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深度探究复合非织造布在医疗领域的应用

作者:Mr MK.来源:山东华业无纺布 浏览次数: 日期:2020年3月23日 11:12
前言
 
      纺织是国民经济的重要支柱产业,纺织材料尤其是产业用纺织品在本次新冠肺炎疫情中发挥了不可或缺的作用。医用复合非织造材料是产业用纺织品的重要分支,由不同类型的聚合物、纤维或纺织成分的多个纤维层组合而成。通过热压、针刺、缝合、超声波处理或高频焊接,可以实现多个纤维层的一体化。这类产品主要包括:
(1)个人保健/卫生产品,如手术服、口罩、和手术床上用品;
(2)非植入式医疗敷料,包括伤口敷料和绷带;
(3)植入式医疗产品,包括用于组织再生和结构矫形的支架。
02
外科手术服、防护服
      最近新冠肺炎(COVID-19)、中东呼吸症(MERS)、严重急性呼吸综合征(SARS)、艾滋病(AIDS)等传染病的流行表明,安全有效的防护性外科服装才能保护医护人员免受血源性病原体的侵袭。防护性外科服装的一个关键因素是阻挡微生物从织物的非无菌侧向无菌侧转移的能力。微生物和病原体可以由灰尘颗粒或液体(如血液、汗液等)携带通过织物[1]。通常采用纺粘-熔喷-纺粘(SMS)、水刺缠结、三层或双组分纤维网,在有或没有化学整理剂条件下来阻挡液体渗透。一次性SMS织物是通过将内部热塑性熔喷微纤维网夹在外部两个连续热塑性纺粘长丝非织造布网之间来形成,其中纺粘层提供强度和尺寸稳定性,而熔喷层提供阻隔性能。研究结果[2-4]表明聚丙烯SMS防护服(例如,97-100%的聚丙烯、SMS复合非织造布)能够提供最大防止血液穿透和微生物渗透的保护,而由纯棉机织且可重复使用的手术服提供了最低限度的保护。
复合非织造布
03
外科口罩和其他临床可穿戴产品
       外科口罩通常由SMS三层复合非织造布组成,熔喷材料充当过滤器。大多数外科口罩的设计包括三个褶皱/折叠,以允许使用者将口罩扩大到覆盖鼻子和下巴以下的区域。这种设计可能足以在尘土飞扬的环境中保护穿戴者,但这些产品在提供对空气传播的大流行疾病或充满气溶胶环境的保护并不是特别有效。目前,医疗保健市场上正在推出几种新型呼吸面罩。例如由针刺四层无纺布组成的多功能口罩,其中外面两层含有永久性嵌入纤维上的银/铜和沸石复合物,内部两个过滤层旨在防止微生物或颗粒物渗透(符合NIOSH的N95和N99标准)。这种口罩已被证明能杀死化脓性链球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,并能灭活H1N1和H5N1菌株以及普通流感病毒和其他病毒。
      临床医生和医疗保健专业人员鞋套应用的主要限制是在使用过程中频繁破裂[5]。血液很容易通过鞋套破损处渗透,因此需要更高的力学性能来保障细菌和液体阻隔性[6]。
      虽然所有这些产品都已普遍使用多年,但它们的设计仍有创新的余地[7]。例如,参与流感大流行的卫生工作者口罩必须至少在几周内有效,但目前可用的标准一次性口罩的有效时间只有几个小时,这些高防护要求口罩还应该具备有效的病原体监测机制。
04
伤口敷料
      当非织造材料被植入伤口内时,收缩细胞随机迁移,遵循非织造材料随机定向的纤维结构,导致可收缩细胞的主轴方向混乱,并破坏伤口边缘有组织的细胞收缩。因此,收缩细胞的单个力向量的随机化将减少伤口边缘的快速收缩,在真皮再生期间使用无纺布支架处理伤口时,收缩细胞的数量也显著减少[8]。创面敷料材料迫切需要诱导快速凝血,以达到最小失血量和渗出物的吸收。许多商用伤口敷料产品使用复合无纺布胶带(通常是聚酯)作为吸收护垫/伤口接触层。在一些医用敷料中,可以添加高吸水性聚合物来处理中度到重度的伤口渗出。
05
组织工程支架
      组织工程是一个发展迅速的多学科领域,在修复和重建因疾病、意外、先天畸形和缺损而受损的组织器官方面有着广阔的前景。支架的制作方法有很多种,但最常见的有两种,一种是多孔海绵状支架,另一种是非织造布结构的多孔海绵状支架。这些材料在高表面积、孔隙率和孔径分布、易于制备和纤维随机性方面有很大优势。细胞附着、迁移和均匀分布都需要支架具有高孔隙率和互连孔。
      针刺聚对苯二甲酸乙二醇酯非织造布上培养人滋养层细胞表明,其代谢活性和增殖率依赖于非织造支架的孔隙率[9]。酯化透明质酸基非织造布被用于膝关节软骨组织工程[10]和鼻子重建术[11]。软骨细胞在无纺布支架中产生的糖胺聚糖和胶原含量明显高于致孔剂淋洗的聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PEGT/PBT)支架[12]。由聚乙醇酸纤维制成的无纺布多孔聚合物管[13, 14]已应用于大鼠肝细胞、脊髓细胞种植,并可植入了小肠粘膜下层。含矿物成分的硅氧烷-聚乳酸-碳酸钙复合纤维非织造支架可释放钙离子和硅酸盐离子,并具有骨再生的潜力[15]。
06
医用过滤材料
      输血过程中血液中白细胞的存在可引起不良反应,目前常采用的方法是在血库储存外周血液之前降低白细胞计数。可以选用熔喷聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造布,通过氧等离子体辉光放电处理在其上接枝丙烯酸,将无纺布浸泡在含有高浓度磷酸盐和钙离子的水溶液中,生成一层薄薄的羟基磷灰石[16]。该复合非织造布对白细胞的去除率为98.5%,对红细胞的回收率为99.5%。与通过离心去除细胞群体的标准程序相比,是一种更有前景的方法。
      骨髓间质干细胞通常用于再生医学策略。从全骨髓中分离这些干细胞通常是使用蔗糖密度梯度柱进行的,这是一个耗时的过程。在筛选了200种生物材料后,发现人造丝-聚乙烯无纺布可用于骨髓造血单细胞中收集间质干细胞的过滤器。与疏水和光滑的表面相比,间质干细胞能紧密地粘附在高度亲水粗糙表面上,因此是一种快速有效细胞分离过滤的方法[17]。
7.
未来趋势
      各种医用复合非织造布的发展正在显著改变许多人的生活。然而耐药微生物菌株的出现,需要更有效的防护材料、更快的检测机制以及更好的抗病毒、抗微生物策略。新形势条件下对医用材料的防护性、智能化等方面的创新要求不断提高,新型医用防护产品的研发亟需多学科交叉合作,例如实时检测口罩上病毒颗粒的电子半嵌入式非织造布、非织造基底材料与细胞相互作用机制等课题。

所属类别: 产品知识

该资讯的关键词为:非织造布