智能醫(yī)用紡織品研發(fā)
2020-07-16 23:47:36來源：中國纖檢
智能醫(yī)用紡織品是由多種學科綜合開發(fā)的高智能化的紡織品，在醫(yī)療衛(wèi)生領域具有巨大的前景和市場應用潛力。無論是臨床診斷、手術、治療、康復、替換還是人體衛(wèi)生、保健和防護等方面，其用途日益廣泛，尤其是在系列智能醫(yī)用紡織材料的變色與變形創(chuàng)新設計上。
新型智能敷料——讓病情變化“顯而易見”
醫(yī)用敷料，是體外治療用常見的藥物紡織品。傳統(tǒng)敷料可能給病人帶來不必要的換藥痛苦和傷口感染可能。而智能變色織物的出現(xiàn)，提供了更加溫和的解決方案。加拿大阿爾伯塔大學和日本九州大學研究的智能敷料主要采用了染料變色技術。當敷料液體p H值>7.3，酚紅指示劑染料即顯示患者存在傷口感染或慢性皮膚病。為防止影響敷料的可靠性和時長，研究人員改變了染料特性，加入海藻酸/聚丙烯酰胺水凝膠基質(zhì)并與共價鍵相結(jié)合，旨在獲取更為準確的比色結(jié)果，也為后期電路印刷鋪平道路，研發(fā)理想的智能柔性襯底。
瑞士聯(lián)邦材料科學測試與開發(fā)研究所(EMPA)的科技實驗室研究人員設計了一種由配對丙氨酸離子組成的材料，這是一種用于傷口檢測的潛在熒光染料，它能為檢測傷口pH值提供新型的工具。一方面，它無毒，用它讀取的pH值更精確；另一方面，其搭檔銨鹽苯扎不但抗菌力強，還能提高丙酸銨的疏水性。因此，在液體順利滲入仿生膜和敷料的時候，酸堿度的測定不受干擾。
紡織技術邂逅記憶合金——重現(xiàn)生命之光
目前，形狀記憶合金（SMA）已被發(fā)現(xiàn)有50多種，主要分為鐵基SMA、銅基SMA和鎳鈦合金（NiTi）三大類。鎳鈦合金植入紡織材料后憑借其無可比擬的優(yōu)點可產(chǎn)生超強彈性、耐蝕性以及良好的生物相容性，不僅能產(chǎn)生與眾不同的效果，甚至可植入醫(yī)用材料，成為廣泛應用于人體器官或組織的替代物。而怎樣才能發(fā)揮記憶合金的最大潛能呢？紡織設計就能給出巧妙的答案。NiTi利用紡織技法呈現(xiàn)出復雜結(jié)構(gòu)，經(jīng)研究它可造就強大的性能，能滿足不同醫(yī)療產(chǎn)品的要求。
在微創(chuàng)領域，由NiTi制成的醫(yī)療器械，不斷出現(xiàn)突破和創(chuàng)新。羅馬尼亞克拉約瓦大學和克拉約瓦醫(yī)藥大學的研究團隊，將鎳鈦SMA在微創(chuàng)介入中的應用視為研究焦點。他們希望通過獨特的設計，外科介入器械實現(xiàn)最小化，對人體的影響和生理干擾也能降到最低。在骨科醫(yī)療技術領域，紡織設計也大有可為。治療脊柱側(cè)彎的形狀記憶間隔器可避免矯形后出現(xiàn)骨折、神經(jīng)損傷等嚴重并發(fā)癥。在漫長的術后恢復期里，患者骨骼無需牽引矯正或石膏固定就能康復。因為間隔器墊片提供可隨時隨地承受緩沖和負載的支持，其原理正好與間隔織物類似。而多孔鎳鈦合金，則是記憶合金和紡織技術催生的新型骨科植入物。狀如海綿的結(jié)構(gòu)可為新骨成形階段的體液輸送定制了理想的孔隙。不僅如此，它還具有和人體骨骼一樣的抗壓強度和負載力。
記憶合金在醫(yī)用紡織領域最重要、最突出的貢獻應該是它在心血管手術中的應用。“西蒙濾波器”，就是率先利用鎳鈦記憶合金對抗心血管疾病的例子。這種濾波器在冷卻后變形的馬氏體狀態(tài)下通過導管置入血管，然后利用人體體溫慢慢膨脹為昔日“記憶”的形狀，達到預期的療效。
另一家稱為Secant的公司研發(fā)的“血管裝置”采用了紡織原理中的編織、針織和紡織工藝，其結(jié)構(gòu)具有靈活性，它非常適用于神經(jīng)與血管系統(tǒng)的干預手術。這家從20世紀40年代中期開始設計紡織結(jié)構(gòu)的企業(yè)，70多年來一直致力于技術創(chuàng)新，如今他們已把醫(yī)用紡織作為發(fā)展重點。通過利用針織、機織和編織技術，創(chuàng)新研發(fā)系列最先進的智能醫(yī)用設備。
前景展望——創(chuàng)新為持續(xù)發(fā)展提供硬核動力
新型醫(yī)用紡織的設計與研發(fā)實際上也激發(fā)了更多層次和領域的創(chuàng)新。美國一家名為塔馬拉的公司（Tamarack Habilitation）研發(fā)出一款產(chǎn)品，名為“GlideWear”，這是一種低摩擦的醫(yī)用織物技術，起初被用來保護截肢患者與假肢間脆弱的皮膚和軟組織；后來卻在申請醫(yī)學專利后被創(chuàng)造性地應用到特殊服裝制造和醫(yī)學運動領域。它還有其他功能，即強化摩托車和自行車騎行頭盔的保護功能。
據(jù)統(tǒng)計，全球醫(yī)用技術紡織的研發(fā)風起云涌，市場前景十分可觀。未來幾年，它將保持較高的復合增長率。但是，現(xiàn)有的醫(yī)用紡織品產(chǎn)業(yè)因醫(yī)用品存在污染風險且缺乏有效的回收利用，因此在一定程度上阻礙了研發(fā)和推廣。
以上創(chuàng)新的技術將有助于解決過去未能解決的難題，且將帶動整個產(chǎn)業(yè)迸發(fā)新的活力和機遇。作為我國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的一部分，只有提高生物醫(yī)用紡織材料產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新的能力，特別是高端智能產(chǎn)品的研發(fā)，才能更好迎接全球醫(yī)用紡織技術市場的機遇和挑站。
