智能、預警、便捷，先進創新纖維開啟健康醫療新時代

郭春花

新冠肺炎疫情的爆發無時不在提醒人們關注健康的重要性，除了“佩戴口罩”、“正確消毒”等防疫常規操作外，很多人也開始注意到日常生活中的健康安全問題。健康的生活環境、發達的醫療保障體系成為現代社會的基本需求。而天生不愛“循規蹈矩”的先進功能纖維，也早已涉足醫療領域，在很多方面取得了顯著成果。

助力醫療領域實現智能化

隨著科學的發展，穿戴式監測設備引起了人們的興趣，從腕表到配飾，再到有傳感功能的服裝，都可以實時監測個人健康信息。但是這些穿戴式監測設備有時也存在信號采集不穩定和穿戴不舒適的問題。江南大學紡織科學與工程學院聯合深圳善行醫療科技有限公司，基于新型柔性傳感織物電極研制了穿戴式心電監測服及其診斷系統，可用于重大傳播疫情下人體心電監測，在國內首次實現了穿戴式服裝的多通道心電監測，具有接近醫療級監測及預警功能，對于慢性心腦血管疾病患者和夜間睡眠呼吸暫停綜合癥患者的監控、及時預警和診療具有重大意義。

據江南大學紡織科學與工程學院副教授、碩士生導師肖學良介紹，人體很多慢性疾病，如心腦血管疾病等具有間歇性發作、瞬態異常的特點，需要長時間連續（12小時）監測患者的心電數據，該項目就可以作為預警或診斷的判斷依據。另外，在特殊情況時，比如重大傳播疫情發生時，醫護與病患人員都要長時間封閉在防護服內，開發穿戴舒適和信號采集穩定的便攜式監測裝備更加至關重要。據了解，該系統最大的創新點在于構建了無擾“穿”式監測服及其系統的軟硬件平臺，在國內外尚屬首創。其無擾功能主要源于建立了所用材料組分與心電信號采集和傳輸性能的基本關系，降低了電極與皮膚間的運動偽像和其他噪音干擾等。

新冠疫情爆發初期，各醫療單位對體外膜肺氧合器（ECMO）的需求暴增，但該設備的國產化卻面臨諸多制約，其中所用關鍵材料中空纖維膜（聚甲基戊烯PMP）技術我國尚未掌握。基于這樣的情況，現代絲綢國家工程實驗室（蘇州）、蘇州大學紡織與服裝工程學院聯合蘇州貝彩納米科技有限公司利用涂覆-浸沒沉淀相轉換法，制備了高強度和結構可控的中空纖維膜材料，為ECMO的國產化提供強有力的技術支撐。

東華大學也通過化學結構設計，制備了具有良好壓力靈敏度的智能化聚酰亞胺纖維織物，可實現對人體不同關節部位運動等信號的監測，響應時間可達50ms，表現出較好的響應性。此外，該織物還具備良好的高力學性能、高穩定性。

C反應蛋白這個詞，相信做過血常規檢查的人都比較了解。與傳統抽血檢測C反應蛋白不同，武漢紡織大學基于纖維材料的交叉學科研究團隊采用具有自主知識產權的納米纖維分離過濾技術，研發出可實時監測用纖維基C反應蛋白傳感材料以及相關器件，實現人體健康監測與快速炎癥預警，避免突發性公共安全事件發生，為高性能生物傳感器發展提供了重要的理論研究意義。

高端醫用紡織品研發力度加大

眾所周知，聚烯烴無紡布具有耐磨、透氣性高、阻隔性強的優異特性，可應用于醫用防護服領域，特別是聚乙烯非織造布制備的防護服被指定為抵抗非洲埃博拉病毒的專用防護服裝。長期以來，全球聚乙烯無紡布唯有美國一家企業可以生產，且供應中國市場數量十分有限、供應周期長，無法滿足國家應對重大安全衛生事件。針對這樣的短板，中國科學院院士、東華大學材料學院院長、纖維材料改性國家重點實驗室主任朱美芳帶領研究團隊與廈門當盛新材料有限公司經多年聯合研發攻關完成瞬時釋壓紡微細纖維特種材料的研發工作，突破了國際公認高難度的技術壁壘，打破了國際市場50多年來該材料單一供應格局，成為全球第二家、中國首家掌握該技術的單位。

2020年初新冠疫情爆發，醫用防護服物資緊缺，同時常規防護服面料面臨安全性、耐用性和舒適性的考驗。在此背景下，朱美芳帶領項目團隊迅速啟動瞬時釋壓紡微細纖維特種材料制高端醫用防護服生產及抗疫應用，開發出高阻隔、高耐磨、高透濕安全防護材料，產品透濕量高于現行國標要求值近4倍，抗濕性達到5級，抗滲水性17.4kPa，抗合成血液穿透性達到4級，部分物化指標甚至超過了國外品牌公司。

疫情的爆發，暴露出我國醫療資源還比較缺乏，高端生物醫用纖維材料及制品市場面臨著被進口產品壟斷等問題。

針對這些問題，東華大學聯合西南大學、上海公共衛生臨床中心利用萊賽爾開發了一種全生物質的多級抗菌抗病毒的防護過濾材料。該材料相比傳統聚丙烯熔噴布，具有原料自然環保、來源豐富、價格低廉、天然舒適、可降解等特點，且對于病毒和PM2.5等危害物有更好的截留效果。

傳統的醫用防護材料多數是棉織物，但棉織物并不能真正阻隔病菌，其物理隔絕意義并不大。針對這樣的問題，海斯摩爾生物科技有限公司采用納米銀和殼聚糖等具有抗病毒作用的材料對口罩、醫用防護服用材料進行了抗菌抗病毒改性。據海斯摩爾董事長胡廣敏介紹，利用該材料制備的口罩抗菌性能與現有防護材料相比，對病毒的抑制率明顯提升，并能有效阻隔和防護潛在的病毒。

恒天生物基材料工程技術（寧波）有限公司聯合泉州師范學院更是創新性地研發出了聚乳酸可循環使用的防護材料，該材料還融入荷葉結構理念，使得材料外層耐污易清洗、易護理、可反復使用。