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[摘 要]综述了合纤长丝、单丝、梳理型非织造布、纺粘与熔喷非织造布、中空纤维膜以及高性能纤维复合材料在高端医用纺织品上的应用，指出了国内医用纺织品的发展现状。随着生物医用纺织品与聚合物纳米纤维进入组织工程与再生医学领域，将给医用纺织品技术带来新的发展机遇。
[关键词]合成材料；医用纺织品；生物相容性；过滤；渗透
中图分类号：TS106 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0101-01
目前，使用具有可吸收和生物活性聚合物制得的纤维织物，已在组织工程上使用。随着生物医学工程技术的进步，传统整形使用的硬件材料受到了巨大冲击。高性能纤维材料、先进的制造工艺和独特的织物结构设计正成为医用纺织品的选择。据纤维基医用制品厂家（如Biomedical—Concordia公司）的预测，医用纺织品在组织修复植入和再生医学领域有着巨大的应用潜力。这主要涉及如下几个方面：矫正整形手术，心脏血管手术，泌尿/妇产科手术，再生植入手术，普通手术等。
1 高端医用合成材料的纤维原料及织物种类
1.1 纤维原料
合成医用材料的纤维原料根据其在使用时是植入性材料还是非植入性材料可以分为可吸收纤维材料和非可吸收纤维材料。可吸收纤维材料有聚羟基乙酯（PGA）、聚L一乳酸（PLLA）以及PGA和PLA的共聚物（PLGA），其他共聚高分子，如聚已内酯（PCL）、三甲基碳酸酯（TMC）和聚乙二醇（PEG）等。非可吸收纤维材料包括PET、PP、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTRFE）、超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）等。
1.2 织物种类
1.2.1 非织造布
医用纺织品使用的非织造布种类涉及纺粘（SB）、熔喷（MB）和使用短纤维为原料的梳理型非织造布。
1.2.2 编织结构织物
编织物的规格包括：圆形实心带、中空无芯带、管状带、扁平型带和附加轴向纱的编织物等。
1.2.3 针织网材
针织网材采用平幅经编和圆机纬编工艺，编織纹路设计十分重要。医用制品对针织网材的性能，诸如平均孔隙尺寸、单位质量、厚度、撕裂强力、伸长、顶破强力、刚性和悬垂性等均有严格要求。针织网材较之于非织造布具有更好的弹性、扩展性能、回复性以及良好的撕裂强力，显示出较好的组织支撑能力。圆机织物的管状结构有较大尺寸适应性，其直径可膨胀亦可紧缩，有利于医用纺织品性能的发挥。目前针织网材已用于手术网、疝气修复、整型和化妆手术网等领域。
1.2.4 其他制品
一些厂家，如美国Concordia公司，有多年的纤维加工经验，可以根据用户和临床的要求，选择如变形纱、卷曲纤维、切断纤维、梳理纤维片等原料加工成适用的医用制品。
2 高端医用合成材料的用途
2.1 高性能单丝的医疗用途
2.1.1 动脉血液过滤器
动脉血液过滤器是在胸外科手术中，经过纯化、氧合、恒温的循环血液进入人体的最后一道过滤。因此说过滤器介质的选择和最适宜的设计，有助于降低病人的出血、血凝、炎症的发生和整个系统的供氧及pH值的控制。瑞士Sefar公司开发出用于心肺机的过滤介质，即“Medi FAB 07/40”系列。使用PET或PA单丝编织，织物结构孔隙为40um，空隙占有率25%，纱线直径为34um。“Medi FAB 07/40”过滤介质已在动脉血液过滤器中使用，在临床中作为—个暂时性的替代心肺功能的装置，以维持生命的体外循环系统。临床结果显示，“Medi FAB 07/40”具有良好的使用性能，主要表现在：最低的压力降，最小的启动灌注体积，装置外部尺寸小型化和制造成本可以被市场接受。与现有使用中的滤材，如非织造布、膜材料和复丝织物比较，单丝织物过滤介质更具有商业化价值。
2.1.2 透析器过滤介质
医用透析使用的泵过滤器，其作用是捕集循环系统中可能出现的颗粒状物质。该防护性过滤器结构通常采用直径50mm的圆盘形式的过滤介质，经硅质垫圈密封后配置于透析泵上。Sefar公司开发的新型过滤材料“Peaktex”，采用PEEK为原料，单丝直径为38—500 um，过滤材料为双层单丝织物，单位质量285 g/m2，厚度480um，空气透过率2000 m3/m2·h[2]。
2.1.3 医用可植入材料
PEEK单丝织物作为人体可植入材料，具有良好的挠性和耐磨性，特别是其生物相容性、稳定的化学结构，展现了良好的临床效果。目前已用于人体植入临床使用的PEEK单丝的强力在33—75 daN/mm，伸长为20%—40%，使用温度250℃，干湿态相对强力比为100%。
2.2 UHMWPE纤维在医用领域的使用
自2004年UHMWPE——Dyneema纤维用于医用缝合线以来，UHMWPE在医用领域的综合医疗性能越来越被人们所认识。作为新一代独具特色的医用材料，其特性主要表现在如下几个方面：①Dyneema Purity纤维是专门设计的、用做人体可植入的材料，纤维品质和生产工艺完全符合S010933/ISO13458的要求，并得到美国FDA认证；②单位体积的强度性能符合可植入材料制品微型化的条件；③Dyneema Purity纤维有较高的刚性，兼具十分良好的柔韧性，可在整型手术中有效地强化定位功能；④Dyneema Purity纤维的耐疲劳性和耐磨性好，具有长时间承载动态负荷的能力，适应心脏血管手术医用器具的性能要求；⑤Dyneema Purity纤维具有生物相容性，是理想的医用人体可植入材料[3]。
2.3 功能性熔喷非织造布在呼吸器上的使用
通过添加生物活性剂的方法，制取具有生物活性的熔喷纤维网，为呼吸器提供高效捕集微生物的过滤介质，对于人类抵御病菌源、健康防护具有重要的现实意义。波兰Lodz大学与国家劳动保护研究所合作开发了生物活性熔喷非织造布材料。该产品使用PP为原料。生物活性剂于螺杆挤压机的喂入区注入，熔体加热温度274—280℃，热空气温度295℃，热空气消耗量9 m3/h。生物活性熔喷非织造布材料的面密度为lO一200 g/m2，单丝直径2.43 um，其过滤吸附性能通过气溶胶一石脑油雾测试评估，吸附性能良好[4]。
2.4 纤维基增强复合材料在医用领域的应用
英国Invibio公司开发了两种PEEK新产品，其一为PEEK—Optim/碳纤维增强复合材料，另一种为具有影像对比度的PEEK—Optima/碳纤维增强复合材料。两种复合材料已用于人体植入、血管、骨骼修复等。PEEK—Optima/碳纤维复合材料具有十分良好的耐磨性能，与其他生物材料相比，其抗弯刚性更接近于人的骨骼，是整型材料的上佳选择。同时该材料亦表现出比较优良的外部负荷的均匀分布承载性能，以及应力冲击的弱化功能。此外，具有影像对比度的PEEK—Optima/碳纤维复合材料。由于注入射线阻隔添加剂，可以使用专门的方法，在手术后，通过观察植入物的部位。可观察修复部位状况，有效控制治愈的过程。PEEK—Optima碳纤维的复合增强系列产品可用于关节结合处、脊椎等部位的坏损修补。
结语
我国医用纺织品生产已初具规模，但低风险性产品占绝大比例，与高端医用纺织品研究开发非常薄弱的现状形成了鲜明的反差。鉴于高性能医用纤维制品涉及到原料、高聚物成形、纤维加工和医学工程设计等诸多学科，整个生产链很长，要全程技术引进显然是十分困难的。考虑到我国有全球最大的需求群体，靠进口或合资生产，是可以缓解一下需求上的压力，但终究不是长久之计，还是应该有—个可持续的技术进步理念。
参考文献
[1] 张鹃，等.PVDF中空纤维血液透析嚣研究[J].国际生物医学工程杂志，2011，34（2）：11-15.
[2] 杨夫全，李毓陵，等.人造血管水渗透率的理论探讨[J].东华大学学报，2011年12月，37（6）：23-27.
[关键词]合成材料；医用纺织品；生物相容性；过滤；渗透
中图分类号：TS106 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0101-01
目前，使用具有可吸收和生物活性聚合物制得的纤维织物，已在组织工程上使用。随着生物医学工程技术的进步，传统整形使用的硬件材料受到了巨大冲击。高性能纤维材料、先进的制造工艺和独特的织物结构设计正成为医用纺织品的选择。据纤维基医用制品厂家（如Biomedical—Concordia公司）的预测，医用纺织品在组织修复植入和再生医学领域有着巨大的应用潜力。这主要涉及如下几个方面：矫正整形手术，心脏血管手术，泌尿/妇产科手术，再生植入手术，普通手术等。
1 高端医用合成材料的纤维原料及织物种类
1.1 纤维原料
合成医用材料的纤维原料根据其在使用时是植入性材料还是非植入性材料可以分为可吸收纤维材料和非可吸收纤维材料。可吸收纤维材料有聚羟基乙酯（PGA）、聚L一乳酸（PLLA）以及PGA和PLA的共聚物（PLGA），其他共聚高分子，如聚已内酯（PCL）、三甲基碳酸酯（TMC）和聚乙二醇（PEG）等。非可吸收纤维材料包括PET、PP、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTRFE）、超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）等。
1.2 织物种类
1.2.1 非织造布
医用纺织品使用的非织造布种类涉及纺粘（SB）、熔喷（MB）和使用短纤维为原料的梳理型非织造布。
1.2.2 编织结构织物
编织物的规格包括：圆形实心带、中空无芯带、管状带、扁平型带和附加轴向纱的编织物等。
1.2.3 针织网材
针织网材采用平幅经编和圆机纬编工艺，编織纹路设计十分重要。医用制品对针织网材的性能，诸如平均孔隙尺寸、单位质量、厚度、撕裂强力、伸长、顶破强力、刚性和悬垂性等均有严格要求。针织网材较之于非织造布具有更好的弹性、扩展性能、回复性以及良好的撕裂强力，显示出较好的组织支撑能力。圆机织物的管状结构有较大尺寸适应性，其直径可膨胀亦可紧缩，有利于医用纺织品性能的发挥。目前针织网材已用于手术网、疝气修复、整型和化妆手术网等领域。
1.2.4 其他制品
一些厂家，如美国Concordia公司，有多年的纤维加工经验，可以根据用户和临床的要求，选择如变形纱、卷曲纤维、切断纤维、梳理纤维片等原料加工成适用的医用制品。
2 高端医用合成材料的用途
2.1 高性能单丝的医疗用途
2.1.1 动脉血液过滤器
动脉血液过滤器是在胸外科手术中，经过纯化、氧合、恒温的循环血液进入人体的最后一道过滤。因此说过滤器介质的选择和最适宜的设计，有助于降低病人的出血、血凝、炎症的发生和整个系统的供氧及pH值的控制。瑞士Sefar公司开发出用于心肺机的过滤介质，即“Medi FAB 07/40”系列。使用PET或PA单丝编织，织物结构孔隙为40um，空隙占有率25%，纱线直径为34um。“Medi FAB 07/40”过滤介质已在动脉血液过滤器中使用，在临床中作为—个暂时性的替代心肺功能的装置，以维持生命的体外循环系统。临床结果显示，“Medi FAB 07/40”具有良好的使用性能，主要表现在：最低的压力降，最小的启动灌注体积，装置外部尺寸小型化和制造成本可以被市场接受。与现有使用中的滤材，如非织造布、膜材料和复丝织物比较，单丝织物过滤介质更具有商业化价值。
2.1.2 透析器过滤介质
医用透析使用的泵过滤器，其作用是捕集循环系统中可能出现的颗粒状物质。该防护性过滤器结构通常采用直径50mm的圆盘形式的过滤介质，经硅质垫圈密封后配置于透析泵上。Sefar公司开发的新型过滤材料“Peaktex”，采用PEEK为原料，单丝直径为38—500 um，过滤材料为双层单丝织物，单位质量285 g/m2，厚度480um，空气透过率2000 m3/m2·h[2]。
2.1.3 医用可植入材料
PEEK单丝织物作为人体可植入材料，具有良好的挠性和耐磨性，特别是其生物相容性、稳定的化学结构，展现了良好的临床效果。目前已用于人体植入临床使用的PEEK单丝的强力在33—75 daN/mm，伸长为20%—40%，使用温度250℃，干湿态相对强力比为100%。
2.2 UHMWPE纤维在医用领域的使用
自2004年UHMWPE——Dyneema纤维用于医用缝合线以来，UHMWPE在医用领域的综合医疗性能越来越被人们所认识。作为新一代独具特色的医用材料，其特性主要表现在如下几个方面：①Dyneema Purity纤维是专门设计的、用做人体可植入的材料，纤维品质和生产工艺完全符合S010933/ISO13458的要求，并得到美国FDA认证；②单位体积的强度性能符合可植入材料制品微型化的条件；③Dyneema Purity纤维有较高的刚性，兼具十分良好的柔韧性，可在整型手术中有效地强化定位功能；④Dyneema Purity纤维的耐疲劳性和耐磨性好，具有长时间承载动态负荷的能力，适应心脏血管手术医用器具的性能要求；⑤Dyneema Purity纤维具有生物相容性，是理想的医用人体可植入材料[3]。
2.3 功能性熔喷非织造布在呼吸器上的使用
通过添加生物活性剂的方法，制取具有生物活性的熔喷纤维网，为呼吸器提供高效捕集微生物的过滤介质，对于人类抵御病菌源、健康防护具有重要的现实意义。波兰Lodz大学与国家劳动保护研究所合作开发了生物活性熔喷非织造布材料。该产品使用PP为原料。生物活性剂于螺杆挤压机的喂入区注入，熔体加热温度274—280℃，热空气温度295℃，热空气消耗量9 m3/h。生物活性熔喷非织造布材料的面密度为lO一200 g/m2，单丝直径2.43 um，其过滤吸附性能通过气溶胶一石脑油雾测试评估，吸附性能良好[4]。
2.4 纤维基增强复合材料在医用领域的应用
英国Invibio公司开发了两种PEEK新产品，其一为PEEK—Optim/碳纤维增强复合材料，另一种为具有影像对比度的PEEK—Optima/碳纤维增强复合材料。两种复合材料已用于人体植入、血管、骨骼修复等。PEEK—Optima/碳纤维复合材料具有十分良好的耐磨性能，与其他生物材料相比，其抗弯刚性更接近于人的骨骼，是整型材料的上佳选择。同时该材料亦表现出比较优良的外部负荷的均匀分布承载性能，以及应力冲击的弱化功能。此外，具有影像对比度的PEEK—Optima/碳纤维复合材料。由于注入射线阻隔添加剂，可以使用专门的方法，在手术后，通过观察植入物的部位。可观察修复部位状况，有效控制治愈的过程。PEEK—Optima碳纤维的复合增强系列产品可用于关节结合处、脊椎等部位的坏损修补。
结语
我国医用纺织品生产已初具规模，但低风险性产品占绝大比例，与高端医用纺织品研究开发非常薄弱的现状形成了鲜明的反差。鉴于高性能医用纤维制品涉及到原料、高聚物成形、纤维加工和医学工程设计等诸多学科，整个生产链很长，要全程技术引进显然是十分困难的。考虑到我国有全球最大的需求群体，靠进口或合资生产，是可以缓解一下需求上的压力，但终究不是长久之计，还是应该有—个可持续的技术进步理念。
参考文献
[1] 张鹃，等.PVDF中空纤维血液透析嚣研究[J].国际生物医学工程杂志，2011，34（2）：11-15.
[2] 杨夫全，李毓陵，等.人造血管水渗透率的理论探讨[J].东华大学学报，2011年12月，37（6）：23-27.