醫用防護服結構的優化設計

郝學峰，肖宏瑤

（內蒙古工業大學 輕工與紡織學院，內蒙古 呼和浩特 010080）

1 國內外醫用防護服的現狀分析

1.1 醫用防護服的現狀

醫用防護服是醫務人員進入感染區域所穿的防護性服裝，其作用是隔離病菌、有害超細粉塵、酸堿性溶液、電磁輻射等，保證穿戴人員的安全[1]。在各個國家和地區都有相應標準，國際上較通用的是美國NFPA標準和歐盟的EN標準，很多國家針對不同種類的醫用防護服建立了不同的標準，體系已較為完善[2]。現在市場上醫用防護服種類繁多，其中，政府疾控中心、衛生醫療機構、中心醫院較常使用的（一次性防護服）是膠條型醫用防護服，在一些疾控實例中（如 SARS、地震、甲型 H1N1流感、H7N9 禽流感等）均有使用。其次是針對不同場合使用的醫療防護服，滅菌型一次性醫用防護服和加強型膠條醫用防護服。我國自SARS疫情后逐步加大醫用防護服的生產和研發力度。“十一五”期間，生物醫藥衛生紡織品行業就被列入發展名單。“十二五”期間，醫衛紡織品被列為全國重點發展的產業項目并給予政策支持。“十三五”以來依舊保持13.6%的增速，尤其在“一帶一路”倡議下會繼續保持高速增長[3]。

1.2 醫用防護服主要存在的問題

世界各地頻繁爆發各類疫情使得醫用防護裝備的重要性越來越受到重視，我國近些年在這方面也做了一些調整和改進，但在實際應用時還是存在一些缺陷和不足，尤其在防護服裝結構和功能的設計上缺乏系統化研究。新型冠狀病毒的突襲，更加暴露了國內在這一領域研究的弱勢。無數的事實證明，有效的防護裝備能夠降低醫務人員的感染率[4]，這正是進行防護裝功能結構設計的關注點和依據。

傳統的醫用防護服常設計為寬松肥大的一體式結構，采用衣身、護目鏡、口罩、手套帽子和鞋子分開的設計，層層束裹，不僅透氣性差，時間過長的情況下臉部、手腕會形成深深的勒痕，嚴重的話會導致皮膚破裂。特別是工作時上衣、帽子、手套等結合處會突然出現分離，極大地影響了醫護人員的工作效率，使其存在被感染的風險。醫護人員在工作中長時間處于悶熱潮濕的狀態，對正常工作造成了極大的負面影響，不僅不能對人體起到保護作用，還會影響工作效率。尤其在疫情期間，病毒肆虐，由于防護服配套設施跟不上，導致醫護人員在搶救患者時被感染，有的甚至為此獻出了寶貴的生命。

2 防護服結構優化設計中的關鍵技術與創新之處

2.1 防護服結構優化設計中的關鍵技術

防護服的設計及開發是一個較新的領域，系統化的功能性結構設計有待深入研究和開發。在醫用防護服的結構優化設計過程中要將以下幾點作為關鍵技術突破。

（1）易穿易脫，密封性強。

（2）手腕處封閉性差，衣袖與手套結合處牢固度不高，劇烈活動易造成感染。

（3）連帽結構易造成頸部活動受限，需合理設計頸部結構線分配，適當松量。

（4）腳部連褲設計需考慮鞋底摩擦受力破損的可能性，解決局部加厚的密封性。

（5）腰部松量配置既不能太大，阻礙行動；也不能太小，束縛人體的正常運動。

（6）號型與尺寸規格設置，根據男體與女體的體型特點，細化尺寸規格設計，盡量滿足各類體型人群的需求。

2.2 創新之處

從醫用防護服的外觀、服裝結構、號型規格、功能性等方面進行研究，創新之處主要包括以下幾點。

（1）完善醫用防護服結構、規范號型規格以及功能。

（2）提高人體舒適度，增加服裝密閉性，合理配置結構參數。

（3）在充分發揮面料防病毒功能的基礎上，減少套件形式，簡化結構。

（4）局部設計更為合理，尺寸規格設置符合人體要求，突出美學功能性設計，舒緩醫務人員及患者的情緒。

3 醫用防護服結構的優化設計

醫用防護服結構的優化是以功能設計為重點，局部功能為設計主體，最大限度地達到設計的功效性能，強化防護服局部功能性的特定要求，達到比傳統性防護服更理想、針對性更強的防護目的。

3.1 開合部位的設置

病毒空氣傳播途徑主要通過口、鼻、眼等部位感染，所以穿脫時要重點防護，避免經面部引發的感染。在結構設計上不僅要嚴格密閉，也要保證穿脫便捷[5]。在防護服的結構設計上要從服裝的原理方面入手，前中位置、側縫位置、后中位置設置開合門襟，通過試穿尋求既安全又方便的結構設計方法。

3.2 松量與合體度的控制

在工作過程中，防護服既要滿足醫護人員常規動作所需的服裝松量，又不能因松量太大妨礙正常的行動。利用分割線、省道、褶锏等服裝造型結構手段實現防護服的人體活動量需求，使服裝更能適應動作機能需要。為了合身，可在后腰部進行褶裥處理，利用局部收緊或放松的方法滿足動作需要。

3.3 連體防護帽的設計

將防護服的帽子與護目鏡結合設計出新型連衣式透明防護面具，頭套的前側設置面罩，頭套的下方連接衣身結構。此項改進將徹底解決醫務人員長時間佩戴護目鏡和口罩會對面部形成極大創傷的問題，極大地提高防護服穿著者的舒適度。防護帽與護目鏡合為一體的頭部結構設計以人性化和功能性為出發點，既保證整體密閉又有適當的空間增加舒適度，合理設計帽子與衣片的連接方式，將口罩、眼罩的造型有機融合在頭部結構設計中，有效防護面部受感染。

3.4 強化袖口防護功能

防護服袖口是通過橡皮手套捆綁束縛防止手腕部位的病毒入侵。在工作過程中因頻繁抬舉、伸縮手臂，袖口與手套接口處很容易脫落，存在很大隱患。為此，應對袖口結構重新設計，在適當增加袖長同時改進袖口結構，便于手套固定，滿足手臂大幅活動所需余量。通過增強袖口與手套腕部的密閉功能，提高防護服的整體安全性能。

3.5 胸部身份牌的設置

防護服的嚴密性導致幾乎辨別不出穿著者的身份，給多位醫護人員協同工作帶來了很大的不便，為了便于及時找到特定職責的人員，只能將名字寫在防護服的前胸或后背。因此，設置胸牌不僅能規范崗位職能，還可以快速分辨醫務人員的身份[6]。

4 醫用防護服的發展趨勢

醫用防護服已被各個國家作為系統研究的重要領域，尤其以面料功能的保障性和結構設計的合理性作為研究重點。我國醫用防護服雖然起步較晚，卻呈現出快速發展的趨勢。高校和企業同步進行產品研發，防護性能從單一到復合方向發展。隨著紡織基柔性傳感器的發展，為醫用防護服的智能化提供了可能。紡織基材柔性傳感器是紡織材料和柔性傳感器的結合，紡織基材具有高柔性、彈性、低成本及結構多元多維化、高親膚性等特點，在其中結合電子、計算機等高新技術，能夠實現一體化的智能紡織品，在醫療監控領域有著極其廣闊的應用前景。