合成纖維材料在高端醫(yī)用紡織品上的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

1、<p>　　合成纖維材料在高端醫(yī)用紡織品上的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用</p><p>　　[摘 要]綜述了合纖長(zhǎng)絲、單絲、梳理型非織造布、紡粘與熔噴非織造布、中空纖維膜以及高性能纖維復(fù)合材料在高端醫(yī)用紡織品上的應(yīng)用，指出了國(guó)內(nèi)醫(yī)用紡織品的發(fā)展現(xiàn)狀。隨著生物醫(yī)用紡織品與聚合物納米纖維進(jìn)入組織工程與再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，將給醫(yī)用紡織品技術(shù)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]合成材料；醫(yī)用紡

2、織品；生物相容性；過(guò)濾；滲透 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TS106 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）14-0101-01 </p><p>　　目前，使用具有可吸收和生物活性聚合物制得的纖維織物，已在組織工程上使用。隨著生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)整形使用的硬件材料受到了巨大沖擊。高性能纖維材料、先進(jìn)的制造工藝和獨(dú)特的織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正成為醫(yī)用紡織品的選擇。據(jù)纖

3、維基醫(yī)用制品廠家（如Biomedical―Concordia公司）的預(yù)測(cè)，醫(yī)用紡織品在組織修復(fù)植入和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。這主要涉及如下幾個(gè)方面：矯正整形手術(shù)，心臟血管手術(shù)，泌尿/婦產(chǎn)科手術(shù)，再生植入手術(shù)，普通手術(shù)等。 </p><p>　　1 高端醫(yī)用合成材料的纖維原料及織物種類 </p><p><b>　　1.1 纖維原料 </b></p>

4、<p>　　合成醫(yī)用材料的纖維原料根據(jù)其在使用時(shí)是植入性材料還是非植入性材料可以分為可吸收纖維材料和非可吸收纖維材料。可吸收纖維材料有聚羥基乙酯（PGA）、聚L一乳酸（PLLA）以及PGA和PLA的共聚物（PLGA），其他共聚高分子，如聚已內(nèi)酯（PCL）、三甲基碳酸酯（TMC）和聚乙二醇（PEG）等。非可吸收纖維材料包括PET、PP、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTRFE）、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯（UHMWPE）等。

5、 </p><p><b>　　1.2 織物種類 </b></p><p>　　1.2.1 非織造布 </p><p>　　醫(yī)用紡織品使用的非織造布種類涉及紡粘（SB）、熔噴（MB）和使用短纖維為原料的梳理型非織造布。 </p><p>　　1.2.2 編織結(jié)構(gòu)織物 </p><p>　　編織物的

6、規(guī)格包括：圓形實(shí)心帶、中空無(wú)芯帶、管狀帶、扁平型帶和附加軸向紗的編織物等。 </p><p>　　1.2.3 針織網(wǎng)材 </p><p>　　針織網(wǎng)材采用平幅經(jīng)編和圓機(jī)緯編工藝，編織紋路設(shè)計(jì)十分重要。醫(yī)用制品對(duì)針織網(wǎng)材的性能，諸如平均孔隙尺寸、單位質(zhì)量、厚度、撕裂強(qiáng)力、伸長(zhǎng)、頂破強(qiáng)力、剛性和懸垂性等均有嚴(yán)格要求。針織網(wǎng)材較之于非織造布具有更好的彈性、擴(kuò)展性能、回復(fù)性以及良好的撕裂強(qiáng)力，顯示

7、出較好的組織支撐能力。圓機(jī)織物的管狀結(jié)構(gòu)有較大尺寸適應(yīng)性，其直徑可膨脹亦可緊縮，有利于醫(yī)用紡織品性能的發(fā)揮。目前針織網(wǎng)材已用于手術(shù)網(wǎng)、疝氣修復(fù)、整型和化妝手術(shù)網(wǎng)等領(lǐng)域。 </p><p>　　1.2.4 其他制品 </p><p>　　一些廠家，如美國(guó)Concordia公司，有多年的纖維加工經(jīng)驗(yàn)，可以根據(jù)用戶和臨床的要求，選擇如變形紗、卷曲纖維、切斷纖維、梳理纖維片等原料加工成適用的醫(yī)用制

8、品。 </p><p>　　2 高端醫(yī)用合成材料的用途 </p><p>　　2.1 高性能單絲的醫(yī)療用途 </p><p>　　2.1.1 動(dòng)脈血液過(guò)濾器 </p><p>　　動(dòng)脈血液過(guò)濾器是在胸外科手術(shù)中，經(jīng)過(guò)純化、氧合、恒溫的循環(huán)血液進(jìn)入人體的最后一道過(guò)濾。因此說(shuō)過(guò)濾器介質(zhì)的選擇和最適宜的設(shè)計(jì)，有助于降低病人的出血、血凝、炎癥的發(fā)生和

9、整個(gè)系統(tǒng)的供氧及pH值的控制。瑞士Sefar公司開(kāi)發(fā)出用于心肺機(jī)的過(guò)濾介質(zhì)，即“Medi FAB 07/40”系列。使用PET或PA單絲編織，織物結(jié)構(gòu)孔隙為40um，空隙占有率25%，紗線直徑為34um。“Medi FAB 07/40”過(guò)濾介質(zhì)已在動(dòng)脈血液過(guò)濾器中使用，在臨床中作為―個(gè)暫時(shí)性的替代心肺功能的裝置，以維持生命的體外循環(huán)系統(tǒng)。臨床結(jié)果顯示，“Medi FAB 07/40”具有良好的使用性能，主要表現(xiàn)在：最低的壓力降，最小的啟

10、動(dòng)灌注體積，裝置外部尺寸小型化和制造成本可以被市場(chǎng)接受。與現(xiàn)有使用中的濾材，如非織造布、膜材料和復(fù)絲織物比較，單絲織物過(guò)濾介質(zhì)更具有商業(yè)化價(jià)值。 </p><p>　　2.1.2 透析器過(guò)濾介質(zhì) </p><p>　　醫(yī)用透析使用的泵過(guò)濾器，其作用是捕集循環(huán)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的顆粒狀物質(zhì)。該防護(hù)性過(guò)濾器結(jié)構(gòu)通常采用直徑50mm的圓盤形式的過(guò)濾介質(zhì)，經(jīng)硅質(zhì)墊圈密封后配置于透析泵上。Sefar公司

11、開(kāi)發(fā)的新型過(guò)濾材料“Peaktex”，采用PEEK為原料，單絲直徑為38―500 um，過(guò)濾材料為雙層單絲織物，單位質(zhì)量285 g/m2，厚度480um，空氣透過(guò)率2000 m3/m2?h[2]。 </p><p>　　2.1.3 醫(yī)用可植入材料 </p><p>　　PEEK單絲織物作為人體可植入材料，具有良好的撓性和耐磨性，特別是其生物相容性、穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)了良好的臨床效果。目前

12、已用于人體植入臨床使用的PEEK單絲的強(qiáng)力在33―75 daN/mm，伸長(zhǎng)為20%―40%，使用溫度250℃，干濕態(tài)相對(duì)強(qiáng)力比為100%。 </p><p>　　2.2 UHMWPE纖維在醫(yī)用領(lǐng)域的使用 </p><p>　　自2004年UHMWPE――Dyneema纖維用于醫(yī)用縫合線以來(lái)，UHMWPE在醫(yī)用領(lǐng)域的綜合醫(yī)療性能越來(lái)越被人們所認(rèn)識(shí)。作為新一代獨(dú)具特色的醫(yī)用材料，其特性主要表現(xiàn)

13、在如下幾個(gè)方面：①Dyneema Purity纖維是專門設(shè)計(jì)的、用做人體可植入的材料，纖維品質(zhì)和生產(chǎn)工藝完全符合S010933/ISO13458的要求，并得到美國(guó)FDA認(rèn)證；②單位體積的強(qiáng)度性能符合可植入材料制品微型化的條件；③Dyneema Purity纖維有較高的剛性，兼具十分良好的柔韌性，可在整型手術(shù)中有效地強(qiáng)化定位功能；④Dyneema Purity纖維的耐疲勞性和耐磨性好，具有長(zhǎng)時(shí)間承載動(dòng)態(tài)負(fù)荷的能力，適應(yīng)心臟血管手術(shù)醫(yī)用器具

14、的性能要求；⑤Dyneema Purity纖維具有生物相容性，是理想的醫(yī)用人體可植入材料[3]。 </p><p>　　2.3 功能性熔噴非織造布在呼吸器上的使用 </p><p>　　通過(guò)添加生物活性劑的方法，制取具有生物活性的熔噴纖維網(wǎng)，為呼吸器提供高效捕集微生物的過(guò)濾介質(zhì)，對(duì)于人類抵御病菌源、健康防護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。波蘭Lodz大學(xué)與國(guó)家勞動(dòng)保護(hù)研究所合作開(kāi)發(fā)了生物活性熔噴非織造

15、布材料。該產(chǎn)品使用PP為原料。生物活性劑于螺桿擠壓機(jī)的喂入?yún)^(qū)注入，熔體加熱溫度274―280℃，熱空氣溫度295℃，熱空氣消耗量9 m3/h。生物活性熔噴非織造布材料的面密度為lO一200 g/m2，單絲直徑2.43 um，其過(guò)濾吸附性能通過(guò)氣溶膠一石腦油霧測(cè)試評(píng)估，吸附性能良好[4]。 </p><p>　　2.4 纖維基增強(qiáng)復(fù)合材料在醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用 </p><p>　　英國(guó)Invib

16、io公司開(kāi)發(fā)了兩種PEEK新產(chǎn)品，其一為PEEK―Optim/碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，另一種為具有影像對(duì)比度的PEEK―Optima/碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。兩種復(fù)合材料已用于人體植入、血管、骨骼修復(fù)等。PEEK―Optima/碳纖維復(fù)合材料具有十分良好的耐磨性能，與其他生物材料相比，其抗彎剛性更接近于人的骨骼，是整型材料的上佳選擇。同時(shí)該材料亦表現(xiàn)出比較優(yōu)良的外部負(fù)荷的均勻分布承載性能，以及應(yīng)力沖擊的弱化功能。此外，具有影像對(duì)比度的PEEK―

17、Optima/碳纖維復(fù)合材料。由于注入射線阻隔添加劑，可以使用專門的方法，在手術(shù)后，通過(guò)觀察植入物的部位?？捎^察修復(fù)部位狀況，有效控制治愈的過(guò)程。PEEK―Optima碳纖維的復(fù)合增強(qiáng)系列產(chǎn)品可用于關(guān)節(jié)結(jié)合處、脊椎等部位的壞損修補(bǔ)。 </p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　我國(guó)醫(yī)用紡織品生產(chǎn)已初具規(guī)模，但低風(fēng)險(xiǎn)性產(chǎn)品占絕大比例，與高端醫(yī)用紡織

18、品研究開(kāi)發(fā)非常薄弱的現(xiàn)狀形成了鮮明的反差。鑒于高性能醫(yī)用纖維制品涉及到原料、高聚物成形、纖維加工和醫(yī)學(xué)工程設(shè)計(jì)等諸多學(xué)科，整個(gè)生產(chǎn)鏈很長(zhǎng)，要全程技術(shù)引進(jìn)顯然是十分困難的。考慮到我國(guó)有全球最大的需求群體，靠進(jìn)口或合資生產(chǎn)，是可以緩解一下需求上的壓力，但終究不是長(zhǎng)久之計(jì)，還是應(yīng)該有―個(gè)可持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步理念。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>