【新纖維】海藻纖維在醫療和防護紡織品中的應用

人們的環保意識不斷加強，21世紀 "綠色服裝"、"綠色消費"將主導世界紡織品和服裝潮流。合成纖維主要原料是石油，屬於不可再生資源，且生產中的高消耗、高污染等問題使得合成纖維面臨很大的壓力。因此各國都在花大力氣開發可生物降解，集自然與美觀、舒適與健康於一體的天然環保型新纖維品種。

21世紀將是海洋的世紀，對海洋資源的利用將進入更深的領域，預計到21世紀末人類從海洋藍色農牧場中收穫的"藍色食品"將超過陸地"綠色食品"。在紡織產業以誨洋生物蝦、蟹等甲殼為原料的甲殼質和殼聚醣纖維，因其各種優異的性能已在紡織業得到了廣泛的應用。近幾年海藻纖維因其各種優異性能在醫用領域得到了關注。、病毒在自由基盾上就被消滅。目前用此技術做出來的產品，抗菌、抗病毒效果是「世界第一等」，滅菌率一分鐘大於99.9%，堪稱是全世界最好的抗菌產品。

▲高吸濕醫用海藻纖維：

1944年，Speakman和Chamberlain就對海藻酸纖維的生產工藝作了詳細的報導，通過與海藻酸鈣進行離子交換，用多種金屬離子置換初生纖維上的鈣離子，從而製成諸如海藻酸鐵、海藻酸鋁、海藻酸銅等不同的海藻酸纖維。海藻纖維中G/M的比例不同，製備的海藻纖維的吸濕性會有很大的不同。M單元和多價金屬離子形成離子結合，鈣離子在溶液中易被鈉離子取代，成膠吸濕性大；而G單元與多價金屬離子主要形成配位和整合結構，與鈉離子交換比例小。現階段解決的主要辦法為製備鈣/鈉海藻纖維，或將海藻酸鈉與其它高吸濕原料(如羧甲基纖維素)進行共混紡絲。Masahiro Tachi製備吸濕性醫療敷料和繃帶，而且吸濕後可以隔絕或阻止細菌的進入，防止傷口的感染； Otsuka T，制的鋅/鈣海藻纖維，有明顯的抑菌效果和消腫效果。

▲抗菌、除臭醫用海藻纖維：

由於創傷病人的免疫功能下降，傷口在癒合過程中易被細菌等感染，易產生不愉快的氣味，嚴重影響傷口的癒合速度和治療環境。抗菌海藻纖維的製備主要是利用抗菌金屬離子 (如毒性低的銀離子)或生物降解性和相容性好的天然抗菌劑(如殼聚醣、蘆薈等)。異味去除主要採用物理法和覆蓋法。物理吸附主要是利用施加在纖維上的吸附劑的吸附作用，使異味分子從環境中轉移到織物上從而消除，常用的吸附劑有矽膠、沸石、活性炭、空心炭粒、氧化鋁等。掩蓋法是在紡織品上施加氣味比異味更為強烈的香味，以掩蓋異味，使人們感覺不到異味的存在，常用的主要是對皮膚刺激性小的香精，植物提取物等。

▲ 遠紅外醫用海藻纖維：

遠紅外線極易被水分子吸收，所以當遠紅外線照射人體時，就會發生吸收入、透射、反射過程，這一過程科學家稱之為"生物共振"。陳華光等採用紅外線照射傷口感染和潰瘍後所產生的內熱效應能調節人體生物電場及神經血管功能，使潰瘍病變部位組織血管擴張，微循環營養狀況改善，新陳代謝加快，減少細胞組織缺氧狀態，促進組織間炎性滲出物的吸收，從而增強組織的修復和再生功能，起到消炎消腫、止痛、減少滲透，促進肉芽與上皮細胞的生長，促進傷口癒合。在纖維加工過程中，添加遠紅外吸收劑可製得永久性遠紅外纖維。遠紅外添加劑可在紡絲工序中加入。

遠紅外纖維製備的具體方法是，把遠紅外粉分散於與成纖聚合物具有很好相容性的媒介物中，再與紡絲原液或聚合物熔體或溶體相混合進行紡絲。從纖維結構上可將遠紅外纖維分為兩類，一類是遠紅外粉在成纖聚合物截面上均勻分散的單一組成纖維，另一類是具有一個或多個芯層結構，或桔瓣形的複合纖維。因為海藻纖維是在室溫下採用濕法紡絲，可以將遠紅外陶瓷粉末直接加入紡絲液，在分散劑的作用下使其均勻分散，然後進行紡絲成型，從而製備具有促進傷口癒合功能的遠紅外海藻纖維。

▲調溫醫用海藻纖維：

燒傷、創傷病人因為體溫受外部環境影響很大，所以如何維持其體溫恆定受到人們的關注。利用調溫材料起到平衡溫度的作用，使溫度不會太高，也不會太低，還可以通過動態的氣候控制來調節材料內部的相對溫濕度。這類性質適合於繃帶和紗布等材料，因它能減少排汗，提高舒適感。所以將海藻纖維製成透氣且隨外界溫度變化的醫用敷料等會對傷口的癒合速度與效果都有很好的輔助作用。

▲電磁屏蔽、抗靜電海藻纖維：

高科技的電器產品如手機、電腦、電視機在給人們帶來便利和享受的同時，電磁輻射產生的問題也日益嚴重。為減少和避免電磁輻射對人體造成的傷害，電磁屏蔽織物的需求將越來越大。國內外現已研製出用塗層法、電鍍法及複合紡絲法製造的電磁屏蔽織物。

近年來多離子電磁屏蔽織物越來越引起人們的重視。多離子織物是當今國際最先進的第六代屏蔽電磁輻射材料，是目前屏蔽低、中頻段電磁輻射最先進的民用防護材料。多離子織物採用目前國際最先進的物理和化學工藝對纖維進行離子化處理，將有害的電磁輻射能量通過織物自身的特殊功能轉變成熱能散發掉，從而避免了環境二次污染，淨化了空氣。由於織物中含有大量金屬陽離子，可起到殺菌除臭作用，對皮膚無刺激，有助人體表皮微循環；同時具有防靜電、防部分X射線及紫外線等功能。由其製作的防護服不僅具有可靠的安全防護性，還具有優良的服用性。

▲ 阻燃海藻纖維：

因為海藻酸為多醣類大分子聚合物，聚合物燃燒時發生的熱分解主要為鍊式解聚和無規分解兩類，鍊式解聚是單體單元從鏈端或最弱鏈點相繼脫開，實質上是鍊式聚合的反演，通常稱為逆增長或解鏈，解聚反應在臨界溫度點發生；發生無規分解時，在鏈上任意位置發生鏈斷裂，生成比單體大的各種形狀的碎片。這兩類熱分解可以同時發生，也可以分別發生，但通常是同時發生的。

▲結論：

海藻纖維具有優異高吸水性、易去除性、成膠阻塞性、生物相容性、可降解吸收性以及環保的生產工藝，使其最易滿足醫用紗布的要求，因而作為紗布、敷料等在醫療中得到廣泛的應用。海藻纖維經過功能改性以後，製備的含銀離子及海藻酸/天然抗菌劑的抗菌纖維、吸附及香味除臭纖維、遠紅外輻射纖維和調溫纖維等功能性醫用海藻纖維，使得海藻纖維的市場份額越來越大；利用自身的阻燃性製造阻燃海藻纖維；利用海藻纖維的金屬離子吸附性製備電磁屏蔽和抗靜電防護纖維，為電磁屏蔽和抗靜電織物的製備開闢了新的思路。相信在不久的將來海藻纖維的研究會越來越引起人們的重視。

（資料來源: news.bioon2009.07.27）☺