天津工業(yè)大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院， 天津 300380

近年來，非織造材料產(chǎn)業(yè)的新工藝及新產(chǎn)品發(fā)展迅速，其中非織造材料在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用是其重要發(fā)展領(lǐng)域之一。非織造材料作為醫(yī)療衛(wèi)生用品的新型基礎(chǔ)材料，無論是其材料本身還是產(chǎn)品，都在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域占據(jù)重要地位，具有廣闊的發(fā)展空間。

相比其他材料，非織造材料在醫(yī)療衛(wèi)生方面具備很多特點(diǎn)。例如：防止細(xì)菌傳播和交叉感染，目前市面上一次性產(chǎn)品多采用非織造工藝制得；非織造材料加工簡(jiǎn)單、成本低廉，適宜用于生產(chǎn)“用即棄”產(chǎn)品；非織造材料網(wǎng)孔隙率高，透氣吸濕性能良好；非織造材料表面毛羽少，不易與患處黏連繼而引起感染。非織造材料醫(yī)療衛(wèi)生用品更加綠色環(huán)保，有著可再生和循環(huán)利用的特點(diǎn)；非織造材料的生產(chǎn)費(fèi)用較低，產(chǎn)品價(jià)格低廉，僅為棉織物的1/4，因此非織造材料醫(yī)療衛(wèi)生用品已成為一種紡織、生物、醫(yī)學(xué)、高分子等多學(xué)科交叉并與高科技相融合的高附加值產(chǎn)品。

1 醫(yī)用材料的織造方式

關(guān)于織造方式，醫(yī)用材料在編織物、針織物、機(jī)織物、非織造物等方面均有涉及。

王曉慶等[1]通過調(diào)整編織工藝參數(shù)獲得不同結(jié)構(gòu)的編織物，再通過調(diào)整芯棒的直徑獲得不同內(nèi)徑的支架，制得人造血管、輸尿管等小口徑管狀編織物。

針織結(jié)構(gòu)材料具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如較高的孔隙率、比較松散的組織結(jié)構(gòu)、良好的靈活性，以及便于加工成型等。其中緯編針織物因其紗線呈毛圈狀排列而具有較高的彈性，目前在結(jié)構(gòu)變形較大的移植材料中應(yīng)用較為廣泛。張曉會(huì)等[2]探討了針織結(jié)構(gòu)的醫(yī)用紡織品的應(yīng)用，介紹了針織結(jié)構(gòu)應(yīng)用于人造血管、心臟支撐裝置、疝氣修補(bǔ)片、金屬支架人造氣管支架和肌腱支架等人工器官中的優(yōu)勢(shì)。

謝旭升等[3]采用機(jī)織技術(shù)制備了腸道支架，即利用梭織機(jī)織造出平面多層織物，然后將壓扁的多層織物解壓，還原成管狀織物，進(jìn)而制備得到腸道支架。劉澤堃等[4]介紹了一種機(jī)織人造血管，其以廣泛應(yīng)用于人造血管制備的真絲和滌綸為原材料，利用改造的雙梭箱劍桿織機(jī)制備了6種腔內(nèi)隔絕分叉機(jī)織人造血管，結(jié)果表明，由真絲制成的機(jī)織人造血管的性能更加優(yōu)越，更適合用作人體移植物。

非織造材料加工方法與其他織造方式相比更加豐富多樣。如，非織造材料的三維立體結(jié)構(gòu)[5-6]使其在過濾方面擁有更明顯的優(yōu)勢(shì)，其可以通過網(wǎng)狀孔隙加強(qiáng)分散效果，從而提高過濾效果，增強(qiáng)非織造材料對(duì)細(xì)菌病毒的阻隔防護(hù)作用。

2 非織造材料在醫(yī)療衛(wèi)生用品中的應(yīng)用

醫(yī)用材料按照材料或產(chǎn)品與人體的關(guān)系主要分為4類，分別是醫(yī)用防護(hù)類用品、外用醫(yī)療衛(wèi)生用品、外循環(huán)醫(yī)療衛(wèi)生用品，以及可植入纖維材料及其制品。其中，非織造材料主要應(yīng)用于醫(yī)用防護(hù)類產(chǎn)品和外用醫(yī)療衛(wèi)生用品中，并且還可作為過濾材料應(yīng)用于外循環(huán)醫(yī)療衛(wèi)生用品。

2.1 醫(yī)用防護(hù)類產(chǎn)品

醫(yī)用防護(hù)類產(chǎn)品指非直接治療的用品，主要用于患者和員工的安全防護(hù)，保持環(huán)境清潔及控制感染等。

根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)[7-8]，外科手術(shù)衣必須采用符合環(huán)境清潔要求的材料，這樣能夠使其像一道屏障一樣阻止液體、微生物及顆粒物的滲透與傳播，將感染概率降到最低。因此，要求手術(shù)衣應(yīng)具有良好的阻隔性，并且自身質(zhì)量穩(wěn)定。傳統(tǒng)棉織布手術(shù)衣使用過程中會(huì)受到摩擦，使其表面毛羽脫落形成落絮，增大空氣中的顆粒物濃度，從而增大感染幾率。龔玉姣等[9]比較了傳統(tǒng)棉織布手術(shù)衣與非織造材料手術(shù)衣在手術(shù)鋪單過程中所產(chǎn)生的空氣塵埃顆粒數(shù)，進(jìn)而分析棉織布手術(shù)衣與非織造材料手術(shù)衣的落絮情況對(duì)手術(shù)環(huán)境的影響，結(jié)果表明，棉織布手術(shù)衣更容易產(chǎn)生落絮，增加空氣中的塵埃顆粒數(shù)，將加劇空氣環(huán)境的污染，而非織造材料手術(shù)衣具有過濾性能優(yōu)異、柔軟光滑的特點(diǎn)，所產(chǎn)生的塵埃顆粒數(shù)極少，能夠有效防止醫(yī)患交叉感染并避免手術(shù)過程中造成切口感染。

此外，非織造材料廣泛應(yīng)用于臺(tái)布、罩布或醫(yī)療器械的包裝材料，主要用于覆蓋患者或是患者周圍的工作區(qū)域。關(guān)于醫(yī)療器械的包裝材料，黎牡萍等[10]使用棉織物(內(nèi)層)與非織造材料(外層)形成的復(fù)合材料和雙層醫(yī)用非織造材料包裝手術(shù)器械時(shí)，比較滅菌處理過程中包裝材料的封閉性能和抗菌效果，結(jié)果表明，兩種包裝材料在抗菌方面均表現(xiàn)出良好的抗菌效果，但復(fù)合材料的閉合性能優(yōu)于雙層醫(yī)用非織造材料。

2.2 外用醫(yī)療衛(wèi)生用品

外科使用的傷口護(hù)理用材料多為應(yīng)用于傷口的藥敷，其作用是避免傷口感染、吸收血液及避免血液滲出。

目前，非織造工藝制造的紗布類型主要有3種：(1)以聚酯纖維和吸收性纖維為原料，梳理成網(wǎng)后經(jīng)針刺加固工藝制成的高吸水性紗布，運(yùn)用在需吸收體液、血液、尿液等液體的情況下能夠吸收并鎖住大量液體，其吸水性能高出傳統(tǒng)棉紗布數(shù)倍；(2)可溶性非織造紗布，其纏繞在傷口上，待傷口愈合后紗布能夠自行溶解，可避免黏連傷口造成二次創(chuàng)傷，可極大地減輕患者的痛苦；(3)舒膚網(wǎng)水刺布，目前應(yīng)用較廣泛的是具有特殊組織結(jié)構(gòu)的水刺方法制造的非織造紗布，其吸滲液效果好且不易黏連傷口。該產(chǎn)品結(jié)合非織造材料的水刺工藝特點(diǎn)，在傳統(tǒng)紗布基礎(chǔ)上，運(yùn)用天然纖維或其他合成纖維制造而成，能夠減輕紗布對(duì)患處的壓力與摩擦力，同時(shí)保證紗布的吸濕導(dǎo)濕、舒適柔軟特性。

目前以非織造工藝為基礎(chǔ)生產(chǎn)的醫(yī)用繃帶具有無黏著性優(yōu)勢(shì)，從止血效果來看，其甚至可以替代傳統(tǒng)繃帶。崔桂花[11]通過分析非織造自黏彈性繃帶的止血效果發(fā)現(xiàn)，非織造自黏彈性繃帶止血速度又快止血效果又好，不易引起皮下血腫或皮下瘀血。隨著非織造技術(shù)的進(jìn)一步成熟，目前已經(jīng)能夠生產(chǎn)出替代傳統(tǒng)繃帶的新型繃帶或止血?jiǎng)12-13]。OHTA等[14]運(yùn)用非織造工藝研究出一種止血效果可替代傳統(tǒng)繃帶且能止血并溶于血液中的止血?jiǎng)?，即通過對(duì)連續(xù)長(zhǎng)絲纖維素非織造片材進(jìn)行羧甲基化，開發(fā)出羧甲基纖維素非織造片材作為止血?jiǎng)?。其能夠吸收血液并溶解于其中，增加血液黏度，溶解后加速血液凝塊發(fā)展，止血效果幾乎與商業(yè)止血繃帶相同。

2.3 外循環(huán)醫(yī)療衛(wèi)生用品用過濾材料

非織造過濾材料既可以應(yīng)用于高溫，也可應(yīng)用于常溫；既可以制成高蓬松型產(chǎn)品，也可以加工成緊密型產(chǎn)品；既可以制成普通的薄型產(chǎn)品，也可以加工成特殊的超厚型產(chǎn)品。

非織造材料應(yīng)用于醫(yī)用過濾領(lǐng)域可生產(chǎn)種類豐富的外循環(huán)醫(yī)療衛(wèi)生用品。其中用于制作手術(shù)衣和手術(shù)罩布等對(duì)過濾性要求較高的外循環(huán)醫(yī)療衛(wèi)生用品的非織造材料，按照工藝方法主要分為為水刺非織造材料、濕法非織造材料、SMS復(fù)合非織造材料和紡黏非織造材料4種。其中：水刺法非織造材料質(zhì)感最接近傳統(tǒng)紡織材料，柔軟親膚，穿著舒適；濕法非織造材料因?yàn)槠渖a(chǎn)工序簡(jiǎn)單，所以產(chǎn)品在價(jià)格上具有明顯的優(yōu)勢(shì)；SMS非織造材料具有優(yōu)良的吸收性、過濾性、耐磨性和隔阻性，特別是應(yīng)用于手術(shù)衣時(shí)其阻隔性與過濾效率具有明顯優(yōu)勢(shì)[15-16]，目前醫(yī)院的消毒包布的材料主要是SMS非織造材料；紡黏非織造材料多應(yīng)用于制備過濾式非織造口罩。

3 醫(yī)用非織造材料的后整理工藝

非織造材料后整理工藝按照其生產(chǎn)系統(tǒng)是否獨(dú)立分為在線后整理工藝和離線后整理工藝兩種。通常在線后整理工藝配置在生產(chǎn)線加固與卷繞之間的系統(tǒng)中，而離線后整理工藝則獨(dú)立于其他加工流程而存在。

非織造材料的后整理工藝豐富多樣，包括印花，染色，功能性整理如拒液、親水、阻燃、抗菌、抗靜電等。根據(jù)醫(yī)用非織造材料對(duì)其性能的要求，應(yīng)用于醫(yī)用方面的非織造材料的后整理工藝側(cè)重于功能性整理。

拒液整理通常包括拒水、拒油、拒酒精、拒血液、拒尿液等。拒液整理通常是利用整理劑賦予醫(yī)用非織造材料拒液性能。目前使用量最大的整理劑為氟碳化合物，其能夠使整理后的材料具有較好的拒油、拒水和拒污性能。另一種常用的是C8氟系整理劑，其使用后所代謝出的某種化合物存在危害人體健康的風(fēng)險(xiǎn)，因此無氟整理劑對(duì)人體更加友好。目前某領(lǐng)先化學(xué)品生產(chǎn)公司所生產(chǎn)的無氟整理劑雖能保持耐久的動(dòng)態(tài)拒水效果，但只能通過單獨(dú)作為拒水整理劑或搭配氟系整理劑使用來實(shí)現(xiàn)拒水、拒油及拒污效果。因此，無氟整理劑是目前發(fā)展的主要趨勢(shì)。

抗菌性能是醫(yī)用非織造材料的另一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。目前應(yīng)用最廣泛的抗菌整理劑是美國(guó)化學(xué)品公司道康寧生產(chǎn)的有機(jī)硅季銨鹽化合物[17]。龔興建[18]利用溶膠-凝膠技術(shù)和微乳法技術(shù)制備了穩(wěn)定、均勻、不易團(tuán)聚的納米級(jí)(77 nm)氧化鋅乳液，并以此乳液處理棉織物，抗菌整理后棉織物的耐洗性較強(qiáng)，同時(shí)具備抗紫外線和廣譜抗菌功能。

4 醫(yī)用非織造材料的性能要求

用作醫(yī)用產(chǎn)品的非織造材料的性能要求中，最主要的指標(biāo)為阻隔性、舒適性、力學(xué)性能及抗菌性能。

4.1 阻隔性

當(dāng)人體暴露于危險(xiǎn)環(huán)境中時(shí)，防護(hù)材料必須具備最基本的阻隔性能。對(duì)于醫(yī)護(hù)人員，需要保護(hù)其免受病毒感染，主要為阻隔液體、病菌、微生物以及顆粒物的傳播，即防止水、血液和酒精等各種液體的滲透，阻隔病菌，防止微生物侵入人體，并降低患者二次感染與交叉感染的概率。文獻(xiàn)[19-22]主要從防酒精性、防水性、防血液穿透、靜水壓以及沾水等級(jí)等方面對(duì)非織造材料的阻隔性進(jìn)行評(píng)價(jià)。歐洲主要對(duì)材料液體阻隔性能和過濾效率進(jìn)行測(cè)試，美國(guó)將材料對(duì)液體的阻隔性能分為4級(jí)進(jìn)行評(píng)估，但將SMS非織造材料的液體阻隔性能分為3級(jí)進(jìn)行評(píng)估。

4.2 舒適性

非織造材料受其原材料及加工工藝的限制，在保證良好阻隔性的同時(shí)，如何保持良好的舒適性一直是非織造產(chǎn)業(yè)所困擾的問題，并且舒適性也是醫(yī)務(wù)人員比較關(guān)注的性能。舒適性的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是透氣透濕性。患者和醫(yī)護(hù)人員長(zhǎng)期穿戴防護(hù)服，材料會(huì)由于濕熱不能及時(shí)排出汗液而感到不適，進(jìn)而影響身心健康和工作效率。非織造材料由于在過濾雜質(zhì)的同時(shí)可以確保空氣流通，透氣透濕效果較好[23]，因此在改善透氣透濕性方面得到廣泛的應(yīng)用。然而，阻隔性和舒適性之間存在一定的矛盾。例如，采用覆膜材料雖然可以達(dá)到較好的防護(hù)效果，但是其透濕透氣性差，會(huì)使穿戴者感到悶熱煩躁；若覆膜材料的纖維間隙過大，雖可確保透氣透濕性良好，但阻隔效果會(huì)大打折扣。目前在協(xié)調(diào)阻隔性和舒適性方面，效果較好的是由熔噴非織造材料與紡黏非織造材料復(fù)合而成的SMS非織造材料。該非織造材料既有熔噴非織造材料提供的良好阻隔性能，又有紡黏非織造材料提供的優(yōu)異的透氣透濕性。

4.3 力學(xué)性能

在手術(shù)過程中，為避免由于材料的強(qiáng)度不足而導(dǎo)致的材料斷裂或破裂、被尖銳物體或硬物刺破以及材料本身及縫合處發(fā)生破裂，要確保材料具有一定的斷裂、頂破及撕破強(qiáng)力。GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求》[8]明確規(guī)定，醫(yī)用防護(hù)材料強(qiáng)力應(yīng)不小于45 N、斷裂伸長(zhǎng)率應(yīng)不小于30%。目前針對(duì)力學(xué)性能要求最嚴(yán)格且最權(quán)威的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為NFPA 1999： 2008系列[24]。

4.4 抗菌性能

根據(jù)文獻(xiàn)[25]，常用的紡織品抗菌性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 20645：2004、 ISO 20743：2013和ASTME 2149—2011，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AATCC 90—2011、 AATCC 100—2012、 AATCC 147—2004和AATCC 174—2017，日本標(biāo)準(zhǔn)JISL 1902：2008，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20944—2008。不同國(guó)家或機(jī)構(gòu)頒布的標(biāo)準(zhǔn)雖然測(cè)試方法相似，但測(cè)試具體細(xì)節(jié)上不盡相同。抗菌性能的測(cè)試方法多樣，沒有放之四海皆準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，每種抗菌性能的測(cè)試方法都有各自的優(yōu)勢(shì)與局限，但基本可分為定性與定量?jī)深?。GB/T 20944.1—2007《紡織品 抗菌性能的評(píng)價(jià)》[26]采用瓊脂擴(kuò)散法、振蕩法和吸收法3種方法對(duì)紡織品的抗菌性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5 結(jié)語

非織造材料制備的醫(yī)療衛(wèi)生用品已經(jīng)顯示出其生命力，雖然其初期產(chǎn)品還存在強(qiáng)度低、易起毛起球等問題，但目前這類產(chǎn)品的質(zhì)量已逐漸適應(yīng)醫(yī)用產(chǎn)品的需求。非織造材料用于醫(yī)用紡織品具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 加工簡(jiǎn)單，成本低廉，適合制造用即棄產(chǎn)品，可減輕循環(huán)使用醫(yī)用產(chǎn)品帶來的環(huán)境負(fù)擔(dān)以及降低后續(xù)處理成本。

(2) 網(wǎng)孔隙率高，透氣透濕性好，舒適性優(yōu)良，可減輕醫(yī)護(hù)人員及患者的不適感。

(3) 加工過程中幾乎不使用黏合劑，成分純凈，可降低感染概率。

(4) 材料表面毛羽較少，質(zhì)量穩(wěn)定，無落絮問題，不易出現(xiàn)黏連患處的問題，可進(jìn)一步降低感染的風(fēng)險(xiǎn)，減少病人的痛苦。

醫(yī)用非織造材料已逐漸與高科技相融合，具有特殊功能和高附加值的醫(yī)用非織造材料將成為其主要研究方向，創(chuàng)新和差異化發(fā)展將使非織造材料在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。