医用纤维在医疗纺织品中的应用
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作者: 漆春一
摘要：介绍了一些医用纤维的基本性能及其在医疗纺织品中的应用，提出我们应该不断发展医用材料在医疗纺织品中的应用并不断进行创新。
关键词：医用纤维；性能；应用
Abstract: The basic properties of some medical fiber and the application of some medical fiber on medical textile are introduced. The continuous development of the medical fiber on the application of medical textile is also mentioned, and the innovation should be done.
Keywords: Medical fiber; Properties; Application
1 前言
随着现代医学对纤维材料和制品的依赖及需求的逐步上升，医用纤维正在发展成为一个新兴产业。医用纤维材料和制品可以用于制造医疗器具和器械，同时还能用作人体器官或肌体组织的替代品，以此治疗器官衰竭和组织缺陷。以美国为例，每年需进行组织和器官修复的手术约800万例，年耗资超过400亿美元，约占全部医疗费用的一半，其中纤维材料和制品的费用占1/4。同时，由于这些纤维制品与人体密切接触并起治疗作用，因此必须具有一定功能性和生物相容性、耐生物老化性、可生物降解性、可消毒性。由此可知，这是一个具有高附加值的产业，且具有强大的潜力市场。目前，国内外市场上的医用纤维原料种类非常多，包括人体代用材料和医疗卫生材料等，如心脏膜瓣腱、韧带、人工骨和人工关节，人造皮肤、人工血管、中空纤维人工肾、人工肝、人工脾、人工肺和血浆分离器、吸收性缝合线、止血纤维和吸血纤维、解毒纤维、绷带、卫生巾、口罩、手术衣和罩布、X射线板、光纤胃镜、消臭杀菌纤维和卫生保健类功能纤维等。本文介绍了一些医用纤维的基本性能及其在医疗纺织品中的应用。
2 医用纤维的性能
2.1 医用海藻纤维
藻酸是一种从褐藻中提取的天然多糖，是由β—D—甘露糖醛酸(M)与α—L—古罗糖醛酸(G)经过1,4键合形成的线性共聚物。藻酸因来源不同，其单体G与M的相对比例、排列顺序有较大区别，从而使纤维的物理机械性能不同。海藻酸钙纤维的干强可与粘胶相比，但湿强低，断裂伸长率较高，从表1中可看出其物理性能随水分含量变化。藻酸纤维主要由不溶性的海藻酸钙构成，早在上世纪40年代Speakman与Chamberlain就已经报道了藻酸纤维的制备。海藻酸钙纤维可通过最基本的湿法纺丝工艺而制得，由海藻酸钠浓溶液经过喷丝板挤出后送入含钙离子的酸性凝固浴中，海藻酸钠与钙离子发生离子交换形成不溶于水的海藻酸钙纤维，再进行水洗、拉伸、烘干等一系列加工，随后通过非织造生产工艺可制成包扎伤口用绷带。其工艺流程如下：
海藻酸钠粉末→海藻酸钠浓溶液→湿法纺丝→水洗→拉伸→干燥→海藻酸钙纤维→绷带
G含量较高的海藻酸钙纤维难以溶胀，而增加纤维中海藻酸钠的含量可以提高纤维的吸收速率，为此，曾开发了一种工艺，即用盐酸洗涤海藻酸钙纤维以用氢离子取代部分钙离子，再进行碳酸钠或氢氧化钠处理使氢离子被钠离子取代。所得到的纤维为海藻酸钙/海藻酸钠纤维，其中水溶性的海藻酸钠使这类材料比海藻酸钙纤维绷带具有更高的吸收能力。
海藻酸盐通常在食品工业、纺织工业 、医药工业上用作冻胶剂或增稠剂，也可用于袜织造后的分割[1]及造纸工业。藻酸的新用途是作为伤口绷带或创可贴[2，3]，近年来已获得巨大的成功。随着近年来“湿疗 ”概念的建立，人们已普遍认为湿润的条件是伤口愈合的理想条件，且能使创可贴较容易地从伤口去除。藻酸纤维具有独特的离子交换性能，可与伤口的渗出液相互作用形成湿润的凝胶，有利于伤口的愈合，对于含量较低的绷带可用热盐液冲洗，对于含量较高的绷带则可整片去除，而基本不会影响新愈合伤口表面的脆弱组织，因而成为理想的伤口包扎用品之一。主要机理为藻酸纤维以钙盐的形式存在，纤维上的钙离子能同伤口渗出物的钠离子进行离子交换，钙离子进入伤口，而部分纤维变为海藻酸钠，由于海藻酸钠溶于水，纤维发生较大溶胀形成凝胶，这种离子交换为伤口愈合创造了一个湿润的环境。由于藻酸纤维绷带具有独特的形成凝胶、高吸收、易去除及其生物降解性[4]等综合性能，近年来，海藻绷带与创可贴的用量正以每年40%的速度递增，成为目前最广泛应用的伤口包扎材料之一。
此外，藻酸纤维还可作为治疗伤口药物的载体以制备抗菌纤维[5]，由于纤维具有较大的表面积和较小的直径，比常规的薄膜或棉球载体具有更好的吸收与柔软性能，因而近年来以纤维作为药物的载体受到较多的重视，其中藻酸纤维作为药物载体还具有较好的生物医学性能。如对于烧伤药物磺胺嘧啶银或其他含银抗菌剂，它们不溶于 一般溶剂，因此为制备性能较好的抗菌纤维必须选择合适的混合方法。在直接混合法、反应法（a和b两种方法）和溶解法中，直接混合法效果最差，溶解法效果最好，藻酸含银纤维因生产简单而比较受欢迎，这类纤维具有特殊的生物医学性能。
2.2 甲壳素纤维
甲壳质是自然界中仅次于纤维素的最丰富的天然有机物之一。它是2—乙酰氨基—2—脱氧—β—D—葡萄糖通过β—1,4苷键连接而成的线性聚合物，广泛存在于虾、蟹等甲壳类动物中。据统计，自然界每年生物合成的甲壳质可达数十亿吨，是一种丰富的自然资源[2，6-8]。
一般制取甲壳素纤维所选用的原料是食品加工厂废弃的虾、蟹甲壳。先除去色素、蛋白质等得到灰分在0.2%以下的甲壳素粉末，然后经过对甲苯磺酸的异丙醇溶液处理，再将其溶解于含有少量LiCl的二甲基乙酰胺中，最后通过常规的湿法工艺或干法工艺得到具有较高强度和伸长率的甲壳质纤维。其工艺流程如下：
虾、蟹→甲壳素粉末→对甲苯磺酸的异丙醇溶液→含LiCl的二甲基乙酰胺→湿法纺丝或干法纺丝→甲壳素纤维
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