
功能性纱布主要有:止血纱布、不粘纱布、和摄影纱布等。
1、止血纱布
止血功能是纱布发展中的一个动向,而今,这类产品已有多种。从外表看,这种纱布与普通纱布完全一样。它采用粘胶纤维针织物经特殊的氧化处理而制成,不使用任何药物,只是把可溶性基团接枝到纤维结构上。所生成氧化纤维素,构成羧基,具有凝集血小板的化学止血作用,进入人体后能降解为低分子物质排出体外。
止血纱布的吸水性很强,吸水后能膨胀成一种胶状物,由于电离度大,带有离子,这些负离子对凝血因子具有很大激活作用,促进凝血酶生成,产生凝血作用。这种凝血作用属于内源性凝血,是基于人体凝血规律的生理性凝血。除去生理止血作用外,这种纱布还有较好的物理止血作用。其表现在三个方面:一是纱布吸收了血液中的水分,使血液浓度和粘度增大,减缓出血速度;二是遇到血液中的铁离子生成不溶性物质,覆盖住创伤表面,阻碍出血;三是纱布吸水后溶解成粘性体,堵塞住毛细血管的末梢。
可溶性止血纱布止血迅速,防止感染,使用方便,价格适宜,特别是织物能被人体组织吸收,无毒无害。它不仅是战地救护,创伤医治的重要材料,而且,在外科手术中也很有价值。使用时,按创口大小裁剪后贴在伤口上即可止血。止血纱布比单纯纱布加压的物理止血效果明显。
2、不粘纱布
长期以来,使用一般脱脂纱布给患者伤口换药包扎。由于创面血液和分泌物的渗出,致使血肉和纱布粘连在一起,干固结痂,影响伤口愈合。尤其在换药时,从创面撕下血肉粘连的纱布时,给患者带来极的大痛苦和恐惧心理。
为了解决纱布与伤口创面粘连的问题,许多国家开展了研究。1987年,中国专利介绍了一种不沾性纱布的制作方法。采用纤维素浆粕加入酸酐,在少量硫酸作用下酯化,可纺成二醋酸纤维素纤维。这种纤维呈白色,柔软蓬松,无毒无味、不刺激皮肤,其回潮率在20℃,65%相对湿度下为6-7%,与棉接近(棉的回潮率为7%)这些纤维可以直接代替脱脂棉,也可以纺织加工成纱布和绷带。
这种不粘性纱布用于感染渗液伤口及出血伤口,吸湿性强,不与血液及脓性分泌物粘连,因此避免了换药时因撕脱干固结痂给病人带来的痛苦及其对伤面产生的再次创伤,为促使伤口早日愈合创造条件。使用这种纱布比使用微孔薄膜类敷布要好,特别是对于感染出脓的伤口,它能吸收深处的脓液。这种纱布的使用方法与普通纱布相同,适用于烧伤、溃疡、脓肿及任何外伤。经许多医药临床应用,确认其不粘性,有利于创面愈合,促进肉芽生长的功效。同时,这种新材料能经受高压消毒灭菌,无变质变色反应,易于存放,为医疗应用提供便利。
3、摄影纱布
外科手术时,将吸血用纱布块和手术器械遗忘在患者体内的事故屡见不鲜。其发生不仅要使患者再受二次手术之苦,心理、生理上产生很大压力,而且医院也要承担很大的责任。金属制手术器械留在人体内的情况较少,即使检查,用X射线摄影则可发现。而纱布等材料极易发生遗落,且对X射线也不敏感,难以探知。为解决这一问题,最早曾使用夹有铅纤维的纱布用于手术,以便于术后的检查。近年来,人们致力于开发摄影纱布。摄影纱布即X射线摄影纱布。这是一种手术用纱布,由纱布中夹有摄影纱制成。这种产品是将具有能被X光检测出来的材料附于织物上,在手术后缝合伤口之前,进行一次X光检测,一旦发现将纱布留在体内,则可马上取出。
开发摄影纱布有很多方法,所用纤维材料为聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯等。而今防X射线透过材料一般使用硫酸钡。最早使用粘附法,把粉状硫酸钡直接粘合在纤维上,以后不断改进。作为X射线摄影纱的新型加工方法,英国推出一项专利,其纤维结构为包缠型,芯部使用粘附大量硫酸钡粉末的束状聚丙烯纤维,外部包缠纤维为扁平聚酯纤维。聚酯纤维不含硫酸钡,但它包缠在芯部之外,不仅提高摄影纱的模量和强度,并且可以增加硫酸钡的附着牢度。常规包芯纱采用的包缠纤维约占50%,但这一专利采用低于20%的包缠用纤维,使这种摄影纱的防辐射效果达到最佳。在这种纱线中,硫酸钡含量最低不低于54%,最高可达80%,通过试验确认,含硫酸钡以70%为最适。
此外,还可以在普通粘胶纺丝液中掺加硫酸钡微粉,共混纺丝,纺出5.55DTEX的纤维,含硫酸钡数量可达55.6%,这种纱布具有优良的摄影性能。
X射线摄影纱目前只限于用来制作外科手术纱布块,今后,利用其阻挡X射线的能力,将会开发出X射线散射防护材料、X光机的屏蔽材料等新型制品。
4、抗菌纱布
美国农业部的Dharnidhar Parikh报道,在美国,创伤护理所用可吸收纱布的市场额高达5亿,Parikh正在从事一个项目研究,为创伤护理研发水刺非织造棉或含棉可吸收纱布。他认为该种非织造纱布比传统的织造纱布的优势在于没有摩脱的纤维屑引起伤口感染、手感柔软,具有相同或更好的吸附性、没有化学粘合剂。他还提醒人们,水刺非织造纱布生产中所用的水均经过过滤、灭菌和循环利用。对于所使用的漂白纯棉纤维,Parikh声明,“这是一种非常纯净的产品,没有化学物质,没有污染,可以直接用于开放性伤口。”
Parikh将银作为抗菌剂添加到棉制创伤敷料,“如果保持湿润,伤口会愈合的较好,但是潮湿也会使得感染发生几率增大。”现在使用的吸湿性伤口敷料价格非常昂贵,我们的任务就是研制出一种高吸湿的伤口敷料,可以吸收伤口渗液,添加银抗菌剂可以帮助预防伤口感染。
5、促进愈合纱布
Biosurfaces的Matthew Phaneuf正在致力于开发一种有双官能团(氨基和羧基)的创伤辅料,该聚合物的主链上提供很多锚点可结合不同类型的药物。Phaneuf提出“可以在该辅料上结合一种药物帮助伤口快速凝结,当然也可以结合一种抗凝结试剂,一种促进生长的蛋白质,等等。这是一种很灵活的体系,可根据需要在该辅料内添加不同物质。”
Williams认为,近年的研究表明含氯物质与伤口接触可促进愈合。“皮肤学研究指出氯可以帮助鼠类的伤口形成肉芽。”
另外一位聚合物化学家Vanson正在考虑使用甲壳质衍生物制作伤口敷料。“甲壳质可以帮助伤口愈合而不留下疤痕”,Williams认为“我们现在正从事一项研究,给大家证明甲壳质衍生物可以加速愈合并封闭伤口。”
因为甲壳质可以有效控制出血,有时还用它对非织造衬垫进行涂层。但是创伤护理要求甲壳质为基质的纺织产品仍需不断发展。“我们可以将氯和壳聚糖结合使用,在氯化壳聚糖方面,我们用拥有一项专利权”,Williams声明,“现仍处于前期阶段,至于食品和药物管理条例要求该产品能帮助创伤愈合而不留疤痕,很容易证明,因为这是化妆品的一种要求。产品能够加速愈合则是一种医学声明,需要进行完整的临床试验。”
二、手术服
手术服是一种主要的医用纺织品,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。著名的Jlsun®手术服具有抗菌、防血污、防透明、吸汗速干等多种功能。
当手术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原,即使是手部、腕部的轻微动作,也能在每分钟内产生1×106个0.3μm以上的微尘。所谓隔菌性,即在手术室的消毒区和人体非消毒区之间形成屏蔽,用以阻隔人体携带的细菌向手术区域转移。根据以上要求,手术服应具有拒水性和防血污性,能避免由于被血液、体液和冲洗液浸湿而形成细菌的通路,防止患者的有害体液和带有传染性病毒的血液侵害医护工作者。另一方面,手术服的领口部、腕部、腰部都要用弹性织物进行封闭,这样可以防止细菌随空气流通而扩散。
一般的外科手术通常都会持续几个小时甚至十几个小时。在穿着手术服的过程中,人体周围的环境温度会升高,在这个过程中,人体皮肤上微生物中的菌群就会失调,它们中的少量致病菌就会以几何方式迅速繁殖,1、2、4、16、256……依此类推。这些微生物通常每20分钟繁殖一次,因此8个小时之内,一个细菌就能繁殖160万个后代。并且这些细菌和真菌会通过皮肤、呼吸道、消化道以及生殖道黏膜进行传播,从而对人体造成危害。因此,为了避免医护人员和患者遭受致病菌的感染,就要求穿用的手术服具有较好的抗菌性。
为了达到更好的隔离效果,市场将主要精力放在如何改善静水压上。但同时,由于外科医生一次手术就要穿着数个小时,所以该类服装也要求具有一定的穿着舒适性。因为穿着这样的封闭式手术服进行长时间紧张的手术操作必定会使人的体温上升,加速出汗。若是手术服不利于人体湿气和热量的散发,则会闷热湿粘,影响手术操作者水平的正常发挥。为此,要保证手术服的舒适性,使其要具备防水透湿的性能是十分必要的。
采用棉织物制作手术服已有相当长的历史了。这种传统织物在耐消毒性、耐洗涤性、抗静电性、抗撕裂性和舒适性等方面均能符合需要,但缺乏至关重要的隔菌性。棉制手术服的孔隙大,绒毛多,不拒水,挡不住细菌污染,其表层绒毛还有收集细菌的作用,细菌扩散可危及伤口。因而新型手术服的开发正向着淘汰棉制手术服的方向发展。
新型手术服伴随纺织技术的进步而进步。自非制造布技术应用于医疗领域以来,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。在重大手术中大多已采用用即弃手术服。这种织物表面绒毛减少,织物柔软,布面摩擦噪音小。用聚酯或聚酯混纺织物制作的这类非织造布,经拒水整理后完全符合手术服的要求。其不足之处是抗拉伸力较低。
在用即弃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。这类织物除结构紧密外,还要进行后整理,使其附着拒水剂、阻燃剂等功能整理剂,并于干燥后进行高温轧制,使其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。这类织物用于制作要求一般的隔菌性手术服,能经受反复水洗、干燥和高温消毒,可将血渍100%洗掉,滤菌率高达95%。涂层型手术服是对织物进行涂层,使其涂层面产生微孔,用以防止手术污染和提供汗气移出的通道。
1、高密度涤纶手术服
北京洁尔爽高科技有限公司深圳卫生服装厂生产的Jlsun®高密度涤纶手术服能够满足医用要求,具有拒油拒水性和抗微生物性。因为织物紧密,隔离率高达95%。织物结实耐用,耐磨性好,经过数十次水洗,干燥和高压消毒,仍保持其各种性能的有效性。对这种织物进行抗污性检验,将污物留在织物上24小时后水洗,能清洗掉100%血渍和97.5%硝酸银污迹。这种手术服的突出特点是轻薄舒适,人体的汗气能透过高密织物的微孔逸出,没有捂的感觉。另一方面,又因进行了拒水整理,手术中的血液及冲洗液不会使手术服浸湿。
这种高密度机织物的加工工艺是:采用特定规格的涤纶长丝机织成符合密度要求的织物,然后再对织物进行加工整理。所用整理液中有拒油拒水剂FG-910、阻燃剂ATP、抗静电剂SE以及抗菌整理剂SCJ-891等。整理后的织物在干燥后通过一对钢制热压辊,温度在150-210℃之间。经过轧辊高强度的热挤压之后,织物表面平整,结构紧密。孔隙微小,因而具备防水透气性能。
2、PTFE复合手术服
织物的防水性和透湿性是创造服装内气候舒适性的两个根本的但又互相矛盾的条件。从70年代开始,防水透湿织物得到迅速发展,用微孔薄膜与织物进行层压已成为其中的一种主要加工形式。这类产品的典型代表是PTFE复合布。用PTFE膜与织物进行点状粘合的层压织物便称为PTFE复合布。
防水透湿织物虽然并非以医学应用作为开发目的,但它的舒适性和防护性非常适用于手术服,许多薄膜层压织物都把手术服、手术巾作为主要产品。
PTFE膜于1971年由美国一家公司开发,当时称为戈尔膜(Gore-Tex)。它是以聚四氟乙烯为原料,通过轧延和热处理而生成的具有无数微细孔径的薄层,膜厚为0.001英寸,孔隙率82%,孔径相连成蛛网状,平均孔径为0.2μm。水蒸气能通过微孔逸出,但是,水滴是这种孔径的5000-20000倍,并且膜不浸湿,所以水不能透过。因此,把它制成手术服和手术巾,能保证舒适性,因其防水,减少沾湿造成细菌侵入和繁殖的条件,又可避免术后感染。
PTFE复合面料为三层结构,中间层为PTFE膜,两边分别是尺寸稳定和不稳定的织物,通过点状粘合层压在一起。外层织物的作用主要是在高温高压消毒、熨烫或其他处理过程中保护戈尔膜的外侧。这些织物都是由100%化纤长丝织造而成,无绒线脱落,能避免手术中落入患者的伤口或刀口引起感染,一般采用尺寸稳定的府绸物或平纹组织。尺寸不稳定的内层是针织物,多为经平组织、两相配合,整个面料悬垂性良好。用PTFE复合布作为手术衣,能有效地防水透气和组织细菌通过,可以达到防止伤口感染的目的,其制品经过上班次洗涤、干燥及高压灭菌处理,而不损其使用性能,使用周期显著增长。这类制品的推广将提高医用纺织品的档次,改善医疗条件。目前,北京洁尔爽高科技有限公司深圳卫生服装厂批量生产Jlsun®PTFE复合手术衣。
3、涂层织物手术服
制作既防水又透湿的手术服是医疗技术进步的一个重要方面,结合现在纺织行业兴旺的涂层技术开发防水透湿织物不失为一条捷径。涂层技术目前主要使用浆辊涂层法、刮刀涂层法、喷雾涂层法以及转移涂层法等。防水透湿涂层织物分为两种,一种是微孔涂层,一种是无孔涂层,关键在于涂层剂的不同。
微孔涂层的防水透湿机理和PTFE膜一样,它是在织物的涂层面上形成细微孔隙,使汗气透出但能防止外部水滴侵入。形成涂层微孔的涂层剂有很多种,主要是聚氨酯。这已成为大量防水透湿织物的涂层材料。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层材料,用于医疗外科领域。美国一家公司也开发出聚偏氟乙烯涂层材料,涂层膜微孔平均直径仅有0.1μm。这些涂层织物通过微孔形成防水透湿的功能,并且加涂拒水剂,赋予抗污性。这样就使得隔菌性、防浸性以及舒适性充分地发挥出来。
无孔涂层虽然在膜面没有微孔,但同样具有透湿的效果。其奥妙在于涂层剂的分子结构。涂层剂中的聚合物由无数柔软的分子链所组成。分子之间靠各种强的化学键和弱的吸引力而结合在一起,分子链上有许多利于水分子迁移的化学基团,人体汗气中的水分子可以与这些基团结合,使之溶解于其中。当涂层膜的两表面形成高湿度差的时候,水分子就沿分子链从高湿度表面向低湿度表面迁移扩散,最后向低湿度区逸出。汗气的这种传递能使着装者感到舒适。
4、微纤夹心手术服
微纤无纺布作为高密度织物的一种,经拒水整理后,具有理想的隔菌性和透湿性,同时悬垂性好。但是这种材料一般比较轻薄,强度不足,当手术人员弯曲臂肘时,容易造成破裂。为了改进微纤无妨布的使用性能,人们做了许多探索。在一些新的设计方案中,多采用夹心的办法,把微纤无妨布夹在两层织物间进行层压。
微纤夹心无妨布的结构是:两外层为无纺布,夹芯层是微细纤微层。三层之间以筛网印花形式进行点状热压粘合。微细纤维采用疏水性不导电纤维,纤维直径0.1-10μm,纤维层重量为0.5-60g/m2,理想的重量在1-30 g/m2之间。两外层无纺布重量最好在7-50 g/m2之间,要求是悬垂性好,并且具有防水性,其中一层可以部分地或全部地由疏水性纤维组成。所用粘合剂为防水性粘合剂。点状粘合中粘合点的结构呈“T”字形,具有弹性。这种织物表面呈波纹状,柔软舒适,能充分满足隔菌和透湿功能的需要,同时机械强度好,不脱层、不破裂、无微细纤维脱落。用这种材料制作手术服、手术巾成本并不高,多为用即弃型。
三、缝合线
缝合线是指医疗中供外科手术缝合的线材。因为缝合线直接接触人体组织,所以对其性能的要求,除了具有耐消毒性和必要的力学性能外,与一般的医用纤维有显著的不同,尤其对生物安全性要求非常严格。作为缝合线用纤维,其拉伸强度、结节强度要大,对炎症、异物反应要小,没有毒副作用和致癌性,要有均匀的质量和便于手部操作的性能。
从古至今,选用和开发缝合线涉及到的材料从马尾、麻线、棉线的原始应用到天然纤维和合成纤维的推广;从羊肠线的开发到一系列生物吸收性纤维的问世,缝合线推陈出新,不断增加品种,提高质量。无论在缝合皮肤、器官的一般手术中,还是在脑血管、心血管和断植等显微手术中,这些新型缝合线的应用对于手术的成功,都起了重要的作用。
1、传统手术用缝合线
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,并沿用至今。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,不易引起人体组织反应,因而仍作为缝合线的主要品种在国内外广泛使用。合成纤维缝合线于20世纪40年代开始应用。合成纤维用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。这类缝合线分为单丝和复丝,其选用的材料有锦纶6、锦纶66、聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等,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。在要求细线缝合时采用锦纶6和锦纶66单丝,线密度范围为0.5-0.9dtex;在要求粗线缝合时,采用33dtex/12F、56dtex/18F、78dtex/24F等聚酯复丝。国外开发合纤缝合线多采用聚丙烯,并制成中空型。这种缝合线强度大、重量轻、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。
2、新型吸收性缝合线
基于手术初期保持高强度和术后不必拆线的需要,各种生物吸收性缝合线相继出现。
(1)羊肠线
最早使用的生物吸收性缝合线是羊肠线,它是由羊肠黏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,因而逐步被新型生物吸收性缝合线所替代。
(2)胶原线
胶原缝合线是美国20世纪60年代开发的产品,它不同于制取人工皮肤的胶原纤维,而是要求具有更高的纯度。人们采用牛腱为原料,用酶消化法水解,制成高纯牛腱分散液,经过挤压湿法纺丝而成纤维。这种胶原纤维经加捻和交联剂作用,制成胶原纤维束,烘干则为胶原缝合线。这种缝合线性能非常好,生体适应性很高。同羊肠线比较,因其纯度高,已除去所有非胶原材料,故组织反应小,术后伤口反应可以减至最轻,并可在短时期内为人体吸收,吸收速率均匀。 这种缝合线不仅伤口愈合好、疤痕小,且结节性好、操作方便,在五官科、口腔科、眼科等面部精细手术中尤为适用。
(3)甲壳素类缝合线
甲壳素是多糖的一种,其分子结构是由氨基乙酰基置换纤维素葡萄糖残基中的羟基而构成。这种多糖类物质广泛分布于甲壳类、昆虫类低等动物体和霉菌细胞壁之中。日本于20世纪90年代将这一材料纺成纤维,制成缝合线。
甲壳素缝合线是可吸收性缝合线。当其埋入人体内,在溶菌酶等作用下逐渐分解,生成二氧化碳排出体外,生成糖蛋白被组织吸收。这种缝合线无色而具有光泽,有蚕丝手感,能在五日左右被人体吸收,因而创面愈合好。这种缝合线还对胰液、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。
(4)羧甲基化粘胶长丝缝合线
作为植物性生物材料,纤维素的医用缝合线效果也同样受人关注。俄罗斯曾报导开发羧甲基化粘胶长丝缝合线的情况。这是一种可吸收性缝合线,安全性好,无毒,不会引起任何变态反应和其它副作用,它极易打结,结节牢固,长期不变。这种长丝还富有弹性,有较好强度,粗细一致,并且具有毛细作用,膨润性等一系列医用功能,是一种很有希望的缝合线。
四、绷带
绷带类似于纱布,制成卷状,用于包覆创伤和包缠人体。三角巾、吊带之类也属于这类产品。广义讲,还包括用于骨折固定的绷带。绷带的共性是具有透气性、吸湿性、保温性,能防滑脱、防止外部冲击和摩擦,要求包缠于患部时固定性好,有适当张力,且耐热、耐洗、耐消毒,使用方便,成本不宜过高。
制取绷带以棉纱为原料,其加工工艺与纱布相同,也是对织坯经褪浆、脱脂、漂白制成成品(其规格品种见表3)。绷带与纱布的不同之处在于,其经纱细度低于纬纱细度,纬纱密度低于经纱密度。
在绷带织造工艺上,有切割边绷带和坚固边绷带之分。切割边绷带是先制成宽幅织物,整幅漂白,不得施加荧光增白剂,然后卷成10m或4.5m的布卷,用切条机割成短段。这种绷带没有坚固的布边,外观不整洁,容易脱边。坚固边绷带属于窄幅产品,一般可用窄幅有梭织机、织带机和拉舍尔机织造。需先对纱线脱脂、漂白后再进行织造。其优点是织出的绷带外观好,边缘整齐,不乱丝,不脱线。缺点是生产效率低,成本偏高。
表3.绷带主要规格品种
用纱情况 |
原料 |
棉 |
经纱 |
28tex |
|
纬纱 |
28tex |
|
捻向 |
Z |
|
织物紧度(%) |
经向 |
16.6 |
纬向 |
13.9 |
|
总紧度 |
28.3 |
|
织物密度(根/10cm) |
经向 |
106 |
纬向 |
71 |
|
织物组织 |
平纹 |
|
干重(g/m2) |
36.4 |
常用的绷带主要有以下几种:
1、弹性绷带
绷带从包扎功能开始逐步向多功能发展,弹性绷带是其功能发展的重要品种,它不仅适用于各科手术及换药后的覆盖,而且适用于下肢静脉曲张,石膏拆除后发生的肢体水肿和慢性淋巴水肿等各种辅助治疗。
弹性绷带是20世纪80年代初流行于发达国家的一种包扎材料。由于其具有使用方便、不易松脱、敷用舒适等优点,因而得以迅速推广。早期弹性绷带使用橡皮筋。弹性合成纤维开发后,成为这种制品的主要材料,但其编织方法是技术开发的热点。弹性绷带的经纱选用弹性纤维,纬纱为棉。所用弹性纤维材料有橡胶丝、氨纶、涤纶加弹丝和聚酯类弹性纤维。绷带的弹性伸长率因使用材料的不同而各异,一般可达50-60%,使用氨纶时,其弹性伸长率可高达200%。弹性绷带以其不同弹力性能贴附于人体各部位。
2、自粘型弹力绷带
解决绷带包扎时的松动问题,人们进行了许多探讨,其主要方法是在绷带的两个面或一个面上涂敷粘性涂层,使其产生随机粘附的效果。但是这种方法并未很好地实用,其原因在于,粘性涂层填满了织物上的空隙。这样就降低了绷带织物的延展性,极大地破坏了织物的透气性,也影响了织物的吸收性,结果损坏了绷带的应有性能。另一方面,也不便于高温消毒。美国人针对这些问题,提出了一种生产自粘性弹力绷带的方法。它也是把粘合剂涂敷在绷带织物上,但是,其特色是不使织物的纱线纤维间彼此粘合。
这种绷带使用机织布作为绷带材料,多采用棉纱与部分弹力纱交织的办法使之赋予弹性。布料平整多孔,两面都有粘性。粘合剂以超细颗粒状,通过特定技术附着于经纱纬纱的纤维表面上,分布均匀。绷带为卷状,由于粘合剂的作用,卷体密实,便于存放,能长时间保持粘性。粘合剂颗粒细小,粘合力不像普通橡皮膏那样难于打开,也不会形成平面纱线间粘连。这样,伤口水汽能透过绷带,保证其舒适性;各纤维纱线间不互相影响,弹力也能很好地发挥;颗粒状粘合剂不能隔开纱线与创面,吸收性能一点也不减弱。
所用粘合剂每平方米约10-40克,颗粒超细,每500平方毫米分布1000-5000个颗粒。所选粘合剂应具有优良性能,粘附性强,有一定拉伸性,多采用橡胶和树脂的混合物,可以是天然橡胶,也可以是丁烯橡胶、丁苯橡胶或聚异丁烯等合成橡胶。
自粘性弹力绷带性能与普通绷带同样,并且包扎方便,固着性强,非常实用,具有良好的发展前景。
3、防滑脱绷带
弹性绷带缠绕于创伤部位,特别是一些活动部位,由于弹力作用,绷带易于滑脱。若要克服滑脱,必须把绷带缠紧,这又将有碍于患部的血液循环。传统的绷带在使用时,采用了使用夹子或安全别针把绷带卡住,以防滑脱,但往往效果不佳。一则美国专利宣称,发明了一种防滑脱绷带,解决了上述难题。
新设计的绷带材料使用喷水成网无纺布。这是一种无纺布中最新技术的产品,它采用喷射极细高压水流的办法使纤网互相缠结而成一体。所得无纺布蓬松柔软,略具弹性,纤维虽密实,但通气性良好。这种无纺布被加工成连续的波纹状褶皱,并将少量的粘合剂施加到波峰顶点。包扎时绷带在拉伸状态下使粘合剂粘于人体或绷带武粘合剂的一侧,起到固定作用。因为粘合剂量小,只在褶皱顶部存在,因而不影响绷带的柔软性和弹性,患者感到舒适。
制作这种喷水成网无纺布,使用纤维素纤维和至少15%的热塑性纤维。对于纤维素纤维,最好是粘胶纤维;对于热塑性纤维,常使用聚酯纤维。纤维单层混合为最好,但也可采用多层结构以满足不同的特殊用途的需要。粘胶纤维为亲水性纤维,热塑性纤维保证绷带的成型性,两者比例根据需要可进行调整。混好的纤维网经喷水缠结后,在特定的机械上被压实,然后进行加压起皱。
无纺布送入加热滚筒和加压磨具之间,加压磨具迫使无纺布沿滚筒表面移动,其共同作用使之出现波纹状褶皱。滚筒表面是光滑的,也可带有沟槽。滚筒温度有所用热塑性纤维所限定,通常为300℃。加工后的无纺布的褶皱被固定下来,再通过涂敷粘合剂的装置在其褶皱顶部涂敷点状粘合剂,则可裁剪、包装、消毒、入库。所用粘合剂最好为丙烯酸类压敏粘合剂。
4、特殊部位包扎绷带
特殊部位包扎绷带是对普通绷带的一种改进。常见的有筒状绷带和网状绷带。筒状绷带是将绷带制筒状,用于包扎关节、腿部等不易固定的位置。网状绷带用于包扎头部、面部、乳部等常规绷带难于包扎的部位。使用这些绷带不需要熟练的技术,短时间内则可处理完毕。特别是网状绷带,其包覆效果非常理想,在弹性绷带的基础上又带有自粘性、透湿性和医药性等功能。它虽不是技术上的革新,但它从实用出发进行设计,简化了包扎步骤,固定效果良好,压力均匀适度,美观合体,不影响行动,并可进行高温消毒,反复使用。
人体很多部位,如头部、脚步、手部、指部、肩部、臀部等,很难用绷带包扎,即使包扎也很难固定,容易滑脱。这就需要我们开发特殊部位的包扎绷带,网状弹性绷带和绷带衣也是具备这种功能的新产品。
网状弹性绷带是世界上八十年代水平的包扎材料。它是由化纤材料编织而成,横向使用弹性纤维材料,固具有很大的弹力,拉伸量可达6-8倍。绷带编织结节牢固,可以随意进行纵横向裁剪,纤维均不脱散。绷带呈网筒状,可以根据患部形状紧固包扎,透气性好,使用方便。天津振华医用材料厂于国内最先开发出这类产品,已经投放市场。据厂家介绍,产品共12个规格,最小1#适用于包扎手指,最大12#可包扎躯干。
医疗绷带衣是一则国内专利,主要用于躯干各体位的包扎。所用材料为棉、麻或混纺针织品,织物能承受绷紧力,保证伤位敷布的固定。其制作由片状拼合缝制,紧缩部位固定有扣眼,扣眼有金属、塑料、锁边等多种形式,采用纸带传入扣眼进行调解松紧,也可采用钮扣固定,绷带衣可以根据需要制成肩、胸、臀、腹等部位的形式,也适用于四肢等简单包扎的部位。
5、层压弹性绷带
使用弹性绷带固定包扎和辅助治疗,需要在整个治疗过程中保持适宜的压力,这就对绷带材料提出了很高的要求。由卷曲变形纱或高捻棉纱制成的弹性机织绷带弹性不足,透湿性差,由弹性经纱制成的编织弹性绷带虽弹性好,但成本较高,也容易引起局部收缩。国外在八十年代曾使用一种层压弹性绷带,弹性均匀,透湿性好,受到医患人员的好评。
这种绷带结构分为三层,外层织物多使用热塑纤网,内层织物可以是机织物,也可以是无纺布;中间层是轻薄聚氨酯膜。三层材料用点状粘合法层压成一体。热塑纤网起到耐磨作用,也保护聚氨酯膜不受伤害,内层无纺布柔软,使患者有舒适的感觉,并具有对体液和血液的吸收能力,一般使用粘胶纤维。聚氨酯薄膜是一种弹性良好的防水透湿膜,具有无数微细孔隙,孔径为0.2-1μ,膜厚12.5-75μ。采用点状粘合可以把粘合剂对微细孔的封锁缩小到最低限度。
这种绷带透湿性极好,伤口部位渗液可以以水汽方式从膜的微孔中散出,薄膜具有足够的水分传输速度,能防止皮肤浸软,保持伤口舒适,在37℃,100-10%相对湿度下,透湿速度至少在150g/cm2/24h,最好达500 g/cm2/24h。因为聚氨酯膜的弹性,使绷带也具有良好弹性,帖服体形。聚氨酯膜上的孔径细小,虽能透出水汽,但能防止水分浸入,这样绷带的防水性又成为一个患者所需要的新功能。
这种绷带还在不断改进,它可以根据膜的厚度确定弹力大小,能使绷带性能自由地实现高弹力和低弹力。其外侧可以任意选定各类织物,各种颜色和各种图案。关于聚氨酯膜的层压也可以改用微孔聚氨酯涂层的工艺。作为舒适性绷带,它将会得到发展。
6、聚氨酯矫形绷带
在骨科治疗中,利用绷带进行矫形固定是一项重要的手术措施。目前广泛采用的石膏绷带已有100余年的历史,但在临床应用中尚存在很多缺点,如固化较慢、笨重石碎、透气性差、X光透过性差以及硬化后不能入水等。随着高分子技术的发展,国外自七十年代起推广使用聚氨酯绷带,取得了良好的效果。
聚氨酯绷带是采用基材织物涂布浸渍聚氨酯预聚体而制成的,遇水后能聚合固化成形。基材织物可以使用机织布,也可以使用针织布,纱线材料可以是天然纤维,也可以是人造纤维,可以使用涤纶尼龙等材料,也可以使用玻璃纤维等高强度纤维。基材按常规规格制作,性能上要能满足绷扎敷紧的要求。英国一则专利详细介绍过聚氨酯预聚体的制作方法。它是用聚乙二醇同过量异氰酸反应,并加入有机酸酐。反应中生成的聚氨酯预聚体内,要均匀混入催化剂。有机酸酐是一种稳定剂,它可以防止聚氨酯绷带在贮存中遇潮气而固化。一般使用的有机酸酐是从多元羧酸,如脂肪族酸、脂环酸、芳香酸等二元酸中得到的。最好是没有气味的琥珀酸酐。有机酸酐以固态存在于预聚体中,为直径小于150μm的精细粒子,占预聚体重量的0.1-5%。催化剂溶于水但不溶于聚氨酯预聚体,一般选用无机材料,如碳酸盐、碳酸氢盐,最好选用碳酸钾,其混入量最好占预聚体重量的8-10%
浸渍聚氨酯预聚体的绷带呈卷装,表面多孔,密封保存。使用时逐卷打开,将绷带浸入20-30℃水中,反复挤捏十多秒钟。需加速硬化,则可延长浸泡时间达20-30秒,并提高水温,反之硬化时间延长。受伤部位应套上弹性垫套,由医护人员按螺旋式包扎造型。包扎3-6分钟内,塑性效果较好,5-7分钟后充分硬化,10-15分钟后完全硬化,30分钟后达到最高强度。
这种新型矫形绷带矫形强度高、重量轻、能透气、能透X射线、抗水性好,可用肥皂清洗,绷扎期间甚至可入水或淋浴。1983年,上海医疗器械研究所等八个单位协作,以填补了我国这一空白,目前这类产品已经投放市场。
7、乙烯基聚合物矫形绷带
聚氨酯绷带虽比石膏绷带有很多优点,但其工艺复杂,而且对潮气非常敏感,保管不当,很容易固化失效。国外还有一种高分子绷带,需要在紫外线折射下才能固化,使用也非常不便。因此,乙烯基聚合物绷带作为一种新型高分子绷带应运而生,它与聚氨酯一样轻型、坚固、使用方便,不同之处在于,它对水也并不敏感,无需特殊光源照射,制作中不使用有毒溶剂,并且制品包装不需要特殊防潮。
这种绷带的涂层材料是至少含有两个乙烯基的疏水性预聚体。这种高分子材料本身不与水反应,但其中混入的乙烯基聚合催化剂是一种可以用水激活的物质。当与水作用时,预聚体溪水溶胀变粘,吸水量至少是其自身重量的10%。预聚体中混入的催化剂被水激活,使乙烯基聚合物的预聚体聚合固化。
乙烯基预聚体是一种可以聚合的低分子材料,分子量在400-24000之间,一般是600-20000,最好在1100-16000范围内。预聚体性能根据含有乙烯基的数量多少而有不同,含有乙烯基数量多则固化效果好。选用丙烯基团、甲基丙烯基团等效果也较好。一种含有叔胺基团的预聚体制成绷带后,固化速率快,存放时间最长。适宜的疏水基团多为乙烯基氧化物,如聚乙二醇。催化剂是一种氧化还原剂,它由一个氧化组分和一个还原组分组成,以细粒状均匀的混在预聚体中,含量为0.1-10%,最好为0.2-2%。为防止绷带在制作与存储中提前聚合,加入抑制剂。为使固化前易于操作,加入柔软剂,常用硅油,加入量为预聚体重量的10%。绷带需要白色,故还要加入一种有机多元酸增白剂,如酒石酸、柠檬酸。
置备预聚体要将乙烯基疏水聚合物溶入有机溶剂中,如二氯甲烷。然后加入催化剂、抑制剂、柔软剂和增白剂,制成粘性液体,用滚筒涂层法涂到织物上。所用织物可以是各种织物。要保证舒适性,织物应有弹性,最好选用拉舍尔经编织物。为了加强绷带强度,可以使用玻璃纤维针织物。如果兼顾强度和舒适性,宜选用玻璃纤维与橡胶弹性丝相结合的编织结构。预聚体在织物上的涂层量为:100-350g/ m2。涂层后的织物待溶剂挥发预聚体干燥后进行裁剪和卷绕,封装于聚乙烯塑料袋中。这种绷带的使用方法与效果与聚氨酯绷带相同。
8、压槽无纺布绷带
对于刚刚愈后拆掉缝合线的伤口,需要包扎保护,以防受拉开裂。这种保护也具有减轻疤痕、肌肤美容的效果。小型伤口可以使用透气性压敏胶带,而对较大伤口还需用绷带进行较长时间的加固和养护。压槽无纺布绷带就是为这种用途而设计的新型制品。
这种绷带的基材使用纺粘法无纺布。所用纤维可以选用尼龙、涤纶和丙纶中任意一种。无纺布经过加热轧滚轧制,使其一个面为光滑平面,而另一个面压成有序排列的凹槽,光滑基面涂有压敏粘合剂,使用时可在伤口部位随意包扎。热轧在高于基材玻璃化温度而低于其熔点的温度下进行,在形成凹槽的部位,因受热挤压,纤维几乎熔结,增加了绷带的抗摩性和抗撕裂强度。凹槽呈矩形,长度是宽度的5倍,平行等距整齐排列,相邻两排凹槽互相错开。这种结构意想不到地产生一种弹性,改变凹槽设计,可以改变绷带的弹性。光滑平面所涂压敏粘合剂具有防水透湿且无毒无副作用的性能,可采用乙烯基醚、丙烯酸聚合物、聚醚及含疏水基团的丙烯酸酯共聚体,也可采用聚异丁烯与天然橡胶的共混物。涂敷量为40 g/ m2。涂敷方法是把粘合剂喷到一张纸上,干燥固化后,用足够的压力与基材结合,最后裁成一定尺寸的带状,消毒备用。
这种绷带工艺简单,成本较低;强度好、有弹性、不散边,不卷边;覆盖在伤口表面,不仅起保护作用,还能防浸和透湿,长时间使用能保持舒适性。这是一种值得推广的新材料。
五、防护服
医生在治疗如HIV、SARS、MRSA、库雅氏症(疯牛病)、肝炎和严重的急性呼吸综合症患者时,也有被感染的危险。传统的医用纺织品如医生和护士的工作服以及医用床单,均应采用阻隔纺织品以保护医护工作者。
北京洁尔爽高科技有限公司深圳卫生服装厂生产的Jlsun®医用防护服包括很多种,不但有日常防护服、特殊科室防护服、手术室防护服,还有急救防护服、卫生保健用具等等。所采用的面料主要为PTFE复合织物(PTFE复合涤纶长丝布、PTFE复合无纺布、化纤长丝布/PTFE膜/无纺布复合织物等),也有防水、防油、防血污、防静电、透湿涂层织物等。
对于医护人员来讲,由于可能接触到有毒、有害的气体或气溶胶,有害的血液或体液以及一些有害或传染性病毒和微生物等,因此就需要防护口罩、防护服装、防护眼镜和防护手套等对医护人员进行必要的保护。可以说,医用防护涉及到医疗领域的所有层面,贯穿着医疗工作的整个过程。
(一)防护服应具备的特点
医用防护服应具备以下一些特点:
(二)医用防护服面料的生产
传统的医用防护服按其制作材料分,主要有3类:普通无纺布、橡胶或涂层面料、闪蒸发一次成型滤材制做的防护服。无纺布产品经过功能整理后具有拒水、拒油、抗酒精等特点,隔离性好,吸湿透气,穿着舒适,一次性医用防护服多由普通无纺布制成。但是普通无纺布的防护效率低,只有40%左右,不能满足国标标准的最低要求,而且牢固度差,易撕裂。闪蒸发一次成型制作的滤材,其防护性能较好,但是其面料的防护均匀性不好,同一块面料有的部位过滤效率高,有些部位却很低。橡胶或涂层面料制作的防护服,其防护效果较好,但其透气透湿性能很差,无法满足医务人员在夏季酷热条件下的穿用需要。
国家对卫生防护面料有一系列技术要求,如液体阻隔功能、抗静电性、阻燃性和抗菌性等,并规定了表面沾水、抗静水压、损毁长度、表面电荷密度、透湿量和机械强度等具体指标。因此,卫生防护面料属于多功能复合型整理面料。
1、涂层防护面料
采用无纺布或机织面料为基布,通过浸轧与涂层相结合的方式,可生产各项指标都能达到国家卫生防护服要求的防护面料。这种医用防护服克服了传统防护服无法将防护性与舒适性兼顾的不足,具有隔离抗菌℃性好、透气性好的特点,是较理想的防护产品。
(1)基布的选择
a、无纺基布
无纺布具有质地轻薄、透气性好、价格低等特点,是一次性防护品的首选材料。几种棉质水刺无纺布、涤纶纺黏无纺布、丙纶纺黏无纺布的性能特点如下表所示:
表4.几种无纺布的性能
无纺布材料 |
性能特点 |
棉型水刺无纺布 |
手感好,与纤维平行方向强力低,遇水后结构解体 |
涤棉纺黏无纺布 |
强力高、手感好、易燃烧、静电大 |
20g/m2丙纶纺黏无纺布 |
手感柔软,质地轻薄,强力适中,在涂层转移时粘合剂易透过基布 |
30g/m2丙纶纺黏无纺布 |
手感柔软,质地轻,强力高,转移工艺交易控制 |
40g/m2丙纶纺黏无纺布 |
手感偏硬,舒适度较差,强力高 |
由上表看出,30g/m2规格的丙纶纺黏无纺布质轻、手感好、强力适中,因此该规格的丙纶纺黏无纺布宜用做基布。
b、机织物基布
以涤棉混纺织物作为基布的防护材料经消毒、灭菌处理可以多次使用,可降低成本。考虑到医院服装特殊的消毒洗涤方法,一般衣被(无明显污染及无传染性)洗涤方法是:棉质衣被用1%洗涤剂溶液70℃以上温度;化纤衣被只宜40-45℃在洗衣机内洗25min,再用清水漂洗;传染病和烧伤病患者的衣被:必须用1%-2%洗涤剂在90℃以上洗30min或用含有效氯500mg/L的消毒液70℃洗涤30-60min,然后用清水漂洗。
由于医院苛刻的洗涤过程,对衣物的损伤很大。根据调研人员反映,医护人员一般心里认为,质地较厚的衣服能给他们更多的安全感以及夏天不会太透等,同时考虑到所开发的功能医护服装会采用染色织物,因此,对面料染色牢度、是否含有偶氮染料等问题提出了很高的要求。可以选择涤棉线绢(T/C 65/35 40S×40S)作为医护人员服装面料,病员服采用色织全棉布(40S×40S 98×66)。医院是细菌病毒滋生、交叉传染很严重的地方,对基布进行防水、防油及抗菌整理,是非常必要的。
(2)功能整理
a、工艺流程
工艺:基布→浸轧防油防水剂FG-910、抗菌剂SCJ-2000、阻燃剂Jlsun®→烘干→涂层→焙烘
此工艺采用前防水方法,对经前防水的基布在进行涂层,可有效防止涂层胶背渗,控制涂层膜的厚度,保证面料的手感和透湿量。
工艺:基布→涂层→浸轧防油防水剂FG-910、抗菌剂SCJ-2000、阻燃剂Jlsun®→烘干→焙烘(160℃×2min)
该工艺以后防水为特点,目的是保证涂层面的表面沾水测试等既符合标准要求,以解决通常采用水性涂层胶所存在的涂层面拒水效果差,表面沾水等级不高的缺点。
b、涂层剂的选择
由于卫生防护服对各类粉尘、微粒,甚至细菌、病毒的阻挡要求较高,普通机织面料必须经过涂层才有可能达到相关要求。而涂层剂的性能直接影响着防护服材料的技术指标。涂层一般分为面涂和被涂两种方式,考虑到织物符样的可能性,通常采用被涂方式。涂层厚的面料普遍存在透气、透湿性能差的缺点,因此合理筛选涂层剂进行涂层,达到既能有效隔离,又能满足穿着舒适性要求,是生产技术的关键之一。
目前常用的涂层剂有:聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯。聚丙烯酸酯透湿性差、低温手感发硬。聚四氟乙烯作为涂层剂的防护材料具有优异的性能,但成本高、工艺复杂。聚氯乙烯透视性差、手感硬、耐温性能差。聚氨酯弹性好、手感柔软、耐老化、成本适中。因此,宜选用无孔型防水透湿聚氨酯涂层剂。这种无孔型防水透湿涂层剂确保了防护服对粒子(病毒)的阻隔性能,并能通过化学阶梯石机理产生透湿作用。这类涂层剂中最著名的是Jlsun®ATF,它除了具有普通防水透湿聚氨酯涂层剂的特性外,还具有优异的阻燃性能。
透湿性是防护服材料穿着舒适性的一个重要因素,聚氨酯虽然具有较高的透湿性,但据标准要求还有一定的距离。聚乙二醇具有很多亲水性基团,与聚氨酯混合后可进一步提高涂层剂的透湿性。在涂层剂中,加入一定分子量的聚乙二醇后,透湿量明显地提高。通常,聚乙二醇的用量为涂层剂重的10%。
2、医用PTFE复合膜防护服材料
由于“非典”冠状病毒对人体的传播主要有三个途径:①直接吸入含有病原体的空气飞沫和尘埃造成传播。②通过手接触呼吸道分泌物所污染的物品、用具、玩具等,经口鼻而传播。③密切接触传播:指治疗、护理、探视病例,与病例共同生活,直接接触病例的呼吸道分泌物或体液。
冠状病毒的直径较小,平均100nm左右;在空气或水中有一定的存活期限。因此,对冠状病毒的防护主要应包括污染环境消毒、污染物品的消毒、医护人员的防护、消毒人员防护等。
在没有防护或穿着非防护服时,病毒可通过呼吸直接进入呼吸道,或沾污在皮肤上后进入呼吸道。在穿着服装或戴口罩时,病毒先吸附在织物纤维上,然后通过织物间的空隙扩散或渗透进入服装内层,接触皮肤,进而通过各种渠道进入体内。
在对人体防护时,防护服装或防护口罩首先应当使病毒或飞沫不易沾附在服装表面,其次服装织物的微孔应当足够小,使得病毒不能穿透织物。要使织物的微孔足够小,可以通过多层织物(超细纤维无纺布)或采用微孔膜层压实现。同时,沾污在服装或口罩上的病毒应能通过洗涤、消毒或杀菌等方法去处。
(1)“非典”防护服材料性能要求
根据以上防护原理和防护要求,“非典”防护服材料应具有以下几项功能:
避免病毒飞沫、痰迹、血污等沾染织物表面。
发生一定压力的脏污或血液喷射时,病毒不易穿透织物。
由于冠状病毒主要是通过飞沫以气溶胶形式被人体吸附感染的,而且病毒直径很小,仅有100纳米左右,很容易透过一般防护材料,所以防护材料应具有优异气溶胶病毒阻隔性能。
由于医务人员接触到各种病菌,同时在病房或手术时会有氧气等易燃气体存在,为了防止发生燃烧伤人和静电火灾,防护服应具有良好的抗菌、防静电、阻燃能力。
由于“非典”病房为了防止交叉感染,不能使用中央空调,加上医务人员工作量大,活动多,这样防护服装必须具有较高的透湿性能,才能达到穿着舒适,这在夏季尤为重要。下表仅仅是在0-20℃环境下、户外不同运动时得出汗量,当在室内活动或外界温度达到30℃以上时,人体出汗量会成倍增加,通常一般夏季棉布服装透湿量约在14000g/m2•24hr左右,但无任何防护功能。因此“非典”防护服装材料的透湿量应在8000g/m2•24hr以上。
表5.不同运动时人体出汗量
运动 (千卡/米2•小时) |
室外温度(℃) |
|||
0 |
10 |
20 |
||
坐着 |
50 |
1160 |
1280 |
1720 |
水平步行 |
140 |
2320 |
2640 |
4040 |
中等劳动 |
220 |
4040 |
5320 |
6920 |
重劳动 |
300 |
7720 |
7960 |
11520 |
由于“非典”防护服装需要经常杀菌和消毒,因此应当耐消毒和杀菌处理。对于耐久型防护服而言,还应当具有耐洗涤性、耐老化性能、耐热性能等。
此外,防护服材料还应具有一定的物理机械性能,满足穿着需要。
作为医用防护材料,要达到上述目的,首先应研制高性能隔离层,以达到隔离病毒、抗血液或体液渗透、抗其他液体渗透、透湿目的;还应选择适当的面料,并结合相应的功能整理,以达到防油拒水、抗静电、阻燃、抗菌等功能;再结合适当的复合工艺,将二者结合在一起,以满足“非典”防护服的需要。
(2)“非典”防护服的隔离层
从防“非典”要求来看,耐久医用防护服隔离层应当阻隔病毒或血液等的渗透,这就要求隔离层无空或孔隙足够的小,同时又能够透湿,满足此条件的耐久服装用隔离层只有聚氨酯、聚四氟乙烯微孔膜等。
a、微生物的大小及过滤方法
对于气体中存在的各种微粒、分子来讲,其大小可以相差五个数量级,见表6。对于这些物质进行分离需要采用从微滤到反渗透等不同的膜才能彼此分开。SARS病毒体尺寸在80-120nm,如将其与水汽分离需要采用微滤或超滤。对于防护服装来讲,SARS病毒对服装的压力通常小于20kPa,防护服装测试时血液渗透压力在13.7kPa即可。因此从分离原理上讲,防护服用隔离膜可采用非对称多孔膜或复合膜。由于单纯PTFE微孔膜的粒径较大,通常大于0.1μm,这样在一定压力下,部分病毒可能吸附渗透进入服装内部。而PTFE复合膜因具有较小的孔径,从而保证了病毒的阻隔性能。
表6.小颗粒、分子、离子的表观尺寸
物种 |
尺寸范围/nm |
酵母菌和真菌 |
1000-10000 |
细菌 |
300-10000 |
油乳滴 |
100-10000 |
胶体颗粒 |
100-1000 |
病毒 |
30-300 |
蛋白质/多糖(分子量104-106) |
2-10 |
酶(分子量104-105) |
2-5 |
常见抗菌素(分子量300-1000) |
0.6-1.2 |
有机分子(分子量30-500) |
0.3-0.8 |
有机离子(分子量10-100) |
0.2-0.4 |
水(分子量18) |
0.2 |
b、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜的结构特点
PTFE膜良好的透湿性是由其特殊的形态结构决定的,从扫描电镜观察可以看到(参见图1):PTFE微孔薄膜的表面具有蜘蛛网状的微孔结构。微孔形态为常规纤维节结构。PTFE微孔薄膜属于非对称性膜,膜的正反面微孔尺寸有差异,膜的截面是一种网络结构,在孔的三维结构上有网状连通、孔镶套、孔道弯曲等非常复杂的结构,可能由多个微孔组成一个通道,也可能一个微孔与多个通道相连(照片中百色为PTFE纤维束和结节,黑色为孔洞)。薄膜的厚度从20μm到35μm不等。
图1.PTFE膜表面电镜照片
由于病毒隔离、防血液(体液)渗透与透湿是相矛盾的两个问题,为了达到两者的有机统一,既具有较好的病毒隔离效果、防止体液渗透,同时透湿舒适,PTFE复合膜在保持一侧存在微孔,平均直径约为0.25μm,有利透湿的同时;另一侧封闭层,仍未能看到微孔,这将有利于病毒隔离和防水,但由于封闭层很薄,不会对透湿影响太大。因此,这种复合膜既保持了PTFE膜的原有特点,如耐水压高、透湿量大,又提高其耐洗涤性能和机械性能,同时对各种微小病毒具有很好的阻隔性能。
c、四氟乙烯薄膜防水透湿机理
如前所述,PTFE薄膜厚度约20-30μm,孔径0.2-0.3μm,每平方英寸含有90亿个微孔。由于PTFE膜孔径在0.2-0.3μm,因此具有较好的防水性能。每个微孔比水滴小2万倍,比水蒸气分子大700倍,再加上聚四氟乙烯较低的表面张力,因此,PTFE膜具有较高耐水压,同时微孔能畅通地排出汗蒸汽,又能遮挡住潮气及冷风的侵入,从而获得在各种气候及活动中高度的舒适性。
尽管PTFE微孔膜具有良好的透湿和防水性能,但由于病毒尺寸较小,比如冠状病毒直径为80-200μm,这样PTFE膜孔径仍比病毒尺寸大,会造成病毒的渗透。同时,PTFE膜由于其亲油性,在洗涤和使用中性能下降较大,也会影响其隔离性能。因此,普通PTFE微孔膜作为耐久医用防护服隔离层仍存在问题。
表7是不同工艺膜的性能测试结果。尽管PU涂层、PU湿法转移涂层、TPU层压复合也具有病毒防护效果,但其透湿性能均比PTFE复合膜层压织物差得多,同时PU涂层和TPU复合织物的保暖性均比PTFE复合织物的高相差2-4倍,这也反映出其凉爽性不如PTFE复合膜层压织物。
表7.不同膜复合织物的性能测试结果
品种及功能 |
涤纶绸PU涂层布 |
涤纶绸PTFE复合膜层压布 |
涤纶绸湿法PU涂层布 |
涤纶绸TPU复合布 |
||||
主要组分 |
抗静电涤纶绸面料,PU干法涂层 |
抗静电涤纶绸面料,PTFE复合膜 |
抗静电涤纶绸面料,PU湿法转移涂层 |
抗静电涤纶绸面料,TPU膜复合 |
||||
性能测试 |
初始 |
洗10次 |
初始 |
洗10次 |
初始 |
洗10次 |
初始 |
洗10次 |
耐水压,KPa |
3.7 |
4.5 |
117.2 |
18.5 |
19.2 |
6.7 |
101.2 |
105.6 |
透湿量,g/m2·d |
2140 |
7430 |
10850 |
11790 |
2430 |
2750 |
3510 |
3960 |
过滤效率,% |
100 |
99.4 |
99.981 |
99.967 |
100 |
100 |
99.911 |
100 |
保暖率,% |
18.56 |
|
14.40 |
|
|
|
20.59 |
|
导热系数,J/m2·℃·s |
46.52 |
|
63.04 |
|
|
|
39.99 |
|
热阻,clo |
0.139 |
|
0.102 |
|
|
|
0.161 |
|
六、内用医疗纺织品
医用纺织品不仅用来保护和加速体外创伤愈合,它们还可以用于患者体内。纺织品越来越多地被用于植入性医学材料。
Offray Specialty Narrow Fabric的Ralph Artigliere声称,适用于作植入器官的纺织材料是聚酯纤维,因为它不会降解,而且具有生物学惰性,因此,它成为了一种受到普遍欢迎的材料。有些纤维如尼龙不能用作植入器官,因为它会在人体内降解。
1、人工血管
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或修复。自1952年世界上开始使用高分子材料制作人工血管进行动物实验以来,至今它已作为广泛用于临床的材料,在医疗中起到重要的作用。人工血管作为输送血液的管道,除了要具有必要的生物安全性、耐消毒性外,还要求其物理化学性能稳定、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。 当人工血管与人体血管缝合后,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溶性的假内膜,其外壁也因逐渐形成人体结缔组织而被固定。这种结构与人体血液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的长成非常重要。孔隙度过大,血液渗出量大,容易造成休克;孔隙度过小,又不利于血液渗入,影响假内膜的生长和外膜营养的供应。
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。所用织造方法涉及机织、针织和非织造技术。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,具有不脱散的稳定性。缝制时扭曲现象少,手术成功率高,特别是对于分叉人工血管,其分叉接头处可以利用多把梳栉轮流编织,能使其既牢固又光滑,也能提高致密度,减少漏血量。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。另外,选用生物吸收性材料进行浸渍或涂层,或在织造中掺入生物吸收性纤维,能使植入的人工血管初期渗血少,然后某些部位随生物吸收性材料被降解,使孔隙增大。
2、人工韧带
人工韧带也称人工筋,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,对强度要求也较高,加之需与骨关节牢固地固定住防止滑脱,还需进行特定的结构设计。
制造人工韧带所用的纤维材料涉及聚四氟乙烯纤维、聚酯纤维、高强聚乙烯纤维以及芳纶等生物稳定性纤维,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纺织制作技术制成条带结构,两端多有环状物,以利于用皮质骨螺钉固定在骨体上。人工韧带随人体组织长入条带结构的纤维间后与人体结合为一体,因而可以充分发挥韧带的功能。
碳纤维是开发人工韧带的适用材料,其性能稳定,生物亲和性好,直径细小,有利于促进细胞长入。英国在20世纪70年代就开始进行碳纤维的整形试验,用碳纤维修复羊的足跟腱,1个月后羊能行走,且在碳纤维周围长出了筋腱组织。80年代曾用1万根碳纤维置换猪膝关节的十字韧带,碳纤维周围增长的结蒂组织与拉紧处于同一方向,进一步证实了人工韧带对伤残韧带的修复能力。80年代末,我国医学专家召开碳纤维医用临床学术研讨会,充分肯定了碳纤维用作人工韧带的价值,也进入这一研究行列。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。美国人采用聚醚型聚氨酯纤维开发人工韧带,并在纤维中加入硫酸钡,使之具有X光检测性,为试用中的观察和分析提供了便利的条件。
开发人工韧带也较多地使用双组分纤维材料。英国一专利介绍一种碳纤维和聚酯纤维的复合线性材料,这种材料以碳纤长丝为芯体,由至少分成两股的聚酯纤维螺旋覆于芯体之上,这种结构使碳纤维表面积尽量暴露在外,有利于与新生组织长成一体。诸如此类,人工韧带的设计和研制是一个很为活跃的领域,这也是一个具有深远意义的工作。
3、内用医疗纺织品新发展
目前,纺织材料和生物医学领域之间还没有很好的联系桥梁,科学家们一直努力用纺织工业的科学技术来改进医用材料,寻找纺织工业中哪些是可以用于医学领域的。
Auburn大学的Sabit Adanur 和Irsale尝试将编织物植入动脉内作缩窄支架已经被植入动脉中,Irsale认为纺织品和聚合物在结构上可以做得更好。“未来的缩窄支架会用聚合物制成”,Irsale说道,“因为涤纶单丝具有生物适应性,价格便宜且来源广泛,现已被用于‘纺织缩窄支架’,现在我们正在生产纺织品缩窄支架原型,同时在开发缩窄支架力学模型。”
Ellis利用专利绣花技术和缝合技术,采用缝合线制作可植入的医学器械。该类产品包括用于血管外科手术的植入性材料以及可以为肩部恢复提供支撑的材料。“关键是刺绣技术”Ellis说道,“刺绣技术可以提供更多的设计灵活性,缝合线可根据你的需要从任意两个针脚间穿过。织造则很呆板,你必须以90度的角度进行,而且针织结构太易变形,不能提供足够的支撑。”
Rhode Island大学的Martin Bide和Phaneuf一直在研究包括纺织品植入材料在内的一些课题。就像Ellis,他们一直努力从纺织工业中选择合适的工艺和器材用到医学领域。该课题组已经研制出一种抗菌缝合线,像“染色”一样将抗生剂“染”到缝合材料上。Bide声称,“我们已经研制出一种聚氨酯产品,可用抗生剂进行染着,对导尿管进行抗菌整理。”
迄今为止,由于人体具有排异性所以无法接受即便很小的人造动脉。因为小动脉容易凝血,现在没有小的人造动脉可以用在心脏分流术或膝盖以下手术,而这些小的人造动脉往往又是糖尿病患者和吸烟者所必需的。因此有必要寻求一种解决方法,以免那些患者膝盖以下截肢。
Phaneuf从纺织技术中借鉴了一种解决方案。他们采用了现有的技术——涤纶电力纺技术将胶原质和聚酯做成双组分复合材料,这种生物复合型材料更容易为人体接受,用它作人造动脉的针织涤纶中空管的感染率仅为6%,因此它们适于做骨架关节的表面等。
据Bide介绍,他们已经研究出一种对聚酯表面改性的方法,形成活性基团及交联蛋白质,便于纤维根据应用需求进行各种不同的药物功能整理,如抑制凝血或促进愈合。
七、生命T恤
VivoMetrics曾推出一种医学装置叫做“生命T恤”,它是基于“呼吸感应城乡”技术设计而成的。可以像T恤一样穿着的该装置可以测量患者的心跳、呼吸、体征、活动、血压、血红蛋白氧饱和度,还可以被设定来收集其他纪录。这数据被收集在一张数据卡内,可以上传到电脑内或通过互联网发送给人们来监测或分析这些数据。
八、尿布及卫生巾
最早使用的尿布是简单的棉布片,利用其吸湿性容留尿液。目前常用的是用即弃型超吸水尿布。它具有三层基本结构:接触皮肤的一层为透液层,中间层为尿液吸收层,底层为防渗层。大多使用聚丙烯、聚乙烯/聚丙烯复合纤维制成非织造布,可以采用纺粘法非织造布,也可采用射流成网非织造布,还可以采用热粘合压纹非织造布,克重一般在24~55g/m2。其中以聚丙烯非织造布最好,柔软舒适且价格低廉。尿布的尿液吸收层为吸湿芯,它具有很强的吸液性,能使尿液尽快地透过表面层而吸入其内。这里所使用的高吸水材料分颗粒型和纤维型两种,主要有交联聚丙烯酸盐、羟甲基纤维素等。它可吸收自身重量400~1000倍的液体,而且吸进的液体不会被重新压出来。尿布的底层为微孔薄膜,借助于微孔的透气性,可以减缓尿布内的闷热状态,减少物理、化学刺激,降低尿疹的发生率。所以微孔薄膜以聚四氟乙烯为好,但价格较贵。也可用聚乙烯微孔薄膜,它也具有很好的透湿性和使用强度,制作成本较低。
妇女用卫生巾是我国消费量比较大的卫生用产品之一。新型卫生巾为中厚周薄型吸水体卫生巾。中厚周薄型吸水体妇女卫生巾设计为中间厚四周薄,节省了大量的吸水材料。中间为吸水芯材,由高分子加复合吸水材料组成;外层是柔丝网面。其特征是:表面干爽柔软,中间是超强吸水芯体,外型凸起,四周薄;凸起部位能与女性的生理部位形成凸凹的自然吻合,吸水体能更迅速、更多地吸收分泌物,且始终保持表面干爽、舒适,更能解决女性使用时不散热、不透湿,易产生妇科病的缺点。
目前市场上已出现抗菌防臭型卫生巾及尿布,它们是以Jlsun®抗菌防臭剂处理作为透液层的无纺布或柔丝网面,也有采用抗菌丙纶纤维等生产的无纺布。在阴暗潮湿的部位使用抗菌材料,有助于提高卫生性,防止尿疹、阴部瘙痒和其他妇科病。这是该类产品未来的发展趋势。
除了以上介绍的品种外,医疗卫生用纺织品还有防褥疮垫、床单、各类保健织物、口罩、人工肾、人工肝、机械肺等等。纺织品在医疗卫生领域的应用范围还在逐步扩大,随着新型纺织材料、纺织技术和医疗水平的不断发展,纺织品的应用将会更加广泛。
第三节 非织造布在医疗卫生领域的应用
医疗卫生用纺织品最早广泛使用棉、毛、麻、丝等天然纤维。随着纺织、化学等领域的技术发展,随后又大量使用锦纶、涤纶、腈纶、粘胶等化学纤维。特别是后来非织造技术的推广,化学纤维的应用幅度进一步扩大。
常见的保健和卫生用纺织材料的分类和制造方法见表8:
表8.保健和卫生用纺织材料
产品用途 |
纤维种类 |
制造方法 |
|
手术服 |
大衣 |
棉、聚酯、聚丙烯 |
非织造、织造 |
帽子 |
粘胶 |
非织造 |
|
面罩 |
粘胶、聚酯、玻璃纤维 |
非织造 |
|
手术覆盖布 |
披盖布 |
聚酯、聚丙烯 |
非织造、织造 |
盖布 |
聚酯、聚丙烯 |
非织造、织造 |
|
床上用品 |
毯子 |
棉、聚酯 |
机织、针织 |
床单 |
棉 |
织造 |
|
枕套 |
棉 |
织造 |
|
衣服 |
工作服 |
棉、聚酯 |
织造 |
防护服 |
聚酯、聚丙烯 |
非织造 |
|
失禁用尿布 |
包覆面料 |
聚酯、聚丙烯 |
非织造 |
吸收层 |
绒毛浆、超吸收材料 |
非织造 |
|
外层 |
聚乙烯 |
非织造 |
|
揩拭布 |
粘胶 |
非织造 |
|
手术用针织布 |
聚酰胺、聚酯、弹力纱、棉 |
针织 |
表9.非移植用纺织品材料
产品用途 |
纤维种类 |
制造方法 |
|
伤口护理 |
吸收纱布块 |
棉、粘胶 |
非 |
伤口接触层 |
蚕丝、聚酰胺、粘胶、聚乙烯 |
针、机、非 |
|
基材 |
粘胶、塑料膜 |
非、织 |
|
绷带 |
普通非弹性/弹性 |
棉、粘胶、聚酰胺、弹力纱 |
机、针、非 |
轻度支撑 |
棉、粘胶、弹力纱 |
机、针、非 |
|
压缩性 |
棉、聚酰胺、弹力纱 |
机、针 |
|
整理外科 |
棉、粘胶、聚酯、聚丙烯、聚氨酯膜 |
织、非 |
|
膏药布 |
粘胶、塑料膜、棉、聚酯、玻璃纤维、聚丙烯 |
针、机、非 |
|
纱布 |
棉、粘胶 |
织、非 |
|
外科用绒布 |
棉 |
织 |
|
塑料 |
粘胶、棉短绒、木浆 |
非 |
由上表看出,非织造布产品在医疗卫生方面使用较为广泛。目前美国非织造布的60%~70%都用于医疗卫生及生活用品。在西欧使用的医用纺织品中,75%是非织造布产品,而其中的30%为用即弃产品。
非织造布(主要是水刺和纺粘非织造布)和织造类纺织品相比具有以下几个优点:
(1)非织造布加工简单、成本低,可以较好地满足医疗卫生用品的一次性使用,从而防止细菌传播和交叉感染。
(2)能有效地屏障细菌的穿透或减少术后感染的危险。国外一些专家比较了每分钟穿过1平方英寸织物的细菌数量,一层织物为790—19000个,双层织物为420—13000个,而采用非织造布的细菌穿透数为0。因此,采用非织造布可防止和减少术后感染的危险。有研究表明,在3152例使用织造纺织品手术中,伤口感染率为1.11%;在3236例使用非织造布手术中,仅有0.43%发生感染;在1000例使用非织造布的手术中,败血症发生率为2.27%;而1153例使用织造纺织品的手术中,败血症发生率达到6.43%。
(3)非织造布纤维网状结构松软、透气,吸湿效果好,且卫生性优于纱布。
(4)非织造布减少了尘屑和短绒的脱落,可提供最佳的手术环境。0.5μm以下粒径的尘埃依附有细菌,1克灰尘可以携带相当于其重量10%的细菌,这是手术后伤口感染的一个主要因素。采用非织造布医疗外科用品时,手术室内空气中悬浮尘埃数量可减少43%,极有利于改善手术室内空气的洁净程度,减少术后伤口感染的发生。
据全国卫生产业协会1994年的统计,国内医院外科材料重复使用感染率为8%,而重复性感染所耗费的治疗医用费用平均每人高达2000元。由此可见,推广使用非织造布医疗外科用品,是防止和减少交叉感染的有效途径之一。 非典病毒的传播途径主要是与感染者的飞沫、分泌物、排泄物的接触。因此,隔离服、防护服、口罩、头套、手套、脚套等必须能有效地防止接触感染者的体液,以达到隔离和防护的目的。由于纯棉织物具有良好的舒适性,人们普遍习惯使用棉制品,然而普通棉布不但不能阻止污染粒子侵入,而且未经抗菌整理的棉织物还可能增加污染程度,所以应当提倡人们改变消费习惯,在非常时期最好使用一次性防护用品。
用于生产医疗卫生用非织造布所使用的原料,占第一位的是聚丙烯纤维,其次是聚酯纤维,其他还有粘胶纤维、木浆纤维及抗菌纤维等。
一、医疗卫生用非织造布的品种
非织造布的品种繁多,性能各异,可通各种加工手段生产出不同性能的、符合要求的医疗卫生制品。医疗卫生用非织造布按其用途的不同可做如下分类:
(1)医疗用非织造布
非直接医用品:包括手术衣帽、口罩、帷帘、床单、罩衣、医用过滤材料、防护服等。
直接医用品:包括纱布、绷带、敷料,药膏、人造血管、人造皮肤、人造内脏等。
(2)卫生用非织造布
包括即用尿布、妇女用卫生巾、卫生用清洁材料。
以下选取几种常用医疗卫生用非制造产品做一下介绍。
1、用即弃非织造布
婴儿尿布、妇女用卫生巾、成人失禁用品等用即弃卫生材料,全世界的需求量每年增加6%~8%。用即弃非织造布有如下质量要求:
(1)有一定的强度;
(2)透水性能好,使液体能很快地进入吸水体;
(3)返湿力低,液体不易从吸水体返回到人体能接触的表面;
(4)本身吸水性小,使皮肤感觉干爽;
(5)网面均匀、洁白、符合卫生要求;
(6)柔软性、透气性好,感觉舒适。
根据以上质量要求,卫生用非织造布的原料可采用粘胶纤维、涤纶、丙纶以及它们的混合材料。日本的婴儿尿布大多采用聚酯纺粘法非织造布和聚烯烃类双组分纤维的热轧、热风粘合非织造布。如Chisso公司开发的ES纤维(纤度为1.67到3.33dtex皮芯型或偏皮芯型聚乙烯/聚丙烯两组分纤维),可将ES纤维混以粘胶纤维、聚酯纤维或常规聚乙烯纤维使用。在美国,多使用聚丙烯纺粘法非织造布,在某些情况下也使用聚酯纺粘非织造布作面料。
作为尿布或卫生巾面料的非织造布,需轻薄柔软,产品质量控制在15~18g/m2。为了提高非织造布的透水性,可对其进行亲水化改进,如采用烷基磷酸酯钾盐等阴离子表面活性剂与聚醚—硅氧烷等多种组分复配,对丙纶纺粘法非织造布进行亲水整理,以获得透水时间小于3~4秒、透气、柔软、爽滑的面料。目前国内使用的亲水化剂是Jlsun®SW吸汗速干剂。为了使用和携带方便、舒适,婴儿尿布和妇女卫生巾制品越来越趋于轻薄化。
2、手术衣
开发非织造布手术服涉及到各类非织造技术,湿法、干法因其工艺落后被新型工艺所取代,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,织物表面绒毛减少,由于纤维缠结没有粘合点,织物柔软,布面摩擦噪音小。用聚酯或聚酯混纺织物制作的这类非织造布经Jlsun®FG-911拒水整理后,完全符合手术服的要求。纺粘法非织造布也具有良好的应用前景,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。熔喷非织造布的纤维直径仅有0.5-4um,加之结构紧密,可形成良好的隔菌性和防水透湿性。其不足之处是抗拉伸力较低。
作为手术衣,要求对病人和医生都具有安全性,既要求具有抗菌性,还要求质地柔软、贴身、穿着舒适、能透气透湿、不闷热,并便于医生的手术操作。最近,用于制作手术衣的非织造布种类主要有水刺法非织造布、纺粘法非织造布、湿法非织造布和丙纶SMS非织造布(纺粘法—熔喷法—纺粘法三合一的非织造布),产品规格为40~50g/m2。由于用水刺法和纺粘法非织造布制成的手术衣穿着较为舒适,因此用量较大。特别是加入木浆纤维的水刺法织造布,由于其卫生性和穿着性好,近年来销量迅速增加,在发达国家中拥有80~90%的市场占有率。将木浆纤维气流成网枝术与水刺技术结合起来,生产性能优良的纤维/木浆产品是近年来开发的非织造布新产品。
木桨纤维是来自木材的天然纤维素纤维,吸湿性强,蓬松柔软。若在涤纶非织造布制做中加入木桨,可大大提高产品的吸湿性,也可降低成本。以往为了提高水刺织造布的吸湿性,多采用涤沦与粘胶纤维共混的方法。若采用木桨纤维代替粘胶纤维与绦纶水刺布复合,除可提高产品的吸湿性外,还可获得更好的经济效益,一般采用涤纶和木桨各50%,做成60-70 g/m2的水刺非织造布,是制做卫生用品的理想材料。
3、手术覆盖布
手术覆盖布是为了保持手术区域的清洁和无菌而使用的,因此,最重要的性能是抗菌性和无尘性,而且要求使用方便。例如,覆盖布与病患者的接触部位要贴身,不易滑动、不发生声响。所以,手术覆盖布一般需经无菌和防滑处理。
手术覆盖布大体分为两类,即拒水类和吸水—防水类。使用拒水类手术覆盖布的目的是使从病人手术部位流出的血液等污染液能及时流走,以保持手术区域周围的清洁。它使用的非织造材料是经拒水加工的水剌布。吸水—防水类手术覆盖布的作用是使从手术区域流出的污染液被布的吸水表面吸收而不能穿透到覆盖布的背面,以免造成污染液的扩散。吸水—防水类非织造布一般是由吸湿性较好的非织造布与聚乙烯薄膜或其他非透水材料复合而成,在实际应用中,对于有感染症的病人,使用吸水—防水类手术覆盖布,可防止污染液的扩散、感染。对于泌尿器官或眼科手术,由于手术时有大量的液体流出,因此若使用拒水类手术覆盖布,并且在布的周围装配上集液袋子,便可以及时收集手术时流出的污液,保持手术区域的干净和清洁。
4、口罩及面罩
医用口罩、面罩可防止医生与病人之间的相互传染,它要求具有高度的抗菌性和透气性。过去的口罩多采用多层纱布或用25-30 g/m2的非织造布折叠而成;也有用模压成形织造布的,但其滤菌性能不足,透气性差。现在制做口罩的材料多采用水刺法非织造布或中间夹有熔喷非织造布的复合材料,它们具备柔软、透气和过滤性能好等优点。如以丙纶熔喷法非织造布为过滤材料的口罩,其细菌过滤效率可高达95%以上。此外,在为高感染症患者作手术时,为了防止污染液流入眼中,开发了屏蔽型面罩,即在面罩的上部装上经防雾处理的透明树脂,以保护施手术者的安全。
5、帽子
帽子的作用是为了防止从头发上掉下头屑、灰尘等细菌污染物。随着使用对象和应用场合的不同,帽子的结构也各不相同。在国外,医用帽子的种类很多,有手术帽、医生帽、麻醉师帽、护士帽和技师帽等,根据使用者的职能而定。
用于制作帽子的材料一般有干法和湿法非织造布、丙纶纺粘法非织造布和水刺法非织造布,可根据帽子的作用、服用性能及样式等加以选用。
6、病人服
病人服可分为长期使用和短期使用两种。一般住院的病人服或孕妇分娩服使用时间较长,因此要求穿着舒适,不透明、不易沾污。此外,对衣服的颜色和样式设计都有一定的要求。在服装材料方面,以选用水刺法、锦纶纺粘法、干法以及丙纶SMS复合非织造布为主。对短期使用的制品,如进入X射线室的检查服、病人做手术时所穿的手术衣,由于它们是一次性用品,故对穿着舒适性的要求不高,但必须不透明且价格便宜。病人服所用的材料以水刺和纺粘法非织造布居多,预计今后使用湿法或熔喷法复合非织造布的也会逐渐增多。
7、消毒用包布
消毒包布主要作医疗器械,如手术刀、剪、钳、针筒与消毒时的包盖布,因此,要求在消毒过程中能耐热;蒸气或是气体能顺利通过,使被消毒的内容物保持无菌;还要求有一定的强度和柔软性,能与被包盖的器械较好的贴合。此外,断裂延伸度不能过大,以防止使用过程中包布发生变形破裂,使防菌性降低。因此,消毒包布所选用的非织造布材料应以湿法和丙纶、SMS为好,也有采用闪蒸法非织造布的,因为这些材料有良好的拒水性和防菌性,且有较大的强度和适当的延伸度,符合消毒包布的性能要求。
8、医用防护服
欧美国家医用防护衣帽多以粘胶纤维为原料,采用浸渍粘合法、泡沫浸渍法、热轧法或湿法等工艺生产的薄型产品,一般都要经过消毒、杀菌处理,定量15克~50克/平方米。特点是手感柔软,抗拉强力良好,透气性良好,是用即弃型。这种医用防护衣帽克服了传统防护衣帽多次使用后灭菌不彻底而易引起交叉感染的缺陷。
二、医疗卫生用非织造布的生产方法
从严格意义上讲,非织造布是纤维布,它的起源可追溯到蚕在桌面上吐丝(长丝)和造纸(短纤)。现代非织造布工业开始于50年代,有长丝和短纤两大类。因纤维成网方法和成布的固结方法不同而分为化学粘合、热粘、针刺、水刺、纺粘等非织造布。非织造布的特点是纤维在产品中呈不规则状态,因此赋予产品各向异性的性能,又由于非织造布生产工艺流程短、产量高和在产业界有着广泛的用途,本世纪40年代起,非织造布很快成了纺织工业中出现的一匹黑马。几十年间以高速针刺、纺粘、水刺为代表的非织造布工业茁壮成长,同时与其相连的下游整理和相关产业迅速形成。中国非织造布工业近十几年约以20%的速度增长,生产能力不断扩大。
直接医用品类的非织造布主要采用粘胶纤维、粘胶/聚酯混合纤维、棉纤维以及其他功能纤维,采用纺粘法、短纤热轧法、针刺法和射流喷网法等工艺加工。卫生用非织造布多采用纺丝成网、热轧粘合等工艺来加工。
1、水刺法非织造布
水刺法又称水力缠结法、水力喷射法和射流喷网法,它是一种独特的、新型的非织造布加工技术。它是利用高速高压的水流对纤网冲击,促使纤维相互缠结钩合,而达到加固纤网的目的。水刺技术的加工特点是无环境污染,不损伤纤维;产品无粘合剂,不起毛、不掉毛、不含其它杂质。产品具有吸湿、柔软、强度高、表现及手感好的特点,因此发展迅速。
水刺中由高压水流形成 “水针”,“水针”冲击纤网造成纤维之间的缠结,并形成水刺非织造布。其工艺流程为:
纤网成网——预湿——正反面多道水刺加固——-花纹水刺——脱水——(预烘干)——后整理(印花、浸胶、上色、上浆等)——干燥定形—— 分切——卷绕——包装。
医疗卫生用品是水刺无纺布最主要的应用领域,包括手术用品和医护用品等等,其中最常规的产品有手术衣、手术罩、绷带及医疗敷料等。发达国家较多采用的是具有拒水性的木浆/聚酯纤维水刺布。但由于其价格相对较高,仍有一定的市场被价格相对较低的SMS以及由纺粘法、湿法成网等非织造布拼接和复合材料所占据。
对于手术罩布的基本要求是具有较好的柔软性、悬垂性、吸水性/防水性和拒水性。目前国外多采用以木浆纤维与聚酯纤维经水刺复合的产品或在开口周边附加高吸水性材料。我国近年来对该类产品也有应用,但鉴于价格因素,多以经拒水处理的粘胶/聚酯水刺布来取代。伤口敷料在传统上是采用机织的脱水纱布,原料以纤维素纤维为主,柔软而不存在化学污染,而普通非织造布产品无法作到这一点,因此难以满足对伤口的防护要求。水刺法非织造布产品所具有的独特优点不仅能满足对伤口的防护要求,而且在某些技术指标上优于脱脂纱布,因此,目前国外的医疗卫生行业以之广泛代替了脱脂纱布。纱布、绷带和医用敷料以70/30的粘胶纤维和聚酯混纤经水刺加固制成,一般为30-60g/m2。70/30这种配比的材料被认为是最接近棉质纱布的特性。目前,医疗用品在国际上取得了很多新发展,例如采用抗菌性甲壳质纤维制成的水刺布,用来制成手术帽、口罩等,用后可在热水中处理掉,迎合了环保要求。此外,医用床单、口罩、过滤及开口内裤等护理用品也都开始普遍使用水刺布。
加入木浆纤维的水刺法织造布,由于其防菌性和穿着性好,近年来销量迅速增加,在发达国家中拥有80~90%的市场占有率。将木浆纤维气流成网枝术与水刺技术结合起来,生产性能优良的纤维/木浆产品是近年来开发的非织造布新产品。
生产复合木浆的水刺非织造布的工艺路线主要有:
(1)在纤网上施加木浆,再经水刺复合;
(2)在两层纤网之间铺撒木浆再经水刺复合;
(3)将成卷的木浆底板铺放在纤网上进行水刺复合。但此法在水刺过程中需较高的水压,能耗大,且在木浆换卷时易出现接缝和停车的弊病。
木桨纤维气流成网与水刺工艺相结合技术主要是采用气流成网方法将纤网直接铺撒在纺织纤维网上面。由于输送带下的抽吸装置形成负压,使从成网头送出的木桨纤维吸附在纤维网上,然后再返过高压细小的水流对纤维网穿刺,使纺织纤维网与木桨纤维复合起来而形成非织造布。该产品在高吸收性医疗卫生用品方面的应用正在不断的扩大。
2、热粘合法非织造布
高分子材料大都具有热塑性,即加热到一定温度后软化、熔融,变成具有一定流动性的粘流体,冷却后又重新固化成固体材料。利用高分子材料的这种热塑性,施加给聚合物纤维材料一定热量,而使聚合物纤维材料部分软化、熔融,再冷却后固化,使纤维相互粘合加固,用这种方法生产的非织造布叫热粘合非织造布。这类产品主要用于医疗卫生、手术衣帽等领域。
热粘合加固与其他相比有以下特点:
3、SMS复合法非织造布
运用不同工艺生产的医疗卫生用非织造布分别有各自的特点。湿法非织造布生产效率高,产品均匀度好,纤维分布各向同性,且价格低廉,适合于用即弃产品。湿法非织造布主要用来做消毒包布、外层包布、面料、面罩、帽子等。纺粘法非织造布具有强力高、纵横向性能优良等特点,现广泛应用于医疗卫生领域。尽管如此,与传统的机织布相比,上述非织造布的某些医用性能仍然达不到理想效果,比如屏蔽性能等。
SMS非织造布相比以上两项,具有茸屑少、安全性好、屏蔽性好的特点。因此在医疗卫生领域的应用日益增长,它与水刺、湿法性非织造布一齐成了目前用即弃、屏蔽性医疗用非制造布的主流。
SMS复合法非织造布是十多年前首先由美国的两家公司开发的。熔喷法非制造布具有优良的过滤性能、吸收性能及阻菌效果,但本身强力差,难以单独使用;而纺粘法非制造布是由连续长丝构成,因而有很高的强力,且耐用,但其缺点是吸附性差,过滤性和阻菌性差。SMS复合法非织造布充分地利用了两者的优势,而克服了两者的缺陷,使产品既有良好的强力、又有良好的吸附性、过滤性合阻菌性。该产品可通过在线复合,即采用三喷头,使得纺粘法非织造布和熔喷法非织造布在没有完全冷却前就通过自粘合或热轧达到加固的目的。
医用的SMS复合法非织造布一般定量为40-60g/m2,以保证在安全可靠的情况下,达到一般舒适效果。
无绒毛脱落和拒水性能等也是SMS复合法非制造布的一个优点。由于SMS的表面层是纺粘法非织造布,是由长丝构成的,所以热轧后经有限摩擦也不会因产生绒毛脱落而造成伤口感染。拒水是因为SMS基本上是以丙纶为原料,原料本身不吸水,从而使SMS不会受到水的浸渍。由于液体的黏附性使细菌极易繁殖和扩散,所以拒水性是SMS阻菌的一个必要条件。
国外利用双组分纤维生产出纺粘法非织造布和熔喷法非织造布在柔软性方面有所改进,从而有望解决其柔软性差的问题。
第四节 医用纺织品部分检测项目及方法
一、医疗卫生用纺织品各项性能的测试方法
医疗卫生用纺织品直接关系到人类的健康乃至生命的安全,因此对医疗卫生用纺织品各项指标的定性检测显得尤为重要。由于医疗卫生用纺织品的特殊用途,各国对其外观及性能都有严格的规定和要求。下面介绍几种主要性能的测试方法。
1、甲醛含量的测试方法
经各种染整加工(例如树酯整理、固色处理、涂料印花等)后的织物,穿着和贮存过程中,在温度和湿度的作用下,会不同程度地释放出甲醛,污染环境,刺激人体,影响健康。因此,许多国家都对织物的释放甲醛量严格控制。尤其是用于医疗卫生用的纺织品,由于它们往往与人体直接接触,除要求有良好的手感外,还要求对人体的化学性危害符合国家有关规定。
GB/T 2912.1-1998规定了通过水解作用淬取游离甲醛的测定方法。它的试验原理是,经过精确称量的试样,在40℃的水浴中萃取一定时间,从织物上萃取的甲醛被水吸收,然后萃取液乙酰丙酮显色,显色液用分光光度计比色测定其甲醛含量。它适用于游离甲醛含量为20-3500mg/kg之间的纺织品。
GB/T 2912.2-1998 规定了任何状态的纺织品在加速贮存条件下,用蒸汽吸收法测定释放甲醛的方法。它的试验原理是,一个已称重的织物试样,悬挂于密封瓶中的水面上,将瓶放入控温烘箱内规定时间,被水吸收的甲醛用乙酰丙酮显色,显色液用分光光度计比色测定其甲醛含量。它适用于释放甲醛含量为20-3500mg/kg之间的纺织品。
2、织物抗菌性能试验方法
抗菌织物也称抗菌防臭织物,其功能是通过杀菌而达到防止伤口感染、防止疾病传播和防止因细菌分解有机物发生臭气的目的。开发抗菌织物的技术主要有对织物进行抗菌后整理或把抗菌剂纺入纤维内部两种方法。大多数卫生保健用织物都具有较好的吸水性,在产品包装、流通运输和使用等环节容易造成污染,因此需要经抗菌整理。
FZ/T01021-1992对织物抗菌性能的试验方法进行了详细阐述。它的试验原理是,将试样和对照织物(未经抗菌整理的织物)分别放于三角烧瓶中,用试验菌接种,接种后将对照织物上的细菌立即洗涤并测定细菌数量。将试样恒温培养后,洗涤细菌并测定细菌数量,然后计算出试样的细菌减少百分率。这方面的内容在第一章抗菌织物中已有较多介绍,这里不再详述。
3、卫生用薄型非织造布液体穿透性试验方法
卫生用薄型非织造布根据其用途不同,要求有不同的渗透性能。其中渗透性表示液体透过非织造布的时间,一般要求越短越好。而再湿是指在吸附有液体的内部面层的非织造布上加一定重量后液体反流出来的量,理论上越少越好。疏水性则是指不与水亲和,在此种非织造布上滴水可以流动。
一般妇女卫生巾所用的非织造布面料要求渗透性好,即一次渗透时间短,一般应在2-3s内,此时人体尚未感到不适,液体已渗入。而婴儿尿裤的可长一些,达到8-9s,这是因为婴儿感觉神经尚未发育完全,感觉比较迟钝。婴儿尿裤更重视的是多次渗透要求。另外,卫生用薄型非织造布对再湿的液体要求尽量少些,避免使人产生不舒服的感觉。疏水性好的非织造布用在卫生巾和尿片等用品的四周,防止液体流出。
FZ/T60017-1993是我国纺织行业关于卫生用薄型非织造布液体穿透性试验方法的详细规定。它的试验原理是,以一定量人工尿液按规定方法流到平铺在标准吸水衬垫上的非织造布试样上,用电测法测量全部液体穿透非织造布试样所需的时间。它适用于妇女卫生巾、尿布的包覆材料等。这里的薄型非织造布是指质量在80g/m2以下,厚度不超过1mm的产品。ERT 151.1-1996是欧洲非织造布协会关于非织造布包覆材料的液体回渗试验方法的详细规定。运用它,可测定出尿布的包覆材料在尿液已穿透后抵抗其重新回渗至皮肤上的能力。
二、GB19082-2003《医用一次性防护服技术要求》
由于2002年非典的肆虐,国家标准化管理委员会于2003年4月29日批准发布了GB19082-2003《医用一次性防护服技术要求》、GB19083-2003《医用防护口罩技术要求》、GB19084-2003《普通脱脂纱布口罩》、GB19085-2003《商业、服务业经营场所传染性疾病预防措施》等4项强制性国家标准。这些标准的制定主要是为配合做好非典型性肺炎防治工作,确保非典型性肺炎防护用品的质量和商场等场所的公共卫生,切实保障广大人民群众特别是奋战在非典型性肺炎防治工作第一线广大医务人员的身体健康,这里主要对GB19082-2003《医用一次性防护服技术要求》做一简单介绍。
GB19082-2003《医用一次性防护服技术要求》 适用于为临床医务人员在工作时接触到的具有潜在感染性的患者血液、体液、分泌物等提供阻隔、防护作用的医用一次性防护服(以下简称防护服)。
防护服应干燥、清洁、无尘、无霉斑,表面不允许有斑疤、裂孔等缺陷。 针线缝合采用针缝加胶合或做折边缝合,针距要求8~10针/3cm,针次均匀、平直,不得有跳针。 防护服由帽子、上衣、裤子组成,可分为连身式结构和分身式结构。 防护服的结构应合理、穿脱方便、结合部位严密。 袖口、脚踝口采用弹性收口,帽子面部收口及腰部采用弹性收口或采用拉绳收口。
防护服的各项性能指标及实验方法见表10:
各项性能 |
标准 |
测试方法 |
防水性 |
静水压为1.67kPa(17cmH2O)时,防护服不得渗漏 |
按照GB/T 4744-1997的方法进行试验 |
透湿量 |
应不小于2500g/m2·d |
按照GB/T 12704-1991规定的方法进行试验 |
合成血液穿透 |
防护服材料应具有良好的血液阻隔性能,不得渗漏 |
使用表面张力为(42~60)×10-5N/cm的合成血液(Tween-80),最小样品尺寸75mm×75mm,最少测试3个防护服。将60ml合成血液引入测量池,停留5min,以13.8×103Pa(2psi)的压力持续加压1min。5min后观察表面渗透 |
沾水等级 |
防护服材料的沾水等级应为不低于GB3 |
GB/T 4745-1997规定的方法进行试验 |
断裂强力 |
不小于45N |
按照GB/T 3923.1-1997规定的方法进行试验 |
断裂伸 长率 |
不小于30% |
|
过滤效率 |
防护服对非油性颗粒物的过滤效率不小于70% |
应该使用5套防护服进行过滤效率试验。方法如表下注① |
阻燃性能 |
防护服所用材料的阻燃性能应符合GB 17591 中B2级的要求 |
按照GB/T 5455-1997的方法进行试验 |
抗静电性 |
防护服成衣的带电量应不大于0.6μC;防护服材料的电荷密度应不大于7μC/m2。 |
按照GB/T 12703-1991的方法进行试验 |
皮肤刺 激性 |
防护服材料应无皮肤刺激性 |
按照GB/T 16886.10-2000中5.2规定的方法进行试验 |
消毒和 灭菌 |
标识为灭菌的防护服应符合GB 15980-1995中4.3.1和4.3.2中关于灭菌的要求;标识为消毒的防护服应符合GB 15980-1995中4.3.1和4.3.2中关于消毒的要求。 |
按照GB 15980-1995规定的方法进行试验 |
环氧乙烷残留量 |
经环氧乙烷灭菌的防护服,其环氧乙烷残留量应不超过10μg/g |
|
注① 使用NaCl颗粒气溶胶,在对5个防护服进行过滤效率试验之前,应将其从包装中取出,密封在一个不透气的容器中进行试验10h。试验时,应使用在相对湿度为30%±10%,温度为25℃±5℃的环境中的NaCl气溶胶或类似的固体气溶胶,并中和至玻尔兹曼(Boltzmann)平衡状态。每套防护服应该以不超过200mg/m3浓度的气溶胶进行试验。
注② 试验应该一直进行到防护服达到最低过滤效率时或至少有200mg±5mg的气溶胶作用于防护服上时为止,空气流量应该稳定至(15±2)L/min。
注③ 试验用NaCl气溶胶应该是符合计数中粒径(CMD)在0.075μm±0.020μm分布范围之内的颗粒,并且根据其扫描动力颗粒大小所规定的试验条件,颗粒分布的几何标准偏差不超过1.86。
三、GB19083-2003《医用防护口罩技术要求》
国家标准GB19083-2003是关于医用防护口罩的标准。这种口罩是靠佩戴者呼吸克服滤材阻力的自吸过滤式防尘口罩。该标准规定了口罩的尺寸、外观等,并规定口罩上必须配有由可弯折可塑性材料制成的鼻夹。该标准要求口罩滤材的颗粒过滤效率(在规定条件下,将空气中的颗粒物滤除的百分数)应不小于95%。在气体流量为85L/min的情况下,口罩的吸气阻力不得超过334.2Pa(35mmH2O)。合成血(表面张力4.2×10-4N/cm)以10.7Kpa(80mmHg)压力喷向口罩时,口罩内侧不应出渗透。口罩沾水等级不低于GB/T4745-1997纺织织物表面抗湿性测定中GB3级的规定。标识为消毒级(杀灭或消除传播媒介上的病原微生物,使其达到无害化)或灭菌级(杀灭传播媒介上的所有微生物,使其达到灭菌)的口罩应符合GB15980-1995一次性使用医疗卫生用品标准中的有关要求。该标准还要求所用口罩材料无皮肤刺激反应(采用GB/T16886.10-2000医疗器械生物学评价第10部份测试),不易燃,移离火焰(丙烷气,火焰高度40mm)后续然时间小于5s。
第五节 医用纺织品的发展趋势
近期,医用纺织品主要用于感染控制和保护。医疗界希望能提供的不仅仅是杀菌/抗菌纺织品,有些纺织品在被细菌污染后可以显示已被污染——如通过变色显示,这样可帮助医疗机构分辨那些产品需要更换或丢弃。
未来几年,创伤护理将会有长足发展,纺织品可以被赋予药物缓释功效或促进特殊类型细胞如皮肤或骨骼生长的功效。Williams预言,“赋予创伤辅料一定的功效将是一种发展趋势”。Phaneuf预言,医用纺织移植材料将采用纳米材料代替针织或机制纺织品。“材料面积越小,体细胞就可以以更小的表面与之作用。”
据Ellis报道,人们正在尝试将PLA(聚乳酸纤维)或多羟基酸等可生物降解的纤维应用在整形外科领域。“我们期待一种可以使用几年的耐久性较长的生物可降解产品。它可以保持一定的支撑强度,直至患者不再需要为止,然后可以在体内降解而无任何毒害,这样我们就不需要再做外科手术将其去除。”
医用纺织品的另外一个发展趋势是更多的功能,我们将会看到更先进的纺织材料所具有的更多的功能。许多专家都看好非织造材料的发展前景,Howard Zins协会的Howard Zins指出环境因素不可忽视,“在美国,EPA(环境署)和美国医疗协会之间达成一个协议,预计2005年可减少33%医疗废品,到2010年医疗废品可减少50%。一次性用品在一用废弃物中占有相当大的比例。我预计可循环使用的产品将会有所增长。”
Artigliere认为,医学领域纺织品发展的限制实际上是受到想象力的局限,“各种应用都有很大的潜力,我们面临的挑战是,挖掘出埋藏在医学研究项目中的机会——很多医学研究人员并不知道他们需要纺织品。人们不熟悉这种工艺,也就没有意识到他们所作的所有这一切都可以借助纺织品来完成——所有的机会,所有的奇迹,都可以通过纺织品实现。”
各国的有关专家都认为,纺织品将在医学领域发挥日益重要的作用。
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