应用于医疗行业的技术纺织品.doc

应用于医疗行业的技术纺织品 应用于人体内填充物或人体组织替代物的纺织品不仅要对人体没有损害，而且还要与人体周围其它组织相容，甚至在某些情况下经使用一段时间后还能自选降解以被体内新组织所取代，因此对纺织品原料的选择、组织结构设计及性能改进等方面都有要求，下面介绍德国ITA研究所在医用纺织品方面的一些研究成果。原料的选用医用纺织品所使用的原料包括吸收性和非吸收性聚合物，如聚偏氟乙烯和聚丙交酯，但在使用过程中出现的问题是降解以后的产物会引起体内局部组织发炎（由于PH值降低的缘故），因此开发的新型聚合物要有“弹性”，降解所所产生的生物相容性产物能够被人体正常的新陈代谢活动排到体外，进而由体内长出的新组织替代外来旦已降解的植入物。现在采用的吸收性聚合物是羟基碳酸的均聚物和共聚物，通过对聚合物的组成、分子量及结晶度改变，可以生产出具有特定吸收性能和机械性能的产品，目前，ITA研究所采用熔融纺丝法已经小批地生产出了适应特定用途及特定环境的新型聚合物和单体。织物组织的选择开发高技术含量的纺织品需要行业协作，由医疗行业提出问题和要求，纺织行业在对现有生产工艺和设备改进的基础上生产出符合要求的纺织品。现今医用纺织品使用3D编织结构、非织造布结构及经编技术进行生产。ITA有一架特殊的双针床拉舍尔经编机，织造时通过改变纱线的原料组成、细度及纱线之间的距离可以生产出不同表面结构、伸长率及孔隙率的筒状经编织物。由于医用纺织品的表面结构将会影响到植入物与人体组织的表面相容性及体内周围细胞的生长，采用经编技术经过结构的改变可以生产出不同表面性能的织物。如织物表面具有一层薄薄的细绒，且经编织物弹性好，则在反复应力作用下会有非常好的回复性，不易脱散，因此经编技术广泛应用于医用纺织品的生产。图1为采用拉舍尔经编机生产的小直径的接枝物。组织结构的选用现今医用植入物一般是采用合成聚合物、金属或陶磁材料。它们虽然能够满足使用的要求，但长期使用后仍会出现明显的缺陷：如缺乏与体内组织间的长时间相容性、会发炎、机械性能下降及与周围组织不稳定的结合等。而天然的组织替代物虽然比合成材料具有更好的生物相容性，但却不具备复制原始组织的特性，具有相似细胞结构的混合材料和吸收性的生物材料能克服上述缺陷，再造出功能性的人体组织，图2为小直径的静脉植入物。主体为经编筒状物，借助于凝胶而植入而成纤细胞中。对于器官移殖物一般是采用支架结构，它可以满足三维结构的细胞要求，由于非织造布结构具有较好的机械性能、形状稳定性及较大的内表面积，因而被应用于生产移殖物。还有一种生物氢化结构在这方面发挥着作用，如用做部分膀胱替代物和颌骨缺陷处的填充物。表面改性当纺织品进入到人体内部后与人体组织和血液接触就出现了相容性问题，因此，必须阻止纺织品对蛋白质不恰当的吸收，以防一层“生物膜”的形成，并增加体内细胞与纺织品的结合，进而提高植入物与人体的相容性，这可以通过在生物材料表面直接接入功能团，以抑制生物活性物质的产生，达到阻止体内细胞和蛋白质与生物材料的反应和促进适当作用产生的目的，如生物材料表面与丙烯酸经等离子体接共聚处理以后可以增加体内细胞对植入物的结合作用。这种方法已被应用于生产角膜替代物，这种植入物的视觉部分是由硅酮制成，通过经编结构的织物固定在眼睛内。 医用纺织品在产业用纺织品中占有重要的地位，随着医疗手段和纺织工程的不断进步，纺织品材料在医疗行业中的应用越来越广。根据性能和用途可将医用纺织品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纺织品，按照不同功能，分为如下类：一是外科用植入性纺织品，用于人体伤口修补或替换的缝合线、血管移植物、人工关节；二是外科用非植入性纺织品，即可与皮肤接触或不接触的伤口敷料、绷带、膏药；三是人造器官，包括人工肾、肝、肺；四是卫生保健用品，包括床上用品、衣物、外科手术服、织物、揩拭物等，血浆分离、过滤、采集和浓缩装置。外科用植入性纺织品 外科用植入性纺织品主要用于人体伤口的修补和替换。 1.缝合线 医用缝合线是手术中十分重要的缝合材料，又分生物降解缝合线和非生物降解缝合线。最早使用的生物降解缝合线是肠衣线，它由羊肠黏膜和牛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短裂，因而逐步被新型的甲壳质纤维和骨胶原纤维所取代。 甲壳质（也称甲壳素）来自虾和蟹等节足动物的甲壳中，是一种天然多糖物质。将精制的甲壳质或甲壳胺溶解于合适的溶剂，通过湿法纺丝制成为甲壳质纤维或甲壳胺纤维。这种缝合线具有良好的生物相容性和适应性，并具有消炎、止血、镇痛和促进肌体组织生长等功能，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。 骨胶是一种蛋白质，它在皮肤、骨骼、腱、血管、肠、眼角膜和牙齿中担负着个体保护以及保持形态的作用。骨胶原作为缝合线的特点在于：伤口愈合好，疤痕小，在一些面部精细手术中尤为适用。 2.人造血管织制人造血管通常用的原料有桑蚕丝、聚酯长丝和多孔聚四氟乙烯纤维等。最新开发的人造血管多选用生物吸收性材料进行浸渍和涂层，或在织造中掺入生物性吸收纤维，这样能使植入的人造血管初期渗血少，伴随生物吸收性材料被降解，其孔隙增大，便于内外膜的生长。而多孔聚四氟乙烯纤维其最重要的性能是孔洞性，还具有良好的手感和缝合性能、愈合性能（使组织能迅速生长）、力学和化学稳定性（即良好的拉伸强度和抗断裂破损性能）。 3.其他外科用植入物其他外科用植入物还有人造气管、韧带取代物、心脏瓣膜、心脏支撑器、神经导管等。外科用非植入物非植入性材料在体外使用，可与皮肤接触或不接触，如绷带、纱布等。理想的绷带和纱布具有以下性能：防感染；吸收性，防止血液和体液的渗出；在伤口处保持一个湿环境以加速伤口愈合；无毒，不粘伤口，以便拆掉纱布或绷带时不损伤新生组织；可药物处理。 某些蛋白质类（比如丝素、骨胶原）、多糖类（比如海藻酸盐、甲壳质）等物质已证明有利于伤口愈合、不过敏且可减少伤口感染，国际上一些医药公司已将其应用到医用纱布和绷带等材料上。 人造器官人造器官的主要原料是纺织纤维、高分子材料和金属材料。 1.人工肾透析器人工肾透析器是使血液流过具有选择性分离的半透膜，排出其中有毒物质的治疗装置，能代替部分肾功能，是临床上用于急慢性肾功能衰竭的有效治疗方法之一。人工肾透析器的渗透膜大多采用丙烯腈、聚乙烯等化纤及一些纤维素纤维制成的中空纤维，这种中空纤维均必须具有生物相容性，而渗透膜则要求具有血液相容性、透析性及适当的强度。日本可乐丽公司生产的聚乙烯醇系中空纤维膜，因适合于高龄透析患者，需求逐渐扩大。东华大学也于世纪年代及年代分别研制出改性聚丙烯腈和共混聚醚砜人工肾透析器。 2.人工肝人工肝的作用是暂时代替肝脏的功能。目前的人工肝只是一个具有解毒功能的辅助性急救装置，通常是采用涂有高分子合成材料的活性炭高分子材料制造的透析膜，用血液的直接灌流和透析法，对肝昏迷患者进行急救解毒。人工肝用中空纤维膜的制备与人工肾相似国外模拟肝脏功能的研究从世纪年代开始，年人工肝开始临床应用。国内东华大学于年代开始研究人工肝，材料采用聚丙烯腈中空纤维膜，与瑞金医院合作通过了上海市科委鉴定。 3.人工肺人工肺的作用是部分（或短时间内）或全部代人体肺的功能，主要用于胸腔外科手术以及呼吸功能不良者的辅助治疗。人工肺有气泡型和膜型两大类，后者正取代前者。膜型人工肺又分为膜型层积式、螺管型和中空纤维型。膜型人工肺用聚丙烯中空纤维膜通过熔体丝制备。由这种材料制成的氧合器具有体积小、度高、透气性好等优点，因此，已广泛应用于临床。目前世界上有万病人进行手术时采用体外氧合器，氧合器的产值达1亿美元。国内复旦大学开发的膜型人工肺也已投放市场多年。 参考文献 王新艳，杨建忠，尉霞生物医用纺织品概述新纺织 罗以喜医疗用生物降解纤维及织物印染 张丽，王庆珠，吕宏亮高性能医用纺织品的新发展现代纺织技术 张艳明，邱冠雄医疗纺织品在人体中的应用产业用纺织品 季益萍医用缝合线研究动态产业用纺织品