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纺织材料应用于医用防护领域存在的问题及发展趋势

2020-07-07 1115 上传者：管理员

摘要：在抗击新型冠状病毒（2019-nCoV）疫情的背景下，以防护口罩、防护服及手术服为例介绍纺织材料在这些产品设计中的应用。结果表明：以聚丙烯无纺布作为原料制备的三层复合材料在医用防护领域应用广泛，同时，还有棉织物、高密度聚酯纤维织物及聚丙烯纺粘布等。但该行业发展需进一步与国际接轨，不断健全资质认证体系及扶持东北地方企业才能不断推动其健康、持续且均衡发展。

关键词：
手术服
纺织材料
防护口罩
防护服
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在2020年春节来临之际，一场突如其来的新型冠状病毒（2019-nCoV）疫情肆虐整个世界[1]。虽然国内通过采取有效的政策将新型冠状病毒感染肺炎疫情进行了有效控制，但国外大部分国家和地区也呈现愈演愈烈的趋势。在这场疫情防护保卫战的实施过程中，医用防护物资需求量激增且紧迫[2]。尤其是以医护口罩、防护服及手术服为主的医用防护用纺织产品起到了重要作用，有效的保护了人民的生命安全[3]。

同时，国人对医用防护纺织品生产及质量的重视程度也得到了明显提升。在国外医用防护物质严重短缺的情况下，我国的医用防护纺织品在保证了国内需求的前提下也被用于其它国家的防疫中，发挥了积极作用。这离不开近些年国家和行业的坚定支持。本文通过对医用防护用纺织材料进行概述，然后总结纺织材料在医用口罩、医用防护服和医用手术服中的应用，为医用防护用纺织材料及产品的研发提供参考。

1、医用防护用纺织品概述

医用防护用纺织品是一类以纺织纤维为基材依托纺织技术织造的用于医疗领域的纺织产品[4]。随着新型纺织材料的不断出现及全民医疗卫生系统的逐渐完善，医用防护纺织品行业得到了飞速发展，相应的需求量呈现逐年增加的趋势。近年来，以卫生保健、防护、治疗、外植入及人造器官为代表的各类医用防护纺织品得到了广泛应用（见图1)[5]。其所用纺织材料的种类及加工工艺也再不断更新，显示出了巨大的市场前景。

图1 纺织材料在医用防护领域中的应用

医用防护用纺织品所用的材料一般具备以下条件：(1）安全、无免疫性、无致癌作用，具备一定的生物相容性。(2）机械性能良好易于加工成形。(3）可有效对细菌、病毒起到防护作用且不污染环境。

目前常用的原料主要分为天然纤维和合成纤维两大类[6]。其中前者应用最多的棉纤维，蚕丝、壳聚糖纤维、天丝纤维及甲壳素纤维等的应用量也在不断增加。后者常用纤维品种有聚乙烯纤维、聚乳酸纤维、聚酯纤维、聚氨酯纤维、聚四氟乙烯纤维及聚丙烯等。而医用防护用纺织品的加工方式有针织、机织和非织造三大类，其中纺织纤维通过非织造的方式加工成医用防护用纺织品是最常见的方式[7]。

2、纺织材料在医用防护领域中的应用

纺织材料在医用防护的多个领域中都有一定的应用，药棉、口罩及人造器官等的制备过程中都有其应用的实践。在2019-nCoV疫情防护的大背景下，以防护口罩、防护服及手术服为例介绍纺织材料在这些产品设计中的应用。

2.1 纺织材料在医疗防护口罩设计中的应用

在国内疫情得到有效控制的条件下，国家开始有序组织各类企业复产及各级学校复学等事项，其中就要求企业和学校做好防护口罩的储备以保护员工和学生的安全。目前我们常用的医用口罩主要由口罩面体和拉紧带两部分组成，其中口罩面体分为内、中、外三层[8]。日常普通口罩的作用是通过过滤呼入空气达到阻挡有害气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻。医用口罩则主要是为了杀灭或清除传播媒介上的病原微生物实现无害化效果。更高质量的医用口罩还能通过滤料吸附气溶胶、粉尘、熏烟、雾滴及毒气等有效物质，有效隔绝污染源。目前常见口罩类别及执行标准如表1所示[9]。

表1 常见口罩分类及执行标准

目前我国医用口罩主要分为3类：防护级别最高的医用防护口罩、手术室等有创操作环境常用的医用外科口罩和普通级别的一次性医用口罩。据了解，国内医用口罩大多是以聚丙烯无纺布作为原料，一般具备三层结构（纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布，简称SMS结构，如2所示）[10]。其中上、下两层为聚丙烯纤维无纺布，中间增加一层或多层过滤防菌达99.999%以上的聚丙烯过滤溶喷布，层与层之间通过超声波焊接而成。

图2 口罩的SMS结构模型[10]

2.2 纺织材料在医用防护服设计中的应用

在国内抗击2019-nCoV病毒的进程中，高质量的医用防护服为医护人员提供了最重要的一层保护。医用防护服按面料可分为机织、非织造布和复合材料三大类。常用加工技术有涂层法、覆膜法和后整理法，所制备的医用防护服按照使用年限可分为用即弃型、限次型及可重复使用型[11]。目前国内市场上销售的医用防护服主要是由非织造布和涂层织物加工而成，涉及的原料有聚酯纤维与木浆复合的水刺布、聚丙烯纺粘—熔喷—纺粘复合非织造布、聚乙烯透气膜/非织造布复合布和高聚物涂层织物[12]。其中，聚酯纤维与木浆复合的水刺布材料手感柔软且经三抗(抗酒精、抗血、抗油)、抗静电及抗菌处理后，再用γ射线消毒后可成为一种综合性能较好的医用防护服制造材料。

但该材料对病毒粒子的阻隔效率较差，并不适合用于抗击2019-nCoV病毒；聚丙烯纺粘—熔喷—纺粘复合非织造布因过滤阻力小、过滤效率高且较高的抗静水压能力等优点，在医用防护服制造中得到了一定程度的应用；聚乙烯透气膜/非织造布复合材料对细菌粒子穿透和液体渗透具有较强的阻隔效果，且抗拉强力高，透气性好，穿着舒适性能得到了明显改善。该材料所制成的医用一次性防护服可有效保护医务人员免遭污染源污染；高聚物涂层织物种类很多，可用于医用防护服制备的有聚氯乙烯、聚乙烯及聚氯丁橡胶等。该类材料对细菌粒子的阻隔能力优异且可重复使用，但因吸湿透湿性能差导致人体汗液无法排出，这会致使医护人员在穿着过程中舒适性较差。

2.3 纺织材料在手术服设计中的应用

手术服的穿着是医护人员在为病人进行手术过程中的必需条件，其在患者与医务人员之间建立一道屏障，手术过程中会大大降低医务人员接触患者血液或其他体液等潜在感染源的概率[13]。除此之外，手术服还能避免医务人员皮肤或衣服表面所携带的各种细菌传播给患者，杜绝了病菌的交叉感染现象[14]。在目前2019-nCoV病毒还未完全得到控制的情况下，国内医护人员一般会根据患者的病情进行分类手术。2019-nCoV病毒感染者的手术需要医护人员穿着最高级别的防护服和手术服，其它患者的手术则穿着普通手术服即可。

目前手术服的常用材料是棉织物、高密度聚酯纤维织物、聚乙烯+聚氨酯+聚四氟乙烯多层贴合膜、聚丙烯纺粘布、聚酯纤维+木浆复合水剌布及聚丙烯纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布复合材料[15]。其中纯棉手术服虽然服用性能良好，但对病菌的隔离效果差；高密度聚酯利用导电物质整理后制备的手术服不仅显示出了较好的抗静电性和疏水性，还可重复使用且隔菌效果好；聚乙烯+聚氨酯+聚四氟乙烯多层贴合手术服防护性能好且具有一定的透气性，可阻隔血液、细菌甚至病毒的穿透；

聚丙烯纺粘布手术服相对于纯棉手术服而言价格低廉且展示出了一定的抗菌、抗静电优点，但该材料的抗静水压能力较差且无法隔离病毒，目前只可作为无菌外科手术衣；聚酯纤维+木浆复合水剌布目前只作为一次性手术衣的材料；聚丙烯纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布复合材料经过特殊处理后，其展示出了优异的抗菌、抗静电、抗静水压及隔离病毒的能力。该类材料被国内广泛用于高档手术服的制造。因此，医护人员可根据病人的实际情况选择合适的手术服，这样才能高效利用医护资源保护病人和医护人员。

3、纺织材料应用于医用防护领域存在的问题及发展趋势

我国的医用防护纺织品行业发展迅速，尤其是在抗击2019-nCoV病毒过程中得到了很好的体现。但我国的医用防护纺织品行业的发展也存在以下问题：

(1）国内医用防护纺织品质量评价标准与国际标准还存在一定差异。这对于我国医用防护纺织品的出口带来了不利影响。部分西方国家在抗击2019-nCoV病毒过程中由于其无法生产满足国内需求的防护物质，纷纷选择从我国进口。但在交易过程中，双方因标准不同产生了纠纷导致最终交易无法顺利完成。

(2）国内医用防护纺织品资质认证体系有待完善。例如普通纯棉防护服和普通非织造布防护服属于一类医疗器械，可由市一级主管部门进行审批；医疗一次性和重复性防护服则属于二类医疗器械，需要省一级主管部门才能审批。但对于材料、技术标准及生产规范等并未作出相应的规定和认证。

(3）国内医用防护纺织品的产能需小幅提高。尤其是在国内抗击2019-nCoV病毒的初期，因春节放假导致相关企业产能下降，当时投放到市场上的医用防护纺织品明显减少。且以医用防护服产品生产为例，截至2020年2月6日我国医用防护服产品批文总数为48个，涉及43家生产企业，主要集中在华中地区和华东地区。在西北、东北区域的产能就需要小幅提高，这样便于国内医用防护纺织品行业的均衡发展。

针对上述问题，我国医用防护纺织品行业首先需要与国际标准接轨，这样便于国际出口贸易的开展。其次是健全医用防护纺织品资质认证体系，为相关企业的发展提供便利的政策条件。最后，合理规范国内医用防护纺织品行业的均衡发展，尤其是需要扶持西北、东北区域医用防护纺织品企业的发展。

4、结语

近年来，医用防护纺织品作为产业用纺织品的重要组成部分得到了迅速发展，以卫生保健、防护、治疗、外植入及人造器官为代表的各类医用防护纺织品得到了广泛应用。尤其在抗击2019-nCoV病毒的过程中，以防护口罩、防护服及手术服为代表的医用防护纺织品在保护人们生命方面起到了重要作用。常用的基材有棉织物、高密度聚酯纤维织物、聚乙烯+聚氨酯+聚四氟乙烯多层贴合膜、聚丙烯纺粘布、聚酯纤维+木浆复合水剌布及聚丙烯纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布复合材料等。但该行业仍需与国际标准进一步接轨，不断健全资质认证体系及扶持西北、东北区域医用防护纺织品企业的发展，只有这样才能不断推动国内医用防护纺织品行业的健康持续发展。

参考文献：

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[3]中华医学会核医学分会.2019新型冠状病毒感染疫情期间核医学诊疗安全防控专家共识[J].第一版.中华核医学与分子影像杂志,2020,40(3):129-135.

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[7]张荫楠.人体友好的医用纺织品技术现状和应用展望[J].纺织导报,2018,37(5):33.

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[11]唐楠,丁军,石巍.国内外医用防护服标准体系比对研究[J].中国医疗器械信息,2020,26(3)14-15.