智能醫用紡織品研發一瞥

文/陳萬瑜

智能醫用紡織品是由多種學科綜合開發的高智能化的紡織品，在醫療衛生領域具有巨大的前景和市場應用潛力。無論是臨床診斷、手術、治療、康復、替換還是人體衛生、保健和防護等方面，其用途日益廣泛，尤其是在系列智能醫用紡織材料的變色與變形創新設計上。

新型智能敷料——讓病情變化“顯而易見”

醫用敷料，是體外治療用常見的藥物紡織品。傳統敷料可能給病人帶來不必要的換藥痛苦和傷口感染可能。而智能變色織物的出現，提供了更加溫和的解決方案。

加拿大阿爾伯塔大學和日本九州大學研究的智能敷料主要采用了染料變色技術。當敷料液體pH值＞7.3，酚紅指示劑染料即顯示患者存在傷口感染或慢性皮膚病。為防止影響敷料的可靠性和時長，研究人員改變了染料特性，加入海藻酸/聚丙烯酰胺水凝膠基質并與共價鍵相結合，旨在獲取更為準確的比色結果，也為后期電路印刷鋪平道路，研發理想的智能柔性襯底。

瑞士聯邦材料科學測試與開發研究所(EMPA)的科技實驗室研究人員設計了一種由配對丙氨酸離子組成的材料，這是一種用于傷口檢測的潛在熒光染料，它能為檢測傷口pH值提供新型的工具。一方面，它無毒，用它讀取的pH值更精確；另一方面，其搭檔銨鹽苯扎不但抗菌力強，還能提高丙酸銨的疏水性。因此，在液體順利滲入仿生膜和敷料的時候，酸堿度的測定不受干擾。

紡織技術邂逅記憶合金——重現生命之光

目前，形狀記憶合金（SMA）已被發現有50多種，主要分為鐵基SMA、銅基SMA和鎳鈦合金（NiTi）三大類。鎳鈦合金植入紡織材料后憑借其無可比擬的優點可產生超強彈性、耐蝕性以及良好的生物相容性，不僅能產生與眾不同的效果，甚至可植入醫用材料，成為廣泛應用于人體器官或組織的替代物。而怎樣才能發揮記憶合金的最大潛能呢？紡織設計就能給出巧妙的答案。NiTi利用紡織技法呈現出復雜結構，經研究它可造就強大的性能，能滿足不同醫療產品的要求。

在微創領域，由NiTi制成的醫療器械，不斷出現突破和創新。羅馬尼亞克拉約瓦大學和克拉約瓦醫藥大學的研究團隊，將鎳鈦SMA在微創介入中的應用視為研究焦點。他們希望通過獨特的設計，外科介入器械實現最小化，對人體的影響和生理干擾也能降到最低。

在骨科醫療技術領域，紡織設計也大有可為。治療脊柱側彎的形狀記憶間隔器可避免矯形后出現骨折、神經損傷等嚴重并發癥。在漫長的術后恢復期里，患者骨骼無需牽引矯正或石膏固定就能康復。因為間隔器墊片提供可隨時隨地承受緩沖和負載的支持，其原理正好與間隔織物類似。而多孔鎳鈦合金，則是記憶合金和紡織技術催生的新型骨科植入物。狀如海綿的結構可為新骨成形階段的體液輸送定制了理想的孔隙。不僅如此，它還具有和人體骨骼一樣的抗壓強度和負載力。

記憶合金在醫用紡織領域最重要、最突出的貢獻應該是它在心血管手術中的應用。“西蒙濾波器”，就是率先利用鎳鈦記憶合金對抗心血管疾病的例子。這種濾波器在冷卻后變形的馬氏體狀態下通過導管置入血管，然后利用人體體溫慢慢膨脹為昔日“記憶”的形狀，達到預期的療效。

另一家稱為Secant的公司研發的“血管裝置”采用了紡織原理中的編織、針織和紡織工藝，其結構具有靈活性，它非常適用于神經與血管系統的干預手術。這家從20世紀40年代中期開始設計紡織結構的企業，70多年來一直致力于技術創新，如今他們已把醫用紡織作為發展重點。通過利用針織、機織和編織技術，創新研發系列最先進的智能醫用設備。

前景展望——創新為持續發展提供硬核動力

新型醫用紡織的設計與研發實際上也激發了更多層次和領域的創新。美國一家名為塔馬拉的公司（Tamarack Habilitation）研發出一款產品，名為“GlideWear”，這是一種低摩擦的醫用織物技術，起初被用來保護截肢患者與假肢間脆弱的皮膚和軟組織；后來卻在申請醫學專利后被創造性地應用到特殊服裝制造和醫學運動領域。它還有其他功能，即強化摩托車和自行車騎行頭盔的保護功能。

據統計，全球醫用技術紡織的研發風起云涌，市場前景十分可觀。未來幾年，它將保持較高的復合增長率。但是，現有的醫用紡織品產業因醫用品存在污染風險且缺乏有效的回收利用，因此在一定程度上阻礙了研發和推廣。

以上創新的技術將有助于解決過去未能解決的難題，且將帶動整個產業迸發新的活力和機遇。作為我國戰略新興產業的一部分，只有提高生物醫用紡織材料產業自主創新的能力，特別是高端智能產品的研發，才能更好迎接全球醫用紡織技術市場的機遇和挑戰。