医用纺织材料的发展与应用

　　中国工程院院士俞建勇

　　医用纺织材料是以纤维为基础、纺织技术为制造方法、医疗应用为目的，用于诊断、治疗、修复、替换以及保健与防护的一类纺织材料。目前世界上的新技术主要从纤维尺度、孔的结构可调控性方面展开研究，如静电纳米纤维的应用、功能性医卫用非织造布材料的开发等，而且纤维性能不同其可应用的领域不同。医用纺织品在人体医疗方面具有很多优势，应用领域很广，如各类修复补片、手术缝合线、人工血管等，具有极高的附加值，但是目前国内的很多高端医用纺织品主要依赖进今后，我国的医疗卫生用纺织品行业要加快发展新型医用纺织材料纤维原料体系，突破高端医用纺织材料加工和装备关键技术，加强医用纺织材料检测和评价体系建设，优化升级医用纺织材料产业体系，优化升级医用纺织材料产业体系，加快建立高、中、低端完整的医用纺织材料产品体系，加强医用纺织材料前沿基础研究，提升我国高端医用纺织材料自主创新能力，加快形成产业集群，推进新成果产业化应用，加强生物医用纺织材料领域人才队伍建设，以市场需求为导向，使我国医疗产品获得更广阔应用，创造更大的社会和经济价值。

　　来自海洋的自然与舒适-海斯摩尔企业发展及品牌介绍

　　海斯摩尔生物科技有限公司董事长胡广敏

　　生物医用材料是高增长的产业，2015年全球医疗器械市场超过3000亿美元，药品6000亿美元，达到1：2，未来比例将达到1：1。中国生物医用材料的年增长率为20%以上，但是在国内市场份额不足10%，发展空间相当巨大。生物医用材料发展驱动因素主要是医疗需求提升、人体组织器官修复必不可少、新技术发展和材料技术附加值最高。

　　根据EvaluateMedTech的统计预测，2020年全球医疗器械市场将达到4775亿美元。据保守估计，在植入性止血材料、体外医用敷料、缝合线、人工皮肤、疝修补片等柔性材料方面，壳聚糖材料不仅可以替代现有产品，还可以开发使用性能更为优异的功能化、差异化系列新产品，医用产业空间可达千亿元以上。2015年，工信部颁布十三五重点培植项目清单，“纯壳聚糖纤维产业化应用”名列其中，千吨级医卫用壳聚糖纤维及应用实施方案获工信部转型升级强基工程支持、年产两千吨纯壳聚糖纤维产业化项目获发改委支持。

　　海斯摩尔是传统纺织企业转型升级而来，十年来，从无到有、小到大，慢慢发展壮大，回顾十年历程，公司摸索的基于市场需求逆向拉动以及推动与拉动交互式发展的成纸模式得到社会和市场的认可。今后，公司将继续加强产学研合作，通过合作做好产品开发、打通产品应用，让壳聚糖纤维的潜在价值得到更为充分的发挥。

　　壳聚糖纤维的功能机理与产品开发研究

　　海斯摩尔生物科技有限公司总工周家村

　　壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去55%以上就称之为壳聚糖。甲壳素是仅次于纤维素的又一大类重要多糖，广泛存在于真菌和植物细胞壁、虾、蟹等动物的甲壳中。壳聚糖纤维是目前自然界中被发现的唯一一种带正电荷的膳食纤维，具有优异的生物相容性、广谱抑菌性、生物安全性、可降解性，天然生态、与人体亲和，可以广泛应用于医疗卫生航天等领域，市场前景广阔。

　　如今，海斯摩尔公司建成了全球首条年产2000吨壳聚糖纤维热风非织造布生产线和一线四工艺的针刺、水刺复合生产线，构建了基于纯壳聚糖纤维的非织造布生产技术体系。基于壳聚糖纤维本身的特性特点，公司与中国航天科技集团联合开发的航天用壳聚糖纤维特种布，可用于舱内饰材料和软体水箱外囊、货包等器材，产品具有阻燃、抗菌、防霉、防静电、高温脱气无毒等功能，已通过国军标认证，使公司成为了航天材料的合格供应商。利用壳聚糖纤维的功能性，公司联合台湾明基开发制作的敷贴、止血棉、绷带等医疗用品，实现3分钟挤压止血，通过了欧盟CE认证，成功用于紧急医疗服务、军阵医疗、野外救援等领域。公司设计开发的在线高速添加高分子“超薄”卫生巾厚度仅为2mm，吸水倍率达到50倍，每分钟1200片，实现自动上料、自动检测剔除废品、自动喷码产品具有可追溯性，是世界第一条全程自动化卫生巾生产线。

　　总体而言，公司通过海洋废物利用，打通了由原料提取到终端产品的产业链，实现了壳聚糖纤维的系列化生产，研究了速效纯壳聚糖纤维功能机理，开发了面向大健康产业的基础功能材料和产品，满足了生物医疗、健康卫生的应用要求；突破了多项关键技术，国际国内的专利拥有，全产业链的关键环节把控，达到了技术国际领先、设备世界首创、产能全球最大，巩固提升了壳聚糖纤维及制品的国际领军地位。

　　壳聚糖改性与组装研发及其功能性应用

　　武汉大学教授博导，中国化学会甲壳素专业委员会会长杜豫民

　　甲壳糖是一种广泛存在于自然界的天然高分子，它包括甲壳素和壳聚糖，并根据其二元结构中的乙酰基含量来界定，通过调控壳聚糖基结构因子，可以实现多种功能性应用。壳聚糖的物理特性与生物特性，可实现日化产品的高品质及功能化，得到国际上多个行业重视和开发。以壳聚糖和壳低聚糖为例，它们在生物技术、医药、食品、化妆品、化工、轻工、环保、农业、生物医用材料等领域得到广阔应用，如将壳聚糖季铵盐与无机累托石杂化，其抗菌性可大幅提升，通过甲壳糖获得的纳米纤维，可用于增强塑料和橡胶，且效果很好。

　　研究发现，利用生物合成技术，能够促进甲壳素产业新发展：如利用微生物发酵废菌渣酶法生产壳聚糖、甲壳素酶法脱乙酰基制备壳聚糖；利用微生物发酵法合成壳聚糖、氨基葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖；酿酒酵母改造高效合成虾青素。微生物发酵工程优点：代谢产物种类多、原料来源广、能源消耗低、经济效益高、环境污染少等。

　　如今生物质材料新技术正在兴起，低浓度NaOH/尿素水溶液溶解甲壳素，该方法为甲壳素制备系列功能材料(生物医用材料、光电储能材料及功能催化材料等)提供新的途径。壳质中蛋白质转化为蛋白水解肽—金属配合物，对紫贻贝、克氏原螯虾等体内重金属(尤其是Cd)具有脱除效果。另外还具有抑制ACE作用，降高血压效果，这些技术都将让甲壳素产业迈向“精深化”加工和整体综合利用。

　　海斯摩尔公司的壳聚糖纤维产业则是壳聚糖产业的差异化发展路径，是壳聚糖应用领域更为广泛和高端。建议公司向新型医药行业迈进，在医用敷料、神经导管、组织工程支架、基因载体、人造皮肤等高附加值领域获得更大价值。

　　生物医用材料的结构设计、制备与应用

　　东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心主任陈南梁

　　纺织结构与工艺分类很多，其中的机(梭)织物，结构特点是经、纬纱交织，基本单元是经、纬纱之间的每一个相交点(组织点)。其特性是紧密/高密、轻薄、硬挺，适宜开发的医用产品，如腔内隔绝术用人工血管、小口径人工血管、防护服、手术巾等等。

　　编织物是一组纱线沿织物成型方向延伸，且所有纱线偏移一定角度后互相交织而成。分类二维编织、三维编织等，特性是网状结构，机器、手工生产均可，适宜开发的医用产品，如缝合线、人工神经导管、血管内支架等。

　　人体周围神经再生导管是目前研究的热点。它是一种带空腔的管状物，可促进神经再生，替代自体神经移植和功能恢复，临床常用周围神经损伤后的修复、断端缝合、自体神经移植、异体神经移植、神经转移、导管连接等。

　　神经导管性能要求有：良好的生物相容性和组织相容性、适宜的生物可降解性、应为神经恢复提供所需的三维空间、具有适合于连接损伤神经两断端的大小和长度、保证神经修复所需的营养供应、具有一定的抗压性能和保持良好血运、保护再生轴突及避免瘢痕组织侵扰、具有适当的孔径和孔隙率等。

　　目前，通常的神经导管材料有PGA——降解速度较快，尤其是力学强度衰减快；PLA——强度高，降解速度很慢，细胞亲和性差；PGLA——兼具两种聚合组分的优点，改变组分配比，可调节其降解周期，PGLA(90:10)的降解周期与神经再生周期(3个月左右)相吻合，但是其溶解性差。对此，涂层神经导管材料则脱颖而出，由于壳聚糖溶解性好、取材容易、成膜性能好，因此用它作为涂层的神经导管性能优异。

　　此外，用壳聚糖纤维制成的医用辅料具有良好的生物相容性和可降解性，促进凝血、抑制瘢痕增生，是唯一天然碱性多糖，具有优良的广谱抗菌性。

　　国际医用纺织材料发展趋势

　　煤炭总医院特聘专家钟秀玲

　　医疗设备产业是健康服务业的重要组成部分，涉及领域广、产业链长，拉动经济和吸纳就业的作用非常显著。深化医药卫生体制改革启动以来，中央财政累计投入1600多亿元，加强卫生计生服务体系建设，医疗设备需求和市场不断扩大，国产医疗设备企业，要紧紧抓住历史机遇，做大做强企业，推进健康服务业快速发展。

　　棉布作为术中防护性材料使用至今，但使用普通棉布存在隐患，棉絮、粉尘、细菌污染等均会引起病患甚至医生护士感染。例如，广东某医院眼科准分子激光手术，8人12只眼术后发生弥漫性层间角膜炎(4.1%，8/195)，调查结果是用物无菌生长，空气无致病菌，洁净手术区的粒子数超标。颗粒污染物导致术后并发症的报道可追溯到20世纪40年代，主要包括：腹痛、粘连、肉芽肿、植入关节周边骨质溶解、植入组织松动甚至失效等。

　　长纤聚酯纤维具有不断絮、不脱尘、防尘阻菌、静电消散、抗泼水、抗化学剂等特点，

　　由其生产的长纤聚酯纤维三层复合材料可实现双向防护，做成的功能性外科手术铺单可防水、局部吸水、阻菌、透气、防静电、阻燃。另外，采用SMS材质非织造布包布，具有良好的微生物阻隔能力、良好的抗渗能力、牢固度好、垂顺性好，适合蒸汽、环氧乙烷、等离子等灭菌方式以及适合各种包装。

　　关于壳聚糖及临床应用的介绍

　　泰安中心医院烧伤整容中心主任吴军成

　　理想的敷料应该具有：吸收多余的创面渗出液，为创面愈合创造一个湿润的环境

　　具有良好的通透性，允许气体交换，阻隔外界环境颗粒性异物，包括细菌等微生物，并能保持创面恒温，屏蔽创面异味，更换时无残留，不会造成再次性机械性损伤，容易使用，舒适，且适应身体各个部位，不影响身体功能，经济性高等特点。壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖敷料是一种从虾蟹、贝壳等提取出来的壳聚糖纤维为原料制备而成的高科技伤口敷料，其不仅具有天然抑菌、止血、促进伤口愈合，而且具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物学功能。

　　临床应用表明，其外观柔软，具有很强的亲水性；能迅速吸收创口表面的流出液，形成柔软的水凝胶状，长时间的锁住水份，为伤口提供一个良好的湿润环境；液体被吸收后迅速膨胀，可吸收达自重的30倍以上，原位保留渗出液，不外流，“锁水”功能，呈透明状，易观察；促进伤口愈合，减少疤痕的产生与收缩，取下敷料时不粘连，减少患者痛苦。适用于

　　流出液较多的伤口，如手术后伤口，溃疡性伤口，褥疮，慢性伤口的肉芽期和上皮期的形成等。此外，壳聚糖填充条及棉球状材料，适用于各种腔隙性伤口或洞状伤口的止血、愈合材料，如鼻腔术后、窦道、拔牙术后等。