2016年11月11日 星期五 09:15:33
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疫情當前,醫用防護材料知識科普

發表時間:2020/2/4

截至2月2日24時,全國共確診新型冠狀病毒肺炎17205 例,死亡361例,治愈475例,共有疑似病例21558例。為防止疫情繼續擴散,醫用口罩成為人手必備的物品。對于戰斗在一線救死扶傷的醫護人員而言,醫用口罩、醫用一次性防護服等醫用防護裝備更是保障他們安全的必備物資。對于醫用防護材料,你了解多少呢?下面讓我們一起了解一下醫用防護材料的知識。


醫用防護材料標準


自2003年“非典”爆發以后,如何確保醫務人員的安全,避免醫院內的交叉感染成為人們的關注點,各國紛紛開始制定了專門針對醫用防護服的標準,包括:2003年美國醫療器具開發協會(Associationfor the Advancement of Medical Instrumentation,AAMI)組織制定的適用于評價衛生用防護服裝的阻隔性能的標準AAMI PB 70;NFPA制定的適用于醫療急救防護服的標準NFPA 1999;2004 年歐洲標準委員會(Europe Committee for Standardization,ECS)制定的標準EN 13795;2004年ISO組織制定的標準ISO 16542。除此之外,加拿大等國家和國際組織也相繼發布了相關標準。我國也制定了針對醫用一次性防護服技術要求GB 19082 — 2009、紡織品 — 手術防護用非織造布標準GB/T 38014 — 2019、針對醫用防護口罩的標準GB 19083 — 2010,以及針對耐久型防護服性能評價的WSB58(中國人民解放軍總后勤部衛生部標準)等。


AAMI PB 70標準規定的手術衣/手術鋪單防水屏障等級


常見口罩執行標準對比及分析


醫用防護材料性能要求


醫用防護材料的基本要求是阻隔微生物、阻水、透氣、防靜電等。臨床應用防止醫護人員在診療、護理過程中被病人所攜帶的病菌以接觸等方式感染;也要防止醫護人員自身攜帶的微生物污染病人,特別是手術和其它的無菌操作過程,防止污染,起到雙向防護的作用。同時在滿足正常使用的情況下要保證穿著者的舒適性安全性能要求等。


因此,對醫用防護材料的總體要求是:


(1)能有效阻隔微生物、顆粒物質和液體;

(2)具備一定的透氣舒適性,且經過多次洗滌、消毒處理后,能保持足夠的完整性及耐用性,阻隔效果還能滿足規范的基本要求;

(3)具備一定的抗撕裂和抗磨損性,不脫絮、不產塵;

(4)高防護材料須具備一定的抗化學試劑的性能;

(5)復用次數高,具有良好的性能價格比。


聚酯長絲三層復合醫療防護材料結構示意圖及其防護作用


無微孔透氣防病毒布料示意圖


非織造醫用防護材料


由于污染及危害大部分是通過空氣或液體傳播的,傳統的紡織防護材料由紗線織造而成,相對來說紗線較粗,導致產品的阻隔性能不好,嚴重影響了其防護性能。其次,傳統的醫用防護材料一般是棉織物經過后整理而成的,其加工工藝復雜,流程及周期較長,用于醫療防護材料成本較高。而且傳統的紡織防護材料經過高溫滅菌消毒之后重復使用,處理費用相對較高;在使用過程中需要反復洗滌,棉織物布面脫落的絨毛會成為細菌粒子的傳播載體,使傷口進一步感染。此外,隨著生活水平的提高,人們對這種重復使用的產品心理上會產生一定的抵觸情緒,對高溫滅菌消毒的效果存在疑惑,因此傳統的紡織防護材料逐漸被一次性的非織造防護材料所替代。


聚酯長絲 3 層復合材料加工生產的高防護手術衣


非織造醫療防護材料的制備技術


1、紡粘非織造技術

紡粘法非織造材料由聚合物切片原料直接熔融紡絲制備而成,在生產過程中不添加任何化學粘合劑和其他物質,所選用的聚合物材料本身對人體無害,所以在醫療衛生領域的應用越來越廣。雖然紡粘法非織造材料作為防護材料其強度和舒適性能滿足要求,但是在阻隔性能上相對弱一些。針對這個問題,世界各國都在借鑒熔噴法的超細纖維技術,采取一定的措施使紡粘法非織造纖維既具有一定的強度,又能保證形成超細纖維,因此,細旦化紡粘技術已經成為紡粘技術的一大研究熱點。


應運而生的是雙組分紡粘水刺技術,由此技術生產的產品在普通圓形纖維的基礎上進行開纖,目前常用16瓣和32瓣的噴絲孔,因此開纖后纖維直徑非常細,且截面為契形而非圓形,經水刺開纖后產品外觀和柔軟度與紡織品非常相似,其阻隔性能相對比普通的紡粘或水刺非織造材料好,因此可用于醫療防護材料。


雙組分紡粘纖維截面及電鏡表面圖


2、熔噴非織造技術

熔噴法最大的特點是纖維非常細,直徑只有幾個微米,經自身粘合之后結構蓬松,孔隙率高,平均孔徑小,具有非常好的阻隔性能。因此,用于醫用防護材料其阻隔性能優于紡粘和水刺非織造材料。但是,由于制備過程中沒有較長的冷卻牽伸區域,而是靠室溫進行冷卻,因此產品的強度和耐磨性不高。


3、SMS復合技術

介于上述紡粘非織造材料阻隔效果不好、熔噴非織造材料強度不高的特點,有人利用紡粘布的強力和耐磨性將其作為表層,利用熔噴布的阻隔性能將其作為芯層制備了SMS復合非織造材料。考慮到生產投資及成本的問題,目前SMS復合技術可以分為在線復合、離線復合和一步半法復合三大類。其中在線復合是將紡粘和熔噴生產線組合在一起,投資最高,但是制備的產品性能最好,可以制成很薄的產品,熔噴材料的比例可調,材料的透氣透濕性能和阻隔性能都非常好,是非常理想的醫用防護材料。離線復合是將所制備熔噴布和紡粘布再進行二步復合,單獨的兩種產品不能做得太薄,而且都需要經過固網,復合之后產品也不能做得太薄,雖然阻隔性能非常好,但是透氣透濕性能較差,可以應用于對透氣透濕性能要求不高但是對阻隔性能要求高的防護材料。一步半法改善了離線復合透氣透濕性能差的問題,但是成本比在線復合低,生產的產品性能較好,可以用于醫用防護材料。


在線SMS原理示意及SMS產品結構


4、水刺非織造技術

對于短纖維經過梳理成網再水刺固網的非織造材料,雖然在柔軟貼膚、吸濕透氣等服用性能上占有很大的優勢,但由于阻隔性能較差,只能做一般的醫用材料,防護性能不是很好。


英國利茲大學開發的門把手防交叉感染水刺非織造材料


5、閃蒸非織造技術

閃蒸法非織造布以高分子量聚乙烯(PE)為原料,二氯甲烷為溶劑,在二氧化碳的高壓保護下高速由噴絲孔噴出,溶劑迅速揮發后絲條固化,再經牽伸形成超細纖維,通過靜電分絲鋪置在成網簾上形成纖網,然后熱軋加固而成。相比SMS,閃蒸技術由于采用的溶液紡絲方法成形,溶劑為可揮發性有機溶劑,回收比較困難,在空氣中濃度較高容易引發爆炸事故;此外,在生產過程中,纖維的紡絲速度控制非常困難。目前該技術被美國DuPont(杜邦)公司壟斷,其閃蒸法產品Tyvek制成的防護服結合了防護性、耐用性和舒適性,可保護工人免受小至微米級顆粒的傷害,但是成本相對較高。


閃蒸非織造布的原理


閃蒸非織造材料及其防護服


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