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关注创新纤维在大健康领域有何应用?

2021/10/9 13:35:00 来源: 评论(0)0

智能穿戴

  

  新冠肺炎疫情爆发以来,高质量应急防护新材料研发破题刻不容缓。应急防护用纤维作为急迫性、重要性、普适性并重的研究项目,受到了国家先进功能纤维创新中心、全国乃至k8凯发官方纤维及制品行业的广泛关注。为此,2020年3月,国家先进功能纤维创新中心和盛虹控股集团共同设立了“盛虹·应急保障与公共安全用纤维材料及制品科研攻关项目专项基金”,重点聚焦应急保障与公共安全用纤维材料及其制品相关的科研攻关项目的研发。经过一年多的研发,近日,国家先进功能纤维创新中心向大众发布了“盛虹·应急保障与公共安全用纤维材料及其制品科研攻关项目”最新研发成果。
  为详细推广宣传这些项目的研发成果,国家先进功能纤维创新中心联合《纺织服装周刊》开辟“先进功能纤维,为安全加码”系列报道,按照口罩类项目、防护用先进功能纤维与制品类项目、防护用创新性纤维与制品类项目,分3期详细报道项目研发的最新进展。
  新型冠状病毒的爆发无时不在提醒人们关注健康的重要性,除了“佩戴口罩”、“正确消毒”等防疫常规操作外,很多人也开始注意到日常生活中健康安全问题。健康的生活环境、发达的医疗保障体系成为现代社会的基本需求。而天生不爱循规蹈矩的先进纤维,也早已涉入医疗领域,在很多方面取得了显著成果。
  助力医疗领域实现智能化
  随着科学的发展,穿戴式监测设备引起了人们的兴趣,从腕表到配饰,再到有传感功能的服装,都可以实时监测个人健康信息。但是这些穿戴式监测设备有时也存在信号采集不稳定和穿戴不舒适的问题。江南大学纺织科学与工程学院联合深圳善行医疗科技有限公司,基于新型柔性传感织物电极研制了穿戴式心电监测服及其诊断系统,可用于重大传播疫情下人体心电监测,在国内首次实现了穿戴式服装的多通道心电监测,具有接近医疗级监测及预警功能,对于慢性心脑血管疾病患者和夜间睡眠呼吸暂停综合症患者的监控和及时预警和诊疗具有重大意义。

 

江南大学等单位研发的穿戴式心电监测服及其诊断系统
  据江南大学纺织科学与工程学院副教授、硕士生导师肖学良介绍,人体的很多慢性疾病,如心脑血管疾病等具有间歇性发作、瞬态异常的特点,需要长时间连续(12小时)监测患者的心电数据,该项目就可以作为预警或诊断的判断依据。另外,在特殊情况时,比如重大传播疫情发生时,医护与病患人员都要长时间封闭在防护服内,开发穿戴舒适和信号采集稳定的便携式监测装备更加至关重要。据了解,该系统最大的创新点在于构建了无扰“穿”式监测服及其系统的软硬件平台,在国内外尚属首创。其无扰功能主要源于建立了所用材料组分与心电信号采集和传输性能的基本关系,降低了电极与皮肤间的运动伪像和其他噪音干扰等。而且还从用户体检角度考虑,遵从平衡舒适性和信号采集稳定性的设计理念。
 

 

  新冠疫情爆发初期,各医疗单位对体外膜肺氧合器(ECMO)的需求暴增,但该设备的国产化却面临诸多制约,其中所用关键材料中空纤维膜(聚甲基戊烯PMP)技术我国尚未掌握。基于这样的情况,现代丝绸国家工程实验室(苏州)、苏州大学纺织与服装工程学院联合苏州贝彩纳米科技有限公司利用涂覆-浸没沉淀相转换法,制备了高强度和结构可控的中空纤维膜材料,为ECMO的国产化提供强有力的技术支撑。该技术已经完成产品原型设计,建成了一条120平方米的中空纤维生产线,产量达200平方米/天。

 

现代丝绸国家工程实验室(苏州)、苏州大学纺织与服装工程学院等单位研发的中空纤维膜材料
  东华大学也通过化学结构设计,制备了具有良好压力灵敏度的智能化聚酰亚胺纤维织物,可实现对人体不同关节部位运动等信号的监测,响应时间可达50ms,表现出较好的响应性。此外,该织物还具备良好的高力学性能、高稳定性。

 

东华大学研发的的智能化聚酰亚胺纤维织物
  C反应蛋白这个词,相信做过血常规检查的人都比较了解。与传统抽血检测C反应蛋白不同,武汉纺织大学基于纤维材料的交叉学科研究团队采用具有自主知识产权的纳米纤维分离过滤技术,研发出可实时监测用纤维基C反应蛋白传感材料以及相关器件,实现人体健康监测与快速炎症预警,避免突发性公共安全事件发送,为高性能生物传感器发展提供了重要的理论研究意义。
  高端医用纺织品研发力度加大
  众所周知,聚烯烃无纺布具有耐磨、透气性高、阻隔性强的优异特性,可应用于医用防护服领域,特别是聚乙烯非织造布制备的防护服被指定为抵抗非洲埃博拉病毒的专用防护服装。长期以来,全球聚乙烯无纺布唯有美国一家企业可以生产,且供应中国市场数量十分有限、供应周期长,无法满足国家应对重大安全卫生事件。针对这样的短板,中国科学院院士、东华大学材料学院院长、纤维材料改性国家重点实验室主任朱美芳带领研究团队与厦门当盛新材料有限公司经多年联合研发攻关完成瞬时释压纺微细纤维特种材料的研发工作,突破了国际公认高难度的技术壁垒,打破了国际市场50多年来该材料单一供应格局,成为全球第二家、中国首家掌握该技术的单位。

 

朱美芳团队研发的瞬时释压纺微细纤维特种材料制备的高端医用防护服
  2020年初新冠肺炎疫情爆发,医用防护服物资紧缺,同时常规防护服面料面临安全性、耐用性和舒适性的考验。在此背景下,朱美芳带领项目团队迅速启动瞬时释压纺微细纤维特种材料制高端医用防护服生产及抗疫应用,开发出高阻隔、高耐磨、高透湿安全防护材料,产品透湿量高于现行国标要求值近4倍,抗湿性达到5级,抗渗水性17.4kPa,抗合成血液穿透性达到4级,部分物化指标甚至超过了国外品牌公司。
  新冠疫情的爆发,暴露出我国医疗资源还比较缺乏,医用纺织品整体技术水平偏低、防护材料的品牌和标准建设尚弱于国际水平,低端同质化现象严重,功能性、专用性产品匮乏,高端生物医用纤维材料及制品市场基本被进口产品垄断等问题。
  针对这些问题,东华大学联合西南大学、上海公共卫生临床中心利用莱赛尔开发了一种全生物质的多级抗菌抗病毒的防护过滤材料。该材料相比传统聚丙烯熔喷布,具有原料自然环保、来源丰富、价格低廉、天然舒适、可降解等特点,且对于病毒和PM2.5等危害物有更好的截留效果。该材料有望作为石油基熔喷滤材的有益补充,对冠状病毒杀灭性能的检测体系有望发展为国家标准为织物抗冠状病毒特性改进提供理论及实验数据。

 

东华大学研发的全生物质多级抗菌抗病毒的防护过滤材料
  传统的医用防护材料多数是棉织物,但棉织物并不能真正阻隔病菌,其物理隔绝意义并不大,病菌依然可以通过微孔进入到内层,同时棉织物一旦潮湿便会形成适合病菌生存的环境,将更有利于病菌的传播。针对这样的问题,海斯摩尔生物科技有限公司采用纳米银和壳聚糖等具有抗病毒作用的材料对口罩、医用防护服用材料进行了抗菌抗病毒改性。据海斯摩尔董事长胡广敏介绍,利用该材料制备的口罩抗菌性能与现有防护材料相比病毒的抑制率明显提升,并能有效阻隔和防护潜在的病毒。 

 

海斯摩尔生物科技有限公司采用纳米银和壳聚糖对口罩、医用防护服用材料进行了改性 
  恒天生物基材料工程技术(宁波)有限公司联合泉州师范学院更是创新性地研发出了聚乳酸可循环使用的防护材料,该材料还融入荷叶结构理念,使得材料外层耐污易清洗、易护理、可反复使用。聚乳酸纤维本身具有可生物降解,且抑菌亲肤,是制备生物基可降解复合材料的基材。

 

恒天生物基材料工程技术(宁波)有限公司等单位研发出的聚乳酸可循环使用防护材料
责任编辑:第一时间
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