隨著醫療技術發展,生物醫用紡織品的應用越來越廣泛,同時生物醫學界越來越需要合適可靠的紡織品來制造產品,這對全人類征服疫情、確保健康生活具有重要意義。
生物醫學紡織品的結構形狀有很多,有直的、錐形的、擴口的以及分叉的血管分支結構等。它是一門講究細節、精益求精的技藝,由兩組纖維或紗線緊密交織、經過多種編織手段制成。生物醫學領域用的高質量紡織品結構具有尺寸穩定、縫合固定、強度高、抗斷裂及具有透水性和多孔性等特征。此外,它在兩個方向上都表現出較高的抗拉強度,具有與其他針織產品不同的低伸長性和高耐磨性。這些特性使其在生物醫學領域發揮著重要作用。
這里提及的是一種生物醫學編織管。巴利絲帶廠是這一領域的世界權威。他們能編織直的、錐形的、擴口或分叉等結構的生物醫學紡織品。這些結構特征是植入應用的先決條件,如缺少高耐磨性,其內部運動的磨損會使其出現故障或失效。其他特征對特定應用特別有效:高抗斷裂強度特性可使血管植入物承受血壓;尺寸穩定能使結構長時間維持其形狀;編織結構的低伸長性能確保該裝置達到預期目的;兩個方向上的高抗拉強度能保護裝置免受磨損;透水性和多孔性能使其承受血流持續帶來的強度,在生物紡織品中尤為重要;最后,高縫合固定性又使裝置在植入和恢復過程中固定在適當的位置。
綜上所述,生物紡織品的優勢在降低風險方面十分重要,而安全可靠正是生物醫學領域所追求的,因此許多裝置設計者都選擇生物紡織品而不是無紡品作為生物醫藥應用的選擇。例如彈性體管等材料就不具備相同的特性。
近年來醫學技術取得了巨大進展,有非常多的材料可供業界選擇,比如PET(聚酯)纖維,因其與人體的生物相容性,已在植入式裝置中使用多年。與之相反,PGA(聚乙醇酸)纖維的設計會隨時間推移而溶解,不能用于持久的植入式裝置。另有鎳鈦諾線,一種有“記憶”的金屬線,可用在需要金屬線形狀復原的應用中,有時也可與聚酯纖維一起使用。如此之多的材料可供業界選擇,為特定應用適當地選擇生物醫學纖維便由生物醫學裝置所需的性能來決定。此外,纖維在材料上有可吸收和不可吸收之分,在應用中這是很重要的區別。不可吸收纖維包括聚對苯二甲酸二醇酯(PET)、膨體PET(ePET)、聚丙烯、高模量聚乙烯纖維[光譜(Spectra?)和迪尼瑪(Dyneema?)牌纖維]、聚四氟乙烯(PTFE)、膨體PTFE、聚氨酯和金屬絲等。混合纖維是將不可吸收和可吸收纖維共同編織融合。憑借數十年的生物紡織經驗,業界能在其產品中使用單絲、復絲、混合纖維和金屬絲等。

在選擇纖維時還有一點很重要,即考慮其與特定醫療設備的相關風險,從而盡可能降低風險。美國食品與藥品管理局(FDA)根據對患者和/或用戶帶來的風險及醫療器械的預期用途,將醫療器械分為第一類、第二類和第三類。有高風險的為第三類,常用于維持和植入體內支撐生命,或有潛在的不合理患病或受傷風險。這類器械包括可植入起搏器、陰莖移植物、支架和血管移植物等??紤]到使用帶來的高風險,如縫合性差、血栓形成等,在應用中使用最佳纖維至關重要。
生物紡織品的設計和原型制作有一個復雜的過程,它不僅需要先進技術,還要掌握紡織纖維、紡織機械和紡織設計等方面的專業知識和技能。在專業設備上,梭織機能生產出完美的直管、分叉管、擴口管和錐形管以及所需的形狀。其他織造技術,如針織機和劍桿織機等,若沒有條紋和雙緯就無法制造這樣完美的直管或其他所需形狀的管。在醫療設備中任何缺陷都不允許,如斷緯、跳紗或斷經等任一問題都可能影響其性能。此外,設備尺寸也要極為精確,而自動梭織機恰能解決這些問題。這就是為什么,該領域需要準確選擇使用梭織機技術專門織造生物醫學紡織品的原因。
第三類醫療器械須在嚴格控制的無菌室中制造,因為這些設備存在相關風險。公司的質量控制專員也會在無菌室內監控操作,進行最終檢查。憑借這類制造環境和嚴格的質量把控流程,BRM紡織公司(Bally Ribbon Mills)在該領域捷足先登,領先世界生物醫學紡織業,它已通過國際標準化組織的ISO13485認證,可設計和制造醫療器械用的紡織組件。
在未來,生物醫學紡織應用將趨向于越來越先進且更加自動化的梭織技術,業界在這方面進行了不斷的嘗試和探索,目前取得的新進展包括電子元件和提花功能的結合(一種高度通用圖案編織系統,能生產大型復雜的設計和形狀)等。自動化程度的提高將生產出高質量的生物紡織品,確保未來幾年的最先進材料能夠滿足生物醫學應用的需求。
(據美國高級紡織資源網https://advancedtextilessource.com/2019/12/09/weaving-the-biomedical-structure/近期資料)