抗菌型材料在醫療公共空間家具創新設計中的應用探索

羅媛　徐雯琪　陳振棟等

關鍵詞：醫療空間 公共家具 實地調研 抗菌型材料 自清潔

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2022）02-0011-03

一、研究背景

現有的醫療公共空間設計無論是在裝飾風格還是空間布局上都存在較強的疏離感，就診者在其中難免產生抵觸心理，這在新冠肺炎疫情期間尤為突出。如何使醫院給人們帶來更好的心理體驗，是當下學界一直在研究的課題。

從家具的角度來看，醫療公共空間作為一個特殊的場合，對其功能需求要求更高。近年來，新型功能材料在醫療公共空間的整體應用逐漸發展起來，通過材料來滿足功能需求的同時提升民眾的心理體驗成為一種高效解決辦法，例如北大婦兒醫院將具有防菌和耐磨特點的透光膜應用到了頂板的裝修設計中，西安、武漢健康管理中心使用了具有抑制細菌繁殖的功能的亞麻地板，以及新世紀婦兒醫院在家具材料中使用了具有耐沖擊、耐熱、硬度高、耐污和自清潔性好透光樹脂等。除在硬裝上對新型功能材料的應用之外，軟裝上關于清洗消毒的新型材料也備受關注，現已有研究針對病床的清洗消毒，將一種新型材料應用于床墊，具有整體清洗、速干且避免微生物積聚的特點。 筆者將從人群密集的醫療公共空間里如何盡可能減少病菌在設施表面的沾染與停留的角度，結合調研數據和材料特性，研究抗菌型材料在醫療公共空間應用，提出設計建議以其改善就診體驗。

二、醫療公共空間家具用材料及使用現狀

（一）材料應用情況。以現有研究的基礎可將目前醫療家具主要使用的材料分為人造板、塑料、金屬和軟性材料四類（有時還會使用人造石等）。

人造板在保留木材諸多特點的同時又克服了天然木材的缺陷，其性能大大優化，在綜合抗耐性、易清潔性和環保無害等方面表現良好;聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗稱有機玻璃或亞克力，這種塑料多被用于醫療家具領域，特點是強度大，耐腐蝕，表面光滑，絕緣性能和隔聲性都較好。而金屬尺寸穩定，具有良好的機械性能、加工性能，因此利于提高構件精度，使構件具有良好的互換性，同時，經過表面處理可以增強其性能并豐富外觀造型（在醫療家具領域使用較多的金屬為不銹鋼、電解鋼板和冷軋鋼板）。金屬因其易清潔、可控性，成為醫用等候椅應用最廣泛的材料，不過其缺點也同樣明顯——易給人帶來冷冰冰的觸感和心理感受，市場上的金屬家具產品大多通過增加座墊以及背墊的方式進行改善。軟性材料多選用紡織纖維及皮革，增加舒適感及設計感，其色彩鮮艷、圖案豐富;質地柔軟，富有彈性;吸音降噪，吸塵，保溫性能好，如圖1、2。

（二）醫療公共空間家具種類。適用于醫院室內外并符合醫務人員操作標準的一系列家具稱為醫療家具，其中醫療公共家具包括（1）坐具：如候診椅、診椅（凳）、輸液椅、輪椅、陪護椅（凳）、沙發等坐用器具;（2）臥具：如病床、監護床、平車（擔架車）等臥具器具;（3）配件設施：如病床隔簾、窗簾、垃圾桶、裝配式護士臺、藥品柜、護理車、餐車等。

三、醫療公共空間家具使用情況調研

為了解當前醫療空間公共家具的使用情況，收集人們的反饋意見，更好地為之后的設計方案做準備，項目組對北京大學第三醫院進行了實地調研。

（一）使用對象的主觀感受調研

1.調研目的：結合人們日常就醫的習慣，從主觀層面調查人們對于目前等候區及其坐具的使用情況和感受。

2.調研內容與方法：設計等候區座椅使用情況的調查問卷，并前往北京大學第三醫院進行實地走訪，在一樓取藥處以及每層樓不同科室（如婦產科、兒科、內科等）前的等候區處，采訪患者與陪護人員并填寫問卷表格，以調查患者和陪護人員目前就醫的基本情況、就醫過程中的習慣行為、基本環境調查、等候區坐具改進與建議等。本次調查共發放55份問卷，回收有效答卷55份。

3.結果分析，如圖3、4

就醫基本情況：如圖5、6從問卷結果來看，人們在等候就診的行為可劃分為三類：在休息區就坐、在科室附近走動或站定。其中，超過50%的候診者會選擇坐在醫院的公共座椅上休息。根據候診時間的長短，絕大部分就診者的候診時間超過半小時，就診者選擇在座椅上休息的機會增大，絕大部分人群與醫院公共區域的家具接觸密切程度較高。

項目組在對候診者地隨機采訪中進一步了解到，清潔衛生問題是人們最為關注的話題，以外與科室的距離和安全性也具有較高地關注度。等候區近1/5的受訪者對其衛生程度具有一定的抵觸心理，受訪者中，大多數人表示目前環境的衛生程度一般甚至較差，沒有達到預期，且醫療空間環境還有待提升。就診者在回家之后會主動進行清潔消毒工作，但仍有部分群眾防護意識不夠到位，這對目前特殊時期醫療空間的清潔消毒工作提出了更高的要求。

除此之外，醫院中與皮膚相接觸的地方最為人們所關注，對這一部分清潔衛生的調查和考量具有較高的研究價值。在對家具舒適度的調研中，考慮到就診時長，大部分人喜歡帶軟包的座椅樣式;不少人將舒適與衛生問題并重，偏好金屬帶軟包材質，易于清潔維護。

（二）實際使用情況的調研

1.調研目的：結合前半部分的主觀感受調研結果，從實際的客觀角度調研人們在醫療空間等候區中坐具的使用情況，為后續研究提供參考依據。

2.調研內容：觀察地點為北醫三院一樓取藥處和二至六樓科室等候區，每個樓層半小時，總觀察時長為3小時，以當前北醫三院就診患者與陪護人員為觀察對象，觀察人們在等候區時的坐姿，記錄人群肢體與座椅實際接觸情況。

3.調研方法：拍攝一張空白座椅作為空白模板，利用PS等軟件記錄人們除臀部以外，肢體觸碰座椅的點。利用Photoshop軟件將每位觀察對象設置為一個圖層，觀察時長三分鐘，期間記錄被觀察人手觸碰座椅不同部位的次數，利用紅點在圖中做好標記，觸摸時長表示為點的大小，觀察結束后進行結果匯總和數據整理，如圖7。

4.調研結論：結合實地采訪情況，超過50%的人在就診時會有陪護人員陪同就診，醫院公共家具的使用頻率較高。等候區座椅的使用情況與使用者的性別，年齡，等待時長都有很大關系。

對于醫院的共用家具，絕大部分人最不愿接觸的是扶手部位，其次為座面和靠背。對扶手椅進行有效接觸、即裸露皮膚接觸座椅的共105人，其中僅接觸座面與靠背11人，其余均接觸扶手。在實地觀察中，大部分人下意識摸到扶手后會在一定時間范圍內收回，總體接觸時間都較短;在取藥區休息時，使用者會利用扶手支撐手臂玩手機、交流等;在起立和坐下時會撐著扶手進行助力。通常年長者用手接觸座椅時間更長，接觸范圍更廣。觀察發現，當不存在裸露皮膚直接接觸座位時（衣物將皮膚與家具表明隔離）人們會在坐姿上顯得更加隨意，但是裸露的手部仍舊會盡量避免對于公共坐具的觸碰。

在對就診者主觀感受的調研問卷中，不同年齡層的人普遍反映，不愿意接觸或會盡量減少接觸座椅扶手。但實際使用情況顯示，在所有接觸部位中，扶手卻是高頻接觸點，說明該部分是大家不愿意觸碰卻又不得不使用的部位，因此對座椅扶手的改進十分必要。

現階段，人們對于醫院的消毒工作仍然處于低信任程度階段，對醫院的清潔衛生狀況有一定懷疑態度。在醫療公共家具的材料選擇上，使用易清潔的材料比不易清潔的材料更令大多數人有安全感。 這為項目組指明了研究方向：將具有自清潔作用的抗菌型材料運用到醫療公共家具中，或許可以在一定程度上改善人們的顧慮，使得休息區座椅更好地服務于人們的生活。

四、抗菌型材料在一般家具及醫療公共空間中的應用研究

細菌存在于自然界的各個角落，其中不乏對人類造成健康威脅的種類。醫療空間作為一個特殊的公共場合，復雜人群帶來各類細菌、病毒等微生物聚集，且很容易通過帶菌者呼吸、咳嗽、打噴嚏等各種途徑附著到地面、座椅、墻面上，大大增加人群感染幾率。醫院消毒殺菌工作的主要目的就是為了消滅環境中的細菌等微生物，以改善醫療空間衛生狀況。

通過多方面對比多種新型材料，在保證可行性的前提下，項目組希望能利用具有自清潔作用的抗菌型材料進一步提高醫療空間的衛生水平。因此，將著重關注抗菌型材料在醫院公共家具中的應用前景。

（一）抗菌型材料的定義及分類

1.抗菌型材料定義：抗菌型材料指本身能夠殺滅一定的細菌等微生物或者可以抑制這類微生物活性的材料。主要成分為抗菌劑，為某些霉菌、細菌等微生物高度敏感的化學成分。將少量的抗菌添加劑加入到普通材料中，便為抗菌型材料。

隨著科技的發展和時代的進步，人們對生活水平的要求逐步提高，除了滿足基本需求之外對生活環境衛生程度也越來越重視。為了降低細菌帶來的健康危險，開發抗菌材料逐漸成為二十世紀以來的研究重點。抗菌型材料作為一類具有殺滅和抑制微生物生長功能的新型材料，已經逐漸在各個領域嶄露頭角。將抗菌型材料加入生產、制成抗菌型產品具有廣闊的市場前景。

2.抗菌型材料分類：抗菌型材料分為有機抗菌型材料、天然抗菌型材料和無機抗菌型材料三大類。

（1）天然抗菌型材料：從天然動、植物體內提取的有機物質，具有一定的抗菌性能。包括多糖、多肽、糖肽聚合物等物質。由于其耐熱性差，安全性較難得到保證且加工水平有限，目前并未實現大規模市場化。

（2）有機抗菌型材料：以開發專效于生物分子為發展方向。該材料通過細胞壁和細胞膜、酶、遺傳物質等發揮抗菌作用。但目前研究表明，有機抗菌型材料作用時間短并可能對人類健康造成不利反應，反應條件極其有限，使用中存在嚴重的安全隱患。

（3）無機抗菌型材料：光催化型：TiO2光催化技術廣泛應用于抗菌材料研究領域;金屬離子型：指本身具備抗菌性能的離子或者包含這些離子的氧化物等附著在介孔氧化硅、活性炭等材料商制成的抗菌材料;復合型：由兩種及以上的無機抗菌材料結合在一起得到的復合型材料;銀型：銀顆粒和銀基化合物由于其獨特的光學、電化學、催化性和優異的抗菌性能受到極大的關注。

（二）抗菌型材料在醫療空間中的應用方式

目前在醫療空間中多應用無機抗菌型材料，其中又以添加TiO2或Ag+居多。以下是三種主要的材料結合方式。

1.附著表面-抗菌涂料：在普通涂料的生產過程中添加具有抗菌材料的抗菌劑，經過特殊工藝加工制成。傳統的抗菌涂料主要添加Hg和Pb等無機抗菌劑，其應用面積大，操作過程簡單，但這類金屬離子毒性較大，目前被暫停使用。新型抗菌涂料的無機抗菌劑主要為銀系和氧化物類，這些離子能從載體中緩慢釋放，能長久有效殺滅表面有害細菌。

2.一體成型-抗菌塑料：具有殺滅或抑制細菌生長繁殖的新型功能塑料，不僅具有廣譜高效的抗菌效果，且無毒無污染、化學穩定性好，在市場中脫穎而出，普遍應用于醫院器具、食品包裝、家用電器等領域，在凈化環境和安全防護性上具有重要意義。

3.外包內填-菌紡織品：不僅能增長家具的使用壽命，還能幫助消滅部分細菌，確保清潔衛生。目前市場上已經研發出具有光催化自潔抗菌的紡織品，其防止表面表現出優良的抗菌效果和自我清潔效果。除此之外，將對病原體表現出高抗菌活性的苦參乙醇提取物與用于靜電紡絲過程的聚合物溶液混合，合成的草藥提取電紡納米纖維對葡萄球菌顯示出99.99%的抗菌活性，可以有效控制空氣質量，應用前景非常廣泛。

五、對抗菌型材料在醫院公共空間家具中的設計建議

結合目前的抗菌型材料的發展和調研情況，對于人流量大的區域內設施，人們普遍存在較強的抵觸情緒和更高的清潔衛生需求。所以，醫療公共空間家具的設計應該首要著重于清潔衛生層次。目前醫療家具領域內TiO2光催化型的抗菌材料在綜合耐性及應用方式等綜合考量來看較為成熟。項目組成員在市場調研時了解到與其他常規殺菌消毒方法相比，TiO2光催化型的抗菌材料本身物理化學性質穩定，屬于安全物理消毒范疇;材料安全無毒，無刺激，無致癌、致畸、致突變等副作用，在殺菌過程中僅起到催化作用，自身不消耗，可以重復利用，后續使用成本低且不造成二次污染。將該材料運用到醫院公共家具上提供了理論支柱，降低了生產成本。

其次，在設計對象上，項目組成員發現現存的醫院公共空間家具使用最多的有兩類椅子，輸液椅以及等候椅。輸液椅上與人體直接接觸的地方一般為皮革材質，而等候椅使用金屬材料更多，較少會有皮質、布料出現。由于輸液椅與人體接觸時間長，接觸范圍廣，是一類很好的醫院公共家具改進對象。在前期調研中觀察到扶手處的高頻使用現象，因此在抗菌部位的選擇上可以從扶手處入手。對于不同形態和材質的座椅，根據其使用特點，運用不同形式的抗菌材料，例如在塑料作為單一材料的座椅扶手上應該采用一體成型式的抗菌型材料;在軟包上應該使用抗菌型織品，并結合附著型的抗菌型材料進行具體應用。

另外，考慮到就診時長和陪護人員的陪同需求，對于坐具的舒適性也應當予以考量。如以人坐姿狀態下坐骨結節點的高度為基準點，座椅高度經常定位在390～420mm，坐深、坐寬、靠背高度、靠背寬度、靠背彎曲程度、靠背傾斜度均會影響座椅的舒適程度。同時，要考慮到各種醫用家具的不同功能。人在使用過程中需要自由伸展，而在醫用家具中的行為范圍應該稍微大一些，否則會使人感到局限和不便。隨著醫用家具布局和用戶數量的變化，醫用家具的行為間距可以在一定范圍內進行多樣化處理。醫療家具針對使用群體和使用場所的特殊性，要關注和設計出基于人體工學的互動式家具，以人為本，更好地服務大眾。

目前，項目組成員正在思考如何將新型抗菌材料和家具造型結合起來，并提出“recover”椅造型，該椅形側視圖形似英文字母R，意為“recover，療養”之意，并且與人的擁抱形似，是醫院家具的人情味表達。在與新型材料的結合方式上，提出概念性想法：將新型材料置于扶手下方的隱蔽性盒子內，使用者在就座時將扶手上的覆面材質進行更替，使原先的扶手覆面材料進入盒內，原先在盒內已經浸染清潔材料的一面成為新的扶手表面，由此來達到清潔衛生目的，這種扶手表面覆膜的轉換原理就類似于“傳送帶”機制，如圖8。

其次，鑒于目前抗菌型材料在市場尚未被廣泛接受，我們在調研過程中也發現部分使用者僅僅出于不了解椅子的清潔情況而出現抵觸心理，所以在推廣應用的同時首先應該加大對大眾的宣傳和普及工作，在顯眼的位置進行標示增加人們對其的了解，同時確保對人體無害，并考慮對兒童孕婦的影響及使用成本（包括對于醫院是否愿意承擔相應費用、自清潔材料的有效時間與更換頻次等）。對于醫療空間公共家具，只有在擴大公眾的接受度和對醫療空間公共家具的信任程度的基礎上，才能進行進一步的設計完善和探索工作，從而使得醫療空間公共家具更好地服務于人們的生活，真正提升人們的服務體驗。

結語

近年新型功能性材料在各個領域都顯露出良好勢頭來，對于醫院這樣一個特殊的公共場合，將新型材料結合在醫療家具里，使其帶有“自清潔”等功能，將衛生問題從源頭開始扼制，提高其就診環境質量。醫院作為公共場所，人群流量大，人群畫像雜，每天不可避免地有大量細菌病毒傳播，擁有極大交叉傳染的風險。尤其在此次疫情之后，人們對于傳染性疾病在醫療衛生領域的關注度更高。因此，高效利用抗菌材料的自潔功能、提高醫院衛生條件、滿足更高衛生要求、有效減輕清潔消毒工作量將成為當前醫院公共家具設計與制造的未來發展趨勢。

現代家具創新設計已經成為材料與家具的多重設計，藝術與技術的雙重考量。設計師不僅要了解當今家具材料應用的發展趨勢，還要了解新型材料特性和表達語言，熟知各種材料、膠黏劑和涂料的工藝與表現，進而思考和探索醫療公共空間中家具設計的方法。

隨著時代發展，人們對物質生活水平的要求不斷提高，醫院作為人流量位居前列的公共場所，已不僅僅是提供醫學治療的簡單場所。除了能夠滿足基礎功能以外，醫院環境還需要開始注重空間的高情感和高人情味。在設計中強調人和家具與環境之間的協調關系，在醫療家具中增加人性化設計，將會增加患者與其家屬幸福感，增加醫院的人文關懷有利于為患者及其家屬營造積極的心理環境。從近幾年國內的家具展可以看出，多數參展家具均為普通民用家具，醫用家具還是家具行業的新興概念，近些年逐漸出現在大眾的視野中。[10] 有關領域的設計研究還有很大發展空間，醫療家具市場前景廣闊，尤其在經過此次疫情之后，相信該領域的發展將會越來越為人們所重視，未來醫療空間將會為更多人帶來優異的服務。