纺织材料在医学及保健上的应用-纺织技术中心

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纺织材料在医学及保健上的应用

来源：中国纺机网编辑部作者秦贞俊　发布时间：2011年10月25日

2.2伤口护理用的材料：医疗及外科上使用一定数量的伤口敷料。这些材料的作用是防止伤口感染，吸收血液及防止血液渗出，促进康复，许多应用于对伤口的药敷。通常的伤口包扎是一种混合材料组成，一层是吸收层，夹在伤口接触层及柔软的基础材料之间。吸收层的衬层可以吸收伤口的血液及液体，使伤口得到柔软的防护。伤口接触层可阻止伤口与包扎布的粘连并可随意去掉而不会干扰伤口上新组织的生长。基本材料通常是以丙烯酸粘合剂使敷料包敷在伤口上。随着覆盖层技术的发展已开发出压力一敏感粘合剂的敷盖层，有助于改进伤口包扎材料的性能，在室温下具有相当的粘着性，但必须保持材料的干燥及无溶剂状态。骨胶原、海藻纤维及壳质纤维都已成功的应用在许多医疗及外科领域里，因为它们都显著的有助于康复过程。当海藻纤维作为与伤口的接触层时，海藻纤维与伤口流出物产生一种钠钙海藻凝胶。这种凝胶是亲水性的，可渗透氧而不能透过细菌，并有助于新的组织形成。

其它用于伤口包扎的纺织材料还有纱布、棉绒及衬垫。纱布是一种稀薄的吸水织物，上面复以石蜡，可作为对烧伤，烫伤的处理材料，在外科应用上，纱布以衬垫层作为吸收材料用。如果纱线里含有硫酸钡进行编织，可进行X光检验。棉绒是一种平纹棉织物，主要用于对一度酸伤及中度烧伤的防护包扎。纤维填料是一种高吸收能力的材料，主要以无纺布材料出现，以阻止伤口粘着纤维的损耗。

2.3绷带：根据医疗的最终需求，绷带的设计可完成许多不同的任务。绷带可分机织、针织或无纺布等种类，有的具有弹性，有的不具备弹性。大多数绷带的应用是为了包扎伤口，这类绷带包括轻薄针织布或简单的稀薄机织布，都是以棉纤维或粘纤作为原料加工成的织物并裁切成带状，经过水洗、漂白及消毒等处理。将弹力纱编织在织物结构中使其更具有绷带的特征。针织绷带生产成各种直径的筒状，即可经编也可纬编。生产轻薄型的绷带主要用于扭伤劳损的处理，而弹性绷带可用高捻度的棉纱织成。类似的性质还有双经机织物，织机上一个织轴的张力在普通张力以下，而另一个织轴的经纱具有大的张力。当张力足够时，绷带具有一定的伸长及复盖性能，从而对人体扭伤处以支撑。压缩绷带用于静脉血管的包扎，肢体的溃烂，静脉血管曲张等，当使用正常张力包扎时，可使肢体得到足够的压力。压缩绷带可根据加在踝上的压力值分类，为特别高压、高压、普通压及轻压等四类。可以机织也可以棉弹力纤维纱的经编针织成圆筒形及完全流行的款式。矫形垫、绷带用于敷有石膏模铸件，压力绷带可作为填塞材料以防止不舒适。无纺布重型外科矫形垫状绷带，是由聚氨脂泡沫塑料、涤纶纤维或聚丙烯纤维及与天然纤维或其它合成纤维混纺而成，无纺布绷带是轻型针刺成块状并具有一定的弹性。新近研究发展的垫状绷带材料应用现时的材料以针刺结构加工成优质包扎用垫。

3、人体专用器管：

人体外用的装置是一种机械净化血液的器管，有人造肾（渗析器）、肝脏及机器肺等，这些装置的功能及特性主要依靠纤维性质及纺织技术来完成。

表2：每一种装置的功能及加工制造所应用的材料。

产品的应用	纤维种类	功能
1、人造肾	空心粘纤、空心涤纶	从病人血液中过泸去除废料。
2、人造肝	空心粘纤	分离并处置病人的血浆，供给新鲜的血浆。
3、机器肺	空心聚丙烯纤维空心硅酮薄膜	从病人血液中排出二氧化碳、二氧化物、并供给新鲜的氧气。

人造肾的功能是应用一种薄膜进行循环处理血液，这种藻膜可以是扁平片状或是一束中空状的像玻璃纸那样的再生纤维素纤维，可以将不常要的废料过泸出来。用针刺无纺布组成多层浓厚的过泸层，有效而迅速去除血液中的废料。人造肝的功能是应用空心纤维或薄膜与人造肾的功能相类似，完成对血液的过泸作用。机器肺的微孔薄膜具有很强的气体渗透性，但对流体的渗透性很低。其功能与天然肺相似，允许氧气进入病体的血液中。

4、移植材料：

表3 移植材料

产品用途	纤维种类	纱或布的种类
1、缝线
①可生物降介	骨胶原、聚乙交脂纤维、聚交腊纤维	单丝编织线
②不可生物降介	聚酰胺纤维、聚脂纤维、DTFE纤维、聚丙烯纤维、钢丝、聚乙烯纤维	单丝编织品
2、软体移植材料
①人造腱	DTFE纤维（聚四氟乙烯纤维）、涤纶、聚丙烯纤维、丝、	编织机织
②人造韧带	聚脂纤维、炭素纤维	编织
③人造软骨	低比重聚丙烯纤维	无纺布
④人造皮	甲壳质
3、眼球晶体及人造角膜	聚甲基丙烯酸脂纤维、硅酮、骨胶原纤维
4、外科矫正畸形移植人造关节/骨骼	硅酮、聚缩基纤维、聚丙烯纤维
5、心血管移植
①血管移植	绦纶纤维、DTFE纤维	针织、机织
②心脏瓣膜	涤纶纤维	机织、针织

4.1这种移植材料是专门用来修复人体的，使伤口愈合或者代替外科手术（血管移植、人造韧带等），表3为一些特种产品的范围及生产这些特种产品的原料种类及制造方法。生物相溶性是一个重要的因素，纺织材料能为人体所接受，而且要在下述4项内容上来测量人体对移植器官的反应：

4.1.1重要的因素是移植器官要有多孔性，测量人体薄膜的生长速度以及对移植器官的封闭情况；

4.1.2 细小局部园形的纤维比大而截面不匀的纤维可以较好的被人体薄膜所封闭；

4.1.3 纤维聚合体必须不释放有毒物质，纤维的表面不被污染，如润滑剂及浆料等；

4.1.4纤维聚合物的性质能影响移植器官与人体的生物共溶性，聚酰胺纤维是一种十分活化的材料，由于生物共溶的作用，将使其强力全部失去，PTFE纤维与聚丙烯、聚脂纤维中间体的活化性最小。

4.2缝线：缝线主要是使伤口闭合，可用单丝或复合丝，有可生物降介的，也有不可生物降介的。可生物降介的缝线，主要用于缝合内部伤口，不可生物降介的用于颖合外部伤口，当伤口愈合后可以拆除。

4.3软体移植材料：适于软体器官的移植的纺织材料必须具备一定的强力及柔软可扰性能好的特点，外科应用的一些软体移植器官如人造腱、人造韧带及人造软骨都符合外科上重建及矫正要求。人造腱是机织或编织成多孔网格状或被一种硅酮外皮所包覆。在移植时天然的腱可环绕在人造腱周围并进行缝合，以使肌肉接触到骨骼上，纺织材料用于代替损坏了的膝关节韧带（前关节的腱），不仅要具有生物共溶性而且要有物理特点满足腱的功能要求。编织有聚脂纤维人造腱具有强力并可阻止由于周期性负荷而引起的蠕变。编织复合材料包括炭素及聚脂纤维长丝，特别造应于取代膝关节的韧带。

有两种适于人体内部的人造软骨，各自具有不同的任务，透明软骨比较硬而密，并具有一定的刚性；相反，弹性的软骨更柔软能起缓冲保护作用。以低比重的聚丙烯纤维替代面部、鼻子、耳朵及咽喉的软骨，这种材料特别适用。因为在许多方面特别与自然软骨相类似。增强的碳素纤维复合结构主要用于重新装置在活动关节里面缺损部分用的人造软骨。

4.4外科矫正畸形移植：外科矫正畸形移植材料是以硬组织结构来代替骨骼及关节。这个范畴里有固定板，用作移植后加固断裂的骨骼。纤维增强的复合材料可根据需要设计成高强度结构并具有生物共溶性的移植材料可以取代金属移植材料，如人造关节及骨骼等，应用石墨及PTFE纤维作用在移植体与相邻的软硬组织接触面，从而加速移植体周围肌体组织的生长。复合结构是由聚合体组织并且以聚二醇酸优化其物理性质。外科矫形时，复合材料在温度60⁰C时可成形，并具备软硬的组织。由直径为13至130um钢丝编织成外科用的金属绳索主要用于固定骨骼或保证处科矫形移植体与骨骼牢固结合。

4.5心血管移植：血管的移接是外科手术中代替损坏的动脉或直径6毫米，8毫米或1厘米的静脉血管。通常用的移接血管是由聚脂纤维加工生产的，也有用聚四氟乙烯（PTFE）纤维生产的，有机织亦可有针织结构。可为直线或有分支的移植，应用纬编或经编技术织造而成。聚脂纤维的移植血管可以热加工成具有一定卷曲的形状，从而改进使用的特性。在移植时外科医生可任意弯曲及调节移植血管的长度，由于人造血管本身具有一定的卷曲，使其横截面能保持园形。针织的移植血管具有一透气性的结构，使移植后的血管成为具有新的生物组织的密闭人造血管，移植后血管上的孔隙会直接泄漏血液。这种现象经改为机织血管后可以减少。人造血管孔隙太少会阻碍生物组织的生长；同样的机织血管比针织血管硬。为了减少血管出血的危险，针织血管已经有了改进，血管的内外表面填充了人造血管的空隙。另外的方法是密封式在移植时用病人的血先予凝结在血管空隙上。但这样做要耗用许多时间，其效果还要取决于病人血液的化学成份及外科医生的技术水平。予封闭移植血管的孔隙可做到为零，但移植后又会成为多孔，从而有助于生物机体的生长。血管移植体与骨胶原或明胶一起加固；经过移植后14天的时间降介分化使机体密封。

内径为1.5毫米人造血管已研制成功，是应用四氟乙烯纤维（PTFE）的多孔管制成，这种管子的内层为骨胶原及肝素组成以阻止血液凝块的形成，外层骨肢原生物相溶层与管子一起使血管增加强力。人造心脏活门是一种以金属支持的球形阀门，复盖一层聚脂纤维织物，用缝线将其围绕在机体周围缝合起来。

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