麻賽爾纖維醫用輔料制備及性能研究

龍嘯云 朱 軍 (南通大學紡織服裝學院，南通，226019)

醫用敷料的主要作用是對創面進行隔離、保護，同時附著藥物和吸收液體等，因此醫用敷料必須具有優越的吸水性、透氣性以及與皮膚接觸的舒適感［1］。隨著紡織技術的發展，非織造布在醫用敷料行業得到了廣泛的應用［2］。非織造布的吸濕性能比機織紗布更好［3］，柔軟，不易對傷口造成損傷，在臨床上有逐漸取代傳統機織紗布的趨勢。

麻賽爾纖維是一種新型的再生纖維素纖維，是將天然紅麻、黃麻、亞麻和苧麻通過化學方法制成黏膠液，經紡絲而成［4］。麻賽爾纖維具有原麻纖維抑菌防霉、吸濕快干的優良特性，是一種新型、健康、時尚、綠色環保的生態紡織纖維［5］。麻賽爾纖維對抑菌活性值分別為3.52和3.57的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均達到99.97%［6］。

ES纖維為皮芯復合結構，其皮層為聚乙烯，芯層為聚丙烯。采用ES纖維生產的非織造布手感比較柔軟，因而ES纖維得到了廣泛應用［7］。

本文以麻賽爾纖維和ES纖維為原料，利用熱熔技術制備醫用敷料。采用非接觸加熱方式，即加熱體不直接與纖維接觸，而是用熱風穿透纖維層，使纖維在自由狀態下均勻受熱，在纖維與纖維每一個交叉點上呈點黏合狀。以該方法制得的材料與熱軋非織造布比較，黏合點明顯增加。由于ES纖維芯部組分為聚丙烯，不發生熔融，起到骨架作用，非織造布仍能保持優良的特性［8］。

1 試驗部分

1.1 材料

麻賽爾纖維:長度55 mm，線密度2.08 dtex，拉伸強度2.4 cN/dtex，斷裂伸長率22.3%。

ES 纖維:長度 38 mm，線密度 1.95 dtex，拉伸強度 1.64 cN/dtex，斷裂伸長率 6.33%。

1.2 儀器

FZK500型開松機，FZSCD-Z850型高產梳理機，FZP1000型鋪網機，FZZ-Ⅰ1000型預針刺機(常熟市偉成非織造成套設備有限公司)，YG747通風式烘箱(南通宏大試驗儀器有限公司)，YG461E型織物透氣儀(無錫市三環儀器有限公司)，ZHWY-100H恒溫培養搖床(金壇市恒豐儀器廠)，303AB型恒溫培養箱(南通嘉程有限公司)，SWCJ-IBU無菌工作臺(蘇凈集團安泰公司)，DZF-6090恒溫烘箱(上海華聯環境設備公司儀器廠)，LDIX-40SCI自動電熱滅菌鍋(南通嘉程有限公司)。

1.3 麻賽爾抗菌醫用敷料的性能測試

1.3.1 透氣性能

透氣性的測試按照GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測定》進行。

1.3.2 吸液倍率

吸液倍率采用10%的生理鹽水進行測試。測試方法:取尺寸為4 cm×4 cm的試樣，稱重;將試樣放入盛有500 mL生理鹽水的容器中，放置15 min，取出試樣再次稱重。吸液后與吸液前試樣的質量比即為吸液倍率。

1.3.3 抗菌性能

采用振蕩燒瓶法測試抗菌性能。測試方法:將滅菌后試樣放入燒瓶中，注入菌液，在搖床上振蕩，加速微生物生長，增加微生物與試樣接觸時間;然后將燒瓶中含有菌落的液體接種到含有瓊脂營養液的平皿中，經過恒溫箱72小時的培養之后，觀察菌落數量，從而判斷試樣的抑菌作用。該方法的優點是通過搖床可以加速反應，在較短時間內測得抗菌率。

試樣的抗菌率按下式計算:

式中:Y——抗菌率(%);

A——0時刻試樣菌落數;

B——試樣振蕩24 h后菌落數。

1.4 麻賽爾纖維醫用輔料的制備

1.4.1 工藝流程

麻賽爾纖維醫用輔料制備的工藝流程如下:

(1)開松混合工序。在開松混合過程中，要注意將纖維塊和纖維團徹底分離開，使原料中的纖維得以充分、均勻的混合，特別是ES纖維的均勻分布。只有纖維分布均勻，才能在后面的熱熔工藝中保證醫用敷料性能的均勻性。

(2)預針刺工序。在預針刺的過程中，須合理地選擇針刺密度和針刺深度。針刺密度過大或針刺深度過深，都會對纖網造成不同程度的損傷。特別是ES纖維的損傷和斷裂，不利于纖網在熱熔工藝中的黏合和成型。經過多次試驗發現，針刺密度30～40刺/cm2，針刺深度5～7 mm是比較適宜的工藝。

(3)熱熔工序。ES纖維是理想的熱熔型纖維，適合用于醫用護品。在熱熔的過程中，須注意熱風的溫度和熱風定型時間對于纖網的影響。

1.4.2 工藝參數

麻賽爾纖維醫用輔料制備的工藝參數如下:

道夫速度 20 r/min;

錫林速度 360 r/min;

斜簾速度 16 m/min;

往復層數 10層;

植針密度 3 000針/m;

針刺深度 6 mm;

預針刺轉速 400 r/min;

烘箱溫度 120～140℃。

2 試驗結果分析

2.1 纖維配比對透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響

本文選定五個水平的纖維配比進行試驗。在熱風溫度130℃，熱風定型時間15 min的條件下，考察纖維配比變化對醫用輔料透氣性能、吸液倍率和抗菌性的影響，結果分別見圖1、圖2和表1。

圖1 纖維配比與醫用敷料透氣性的關系

從圖1可以看出，隨著麻賽爾纖維比例增加，醫用敷料的透氣性呈現下降趨勢。這是因為麻賽爾纖維是中空率達到86%的中空纖維，可以將空氣保持在空腔內，阻止空氣的流通，形成靜止空氣層，從而降低了醫用敷料的透氣性能。

從圖2可以看出，隨著麻賽爾纖維比例增加，醫用敷料的吸液倍率增大。這是由于麻賽爾纖維具有良好的吸水性能，能夠快速地吸濕、導濕。

圖2 纖維配比與醫用敷料吸液倍率的關系

從表1可以看出，麻賽爾纖維配比與醫用敷料的抗菌性成正比。這是因為在醫用敷料中起到抗菌作用的是麻賽爾纖維，麻賽爾纖維具有中空結構，能夠儲存空氣，使得大部分厭氧菌無法生存，具有良好的殺菌作用。因此，麻賽爾纖維含量越多，抗菌性能就越強。

2.2 熱風溫度對透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響

ES纖維是雙組分復合纖維，外層聚乙烯熔點為130℃，內層聚丙烯熔點為165～170℃［9］。本文選擇120～140℃之間五個水平的熱風溫度進行試驗。在麻賽爾纖維∶ES纖維=90∶10(質量比)，熱風定型時間為15 min的條件下，考察熱風溫度變化對于醫用敷料透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響，其結果分別見圖3、圖4和表2。

表1 纖維配比與醫用敷料抗菌率的關系

圖3 熱風溫度與醫用敷料透氣性的關系

從圖3和圖4可以看出，隨著熱風溫度的上升，醫用輔料的透氣性和吸液倍率逐漸減小。主要原因是在該工藝范圍內溫度提高改善了纖維表面熔融效果，使纖維間的黏結牢度增加。當成型溫度過高時，會使ES纖維熔融并失去纖維結構而形成結晶和取向均很差的薄膜結構，導致非織造布的透氣量進一步下降，同時阻止水分子在敷料中的滲透和傳導。

圖4 熱風溫度與醫用敷料吸液倍率的關系

從表2可以看出，隨著熱風溫度的變化，抗菌性能在一定的小范圍內呈現出波動性的變化，說明熱風溫度的變化對于抗菌性能幾乎沒有影響。這是由于醫用敷料中起抗菌作用的主要是麻賽爾纖維，在纖維配比不變時，各樣品的抗菌性能基本相同。

表2 熱風溫度與醫用敷料抗菌率的關系

2.3 熱風定型時間對透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響

在麻賽爾纖維∶ES纖維 =90∶10(質量比)，熱風溫度為120℃的條件下，考察熱風定型時間的變化對透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響，其結果分別見圖5、圖6和表3。

從圖5和圖6可以看出，醫用輔料的透氣性和吸液倍率隨著熱風定型時間的增加而變小。這是由于熱風定型時間長，導致非織造布內的ES纖維過度熔融而形成薄膜，使透氣性能降低，同時薄膜可以阻止水分在非織造布中的流動和傳導而使吸液倍率降低。

圖5 熱風定型時間與醫用敷料透氣性的關系

圖6 熱風定型時間與醫用敷料吸液倍率的關系

表3 熱風定型時間與醫用敷料抗菌率的關系

從表3可以看出，熱風定型時間的變化對于醫用敷料的抗菌性能基本沒有影響，只在一定的小范圍內呈現出波動性的變化，又一次說明醫用敷料的抗菌性主要是依靠麻賽爾纖維。

3 結論

(1)以麻賽爾纖維和ES纖維為原料制得的醫用輔料，其熱熔工序中的纖維配比、熱風溫度和熱風定型時間三個因素對醫用敷料的透氣性、吸液倍率和抗菌性能各有不同程度的影響。醫用輔料中麻賽爾纖維的比例增大，其透氣性減小，吸液倍率和抗菌性能增強;熱風溫度高、熱風定型時間長，醫用輔料的透氣性和吸液倍率變差，而對于抗菌性能基本沒有影響。

(2)綜合考慮透氣性、吸液倍率和抗菌性三項性能，在麻賽爾纖維∶ES纖維 =90∶10(質量比)，熱風溫度為120℃，熱風定型時間為5 min的條件下，制得的麻賽爾纖維醫用輔料的性能最能滿足臨床的要求。

［1］ 張并劬，伯燕，耿亮，等.多層復合針織醫用敷料產品開發［J］.上海紡織科技，2011，39(5):43-44.

［2］ 秦益明.黏膠長絲針織醫用敷料［J］.針織工業，2005(3):21-23.

［3］ THOMAS S.Wound management and dressings［M］.London:The Pharmaceutical Press，1990:96-97.

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［5］ 田素峰，馬君志，王東.麻賽爾綠色環保纖維［J］.針織工業，2009，10(10):31-32.

［6］ 方國平.麻賽爾纖維針織內衣產品的開發［J］.針織工業，2010，10(4):4-5.

［7］ 李緒明.無紡布用ES纖維的生產工藝探討［J］.合成纖維工業，2006，26(3):50-51.

［8］ 靳向煜，方苓.熱風非織造布工藝技術研究［J］.產業用紡織品，1998，16(7):19-21.

［9］ 王紅，斯堅.ES纖維的發展及在非織造布領域的應用［J］.非織造布，2008，16(2):37-38.