文永奋 中国纺织科学研究院
前言
随着科技经济的发展,人们对健康的关注越来越多。然而,经济的发展人口急剧膨胀造成地球环境日益恶化,已对人类健康构成威胁,目前,全球一半以上的人生活在亚健康状态。提高人类健康水平,必须从多方面入手,开发保健纺织品已提到日程上来,因人们在生活中衣、食、住、行都离不开纺织品,开发能对人体有医疗、保健、保护作用,净化环境、改善、调节人体某些功能的纺织品不仅有利于人类社会,也为企业开发新产品提供了新思路。预计到2010年,全球功能性保健纺织品的市场将从目前的600亿美元增加到750亿美元,日本的抗菌制品每年销售额就达6000亿日元。纺织品通常分为三大类:服装、装饰及产业用。过去我国纺织业主要精力用于服装用料的生产,以解决“温”的问题。通过近十多年来的发展,我国纺织业在调整产业结构方面,正在大力开发包括医用材料的产业用纺织品。在传统的纺织行业的升级换代中,正在与各种学科相结合,引进当代各领域先进的技术,不断拓宽新的应用领域。其中,医用及保健纺织品将有较好的开发前景。
前景广阔的医用及保健纺织品
自从人类开发了纺织品,便用于保护人身的健康,如包扎伤口等。我国传统医药中的“狗皮膏药”即为中药与纺织品良好结合的典范。近代医院常用的口罩、手套、鞋帽、手术衣、手术巾、护士服、病房卧具、绷带、纱布等都在逐步升级换代,或是向一-次性、用即弃发展,或是采用抗菌整理,避免交叉感染。近几年由于化工、化纤技术的发展,高技术的纺织品正在用于人造器官,如人造皮肤、人工骨、人工肌腱、人造血管、药物载体、药物控释等,还可作为可吸收纱布、可吸收缝合线等。在非典期间,我国自行研制的可阻隔病毒的防护服也曾在抗非典中起了一定作用。
当前开发的医用及保健类纺织品、服装的品种有:各种医疗及护理用纺织品、各种抗菌防臭防螨纺织品、远红外类促进微循环的服装及改善睡眠的床,上用品、可产生负离子保健纺织品、磁疗纺织品、护肤纺织品、加有铌钇矿石微粉具有温泉效应的纺织品、香味纺织品、维生素服装、抗紫外线服装、冬暖夏凉面料、防静电服装、防微波及防辐射纺织品、止痒内衣、防冻疮鞋袜、高弹防静脉曲张袜、运动员防护及康复用品、光降解防污自洁类纺织品等。
在医用及保健纺织品中,最先进的是智能型纺织品及服装,虽然这种智能目前还达不到能思维运算的阶段,但其已有反应及处置能力,对外界环境变化具有刺激感知和反应功能,可简单模仿生命系统,适时调整自身的种或多种参数。如随着外界环境变化而自动改变颜色的隐身服,可传输人体生理信息的保健服,即在服装内装有特殊的传感器及发射器,可随时将人体信息自动测量、记录、传输,并根据指令进行处理。国外研制的一种带 有信息系统的服装,可以测量、记录、传送30多种生理信息,如心率、血压、呼吸节奏、体温、湿度等的自动测量、记录、传输,并根据指令进行处理或调整等,出现异常可及时报警。在服装上安装无线传感系统、全球定位系统等可及时监控环境和人体的状况,为老人、儿童、弱智、痴呆、残疾人员、战地士兵及工作人员配备,可及时了解他们的生理信息。此外还有自动调节温度的“空调服”、可进行自动止血、止痛的急救服、破损后有修补功能的“自修复”服装等。
1.保健纺 织品的研发途径
1.1开发研制新型纺织原料。在天然纤维中,有不少品种本身就具有保健功能,如大多数麻类纤维本身就有抑菌、除臭、防紫外线功能。其中产自我国西北地区的罗布麻其纤维洁白、柔软、滑爽,含有黄酮类化合物、蒽醌、强心苷、氨基酸等化学成分,具有清火、利尿、降血压功能,据上海一些医院鉴定,用含量在35%以上的罗布麻纤维制作的服饰系列具有抑图:降压,平喘、降血脂等功效。近年来我国开发的竹纤维间样有抑菌.防臭功效。一些蛋白质纤维 也具有一定的保健功能,如蚕丝、牛奶纤维等对皮肤有一定的保护作用,英国利兹大学纺织技术中心指出羊毛纺织品也具有很好的保健功能,并用数学模型来评价羊毛的医用和保健性能,研究表明,羊毛比其他纤维具有更加复杂的自聚集纳米复合结构,具有吸湿放热.内湿外干、高弹隔热等特性,可用于医用填料、被、褥等。羊毛被可调节人体热量、降低心脏跳动速率、改善睡眠舒适性。
在化学纤维方面,当前应用较广的是甲壳素纤维和海藻纤维。甲壳素纤维是从蟹、虾壳或蚕蛹等昆虫中提取的一种纤维。甲壳素被现代科学誉为继糖、蛋白、脂肪、维生素、矿物质之后的第六生命要素,是一种含氮多糖类物质,根据分子结构不同,又分为甲壳质、几丁质、甲壳胺、壳聚糖。这类高聚物具有较好的生物相容性及生物降解性,对人体无毒,是种理 想的医用生物材料。甲壳素在大自然中每年生物合成量高达数干亿吨,是一种取之不尽、用之不竭、用途广泛的再生资源,其保健功效为提高人体免疫力、减缓机体丧老等。用这种纤维能制成可吸收手术缝纫线,人造皮肤、止血棉、止血纱布、过滤材料等。这种数料用于手术后创口、体表溃疡、褥疮、烧烫伤等可促进创面愈合。用甲老素与其他纤维混纺做成的衣物具有相造、保护皮肤功效。此外,利用从海藻中提炼的海藻纤维同样可作为卫生敷料,可被人体吸收。
1.2对常规纤维产品进行改性处理
化学改性:在高聚物聚合时与有保健功能的成分进行共聚而生成一种功能共聚体, 再进行纺丝.即制得功能性纤维。如将阻燃、抗菌、防紫外线等功能的物质与高聚物共聚,便得到这种高聚物的阻燃、抗菌、防紫外线、负离子纤维。物理改性:主要是向高聚物纺丝原液中掺入功能剂、微胶襄和分散剂,均匀混合后纺成纤维,是一种较简便的生产保健功能纤维的方法,如远红外纤维、香味纤维等。
1.3采用新型纺丝技术。采用复合纺丝技术可生产极其柔软、比表面积较大的超细纤维及内外功能不一的皮芯纤维 。采用分型技术,可使改变纤维表面形态,增加及吸湿、透气功能。最近较热门]的电纺丝技术(高压静电纺丝技术)可生产纤度为纳米级的纤维,用胶原质、几丁质、聚乳酸、聚乙交酯、聚已内酯等电纺出的纤维可做人体组织支架,用来制造人工骨、人造血管、人造神经、药物载体、药物控释等。
1.4采用后整理的方式赋予织物功能性。用功能性整理剂对纺织品进行后整理,可赋予纺织品新的功能。如将维生素、中药制剂及功能性助剂加人到纺织品,使其具有保健功能,如抗菌防紫外线等。也可采用复合法及涂层法对织物进行处理,如用聚四氟乙烯(PTFE)膜与纺织品复合并经处理后可制“非典"防护服,该产品还可拒水、拒血污、耐化学试剂、阻隔气溶胶病毒、抗菌、阻燃、防静电并且透湿、舒适、耐洗、耐消毒。用TPU与纺织品复合,也可得到类似的效果。日本钟纺公司将苯海拉明等抗组织胺药物做成微胶囊,加入到纺织品中,当人们摩擦织物时,会使胶囊破裂,药物释放后会起到止痒作用。日本富士纺公司开发了一种穿在身上即可吸收维生素C的纤维加工技术,并把该维生素C复配纤维“V-UP"用于T恤衫。该新技术是把种叫作“Provitamin ”的助 剂固着到织物上,该助剂溶解于人体皮肤表面分泌出的皮脂中而由皮肤表面吸收,再由人体内的酶转化成维生素C。处理的织物没有任何味道,手感也不受影响。维生素C具有美白、防皱等功能,因此可实现较高的附加值。重量约200g的T恤衫,可含约两个柠檬含有的维生素 C的剂量。
1.5多种工艺综合处理。日本可乐丽公司将种低融点亲油物质渗人纺丝液中,纺出改性纤维,用这种纤维做成的织物再浸人含有药物的油溶液中,使纤维中亲油成分吸附药物而形成药物功能。如分别将薄荷醇、水杨酸甲酯、消炎痛、奋乃静、布洛芬、保泰松、苯酮苯丙酸等多种药物渗人纤维中,使织物具有消炎、镇痛功效。此外,该公司还将硝酸t甘油类药物加人到纤维中做成背心、长裤、短裤、袜子等,可用于治疗和预防冠心病、心绞痛、心肌梗塞等心肌缺血性疾病。
2.医用及保健纺织品的忧虑与困惑
2.1对保健纺织品的机理有待加深探讨在对保健纺织品的保健机理目前中医和西医界有不同的说法,医务界也有不同的看法,如远红外线对促进微循环的机理、负离子的保健功能、磁性材料对人体的影响、电磁波对人体的危害、紫外线的剂量与人体健康、细菌与疾病的关系及其防治、皮肤对纺织品的反应等。
2.2对保健纺织品及纳米材料的负面效应研究不多。任何一项新技术、新发明除了为人类带来好处外,都有可能带来一些 副作用,功能性纺织品也不例外。如在普通纤维中加入另外一些功能性材料后,会影响它的机械、物化性能。有的专家指出,目前很多推荐的抗菌剂显示的都是近期效果,缺少安全测定,这类纺织品般直接与皮肤接触,抗菌剂往往通过汗液等作用进人皮肤,其长期积累,缓慢作用,后果难以预测。对纳米材料的应用同样有此疑虑。如果这些长期作用得不到明确答复,将影响保健纺织品的进一步 推广。
2.3对功能性纺织品的实际效果尚待进一步考核。对于保健类的纺织品很难定性、定量证明它的保健作用。尤其是对保健类的纺织品在其功能的测试方面尚无科学的方法。有些项目如改善微循环、增加负离子后对人体健康的影响,尚待进一步 考核。对保健纺织品的长期效应尚待进一步 论证。有的纺织品的功能因人、因地区、因气候而异,对其适用人群也有待进一步说明。
2.4对功能性纺织品的评价、表征、标准缺乏统-一认识。日前,我国多数功能性化纤及保健纺织品就其功能的评价、表征及标准还没引起足够的重视。同一个检测项目,不同地区有不同的检测标准及方法,其测试结果也不相同。可喜的是,已有数个项目正在制定统-的标准 。对于保健纺织品的评价方法,中国保健协会已经就睡眠系统进行了系列科学、严谨的评价,探索了一条可行之路, 为企业及消费者提供了良好的咨讯信息。
2.5炒作过头与市场开拓的关系未能恰当处理。我国纺织、服装市场上对功能性纺织品时而炒作过头,商家互相效仿,时而遭遇寒流价格猛跌,保暖内衣大战就是很好的例子。某些科研和小规模生产企业,往往很难在开发功能保健纺织产品上得到效益,经常是一哄而起 ,众败俱17。而真正高附加值、确有其效的医用及保健纺织品开发的较少。
3.发展保健纺织品的健康之路
3.1加强保健纺织品功能的基础研究,近几十年,我国纺织工业发展虽快,但由我国自己研制、有自主知识识产权的项目屈指可数,无论是新品种、新工艺、新设备、新技术,绝大多数都是引进或嫁接的,纺织行业创新能力较弱已是多年在在的老问题。随着科技体制的改革.虽然可以减少-些公务人员的支出,但科研单位改成企业后,首先面临的是生存问题,企业必须有利润才能生存。而凡是高新科技项目,都具有风险高、投资多.周期长、难度大的特点。而当前大多数国有、合资、民营企业不可能有长远眼光和实力去投人高科技纺织品的研制与开发。今后随着企业的不断调整壮大,及国民经济整体的提高,应鼓励引导企业界、金融财贸系统对高科技、多功能纺织领域加大投人,特别是要加强基础研究。政府有关决策部门也应有战略眼光,应制定相应的优惠政策鼓励发展具有医疗、保健作用的高新技术产业。
3.2建立多学科、多领域、多系统的联合与合作。前几年,我国科研及纺织企业开发了不少医用纺织品.如可吸收止血纱布、可吸收缝纫线、人造皮肤、人造血管、人造神经、人工骨等,虽然在局部范围内也得到试用,但由于制造者不懂医,使用者又不了解材料的性能和加工工艺,所以大范范围推广较慢。在众多保健类纺织品的兴衰中,由于对这类纺织品真正的保健机理不清楚,时而妙作过头.时而不敢切入,也使得商家,顾客、媒体都蒙在鼓里不知所措。如可发射远红外线、防紫外线、防微波、抑菌防臭、负离子等纺织品对人体的作用缺乏医务界人士的研究论证.因而说服力不强。近几年,国外研制了大量医用、保健类纺织品,如含维生素服装.减肥服装、具有传感功能的智能服装、强度高、防蠕变的纤维增强骨架固定装置,超保暖透湿服装等。今后开发这类服装及纺织品,都需要有医务界人士参与方能真正实用。目前,正大量应用于医疗系统的一次性看护、护理用品、病房用品、外科手术用品和病理检查防护用品,如防SARS、防X射线、防激光、防微波、防中子等防护服,都需要与内行联合,共同开发研制。
3.3建立科、工、商、媒的链接。在市场经济的环境下,产品如何进人市场,把多年来的科研成果转化为经济效益,过去是科研院所的弱项,通过近年来的改制,虽有所起色,但很多成果都是院里开花院外香。因此,科研部门应千方百计将自己的科研成果尽早产业化,不仅做出原料,而且要做成最终产品,并尽早引导和占领市场。同时也要争取媒体的支持,特别是对功能性纺织品,不能过分炒作,要科学地宣传功能的原理、作用,同时也要一分为二,要将副作用讲清楚,每种保健产品的适用人群及不良反应都要注明,让消费者能正确选用。
医疗及保健纺织品,即使产品做出来,但要从试验室到动物、人体、市场要有一个较长的过程,要过重重关卡,耗费巨大人力、财力。对于这类纺织品的表征.检测、标准.评价更需要各有关部门支持,对于我国自行研究开发的技术与产品,要保护好知识产权,让种树人也能乘凉受益。
3.4制定全面的产品与测试标准。为了对医疗及保健纺织品的使用者、消费者、经营者负责,首先要制定医疗及保健纺织品的产品标准,以保证该产品对使用者有益无害。同时要建立科学、严谨的评价与检测体系但这-任务仅靠一家或- -个 系统很难完成,应该建 立跨行业、跨系统的协作网,制定大家都能认可的检测方法及使用统的仪器设备,最后由权威机构进行认证,发放吊牌。同时要加强行业管理、避免鱼龙混杂恶性竞争。
4.结束语
开发医用、保健纺织品有广阔的市场前景,但必须加强多学科、多领域、跨行业的协作。特别是要将医疗、保健与纺织行业密切结合,取长补短,开发确实具有医疗、保健功能的纺织产品,把我国传统的中医药及其理论用于保健纺织品的研制,创建具有中国特色的医用和保健纺织品及品牌。同时要制定科学、严格的检测和评定标准,真正为人类健康事业做出更大的贡献。