謝其雪　付譯鋆　勞繼紅　王　璐

1. 東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620；2. 東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620

?

紡織基傷口清創(chuàng)材料的纖維抽拔力研究

謝其雪1,2付譯鋆1,2勞繼紅1,2王璐1,2

1. 東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620；2. 東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620

摘要：為研究紡織基傷口清創(chuàng)材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)與纖維抽拔力的關(guān)系，選擇6種不同絨密和底布紗線股數(shù)的試樣。采用拆解法測(cè)定每種試樣的單位質(zhì)量、含絨量和底布質(zhì)量；采用圖像處理技術(shù)測(cè)定每種試樣底布的未充滿系數(shù)和孔隙率；測(cè)試每種試樣的纖維抽拔力。結(jié)果表明：紡織基傷口清創(chuàng)材料的纖維抽拔力與絨密、底布紗線股數(shù)都有一定的相關(guān)性。底布紗線股數(shù)相同時(shí)，絨密越高則纖維抽拔力越大；絨密相同時(shí)，底布紗線股數(shù)越多則纖維抽拔力越大。

關(guān)鍵詞：紡織基傷口清創(chuàng)材料， 絨密， 底布紗線股數(shù)， 未充滿系數(shù)， 孔隙率， 纖維抽拔力

隨著現(xiàn)代交通與高層建筑的迅速發(fā)展，意外創(chuàng)傷的發(fā)病率逐年增加，創(chuàng)傷正日益成為現(xiàn)代社會(huì)的第一大公害[1]，因此，探尋科學(xué)有效的創(chuàng)傷治療方法已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的重要研究課題。清創(chuàng)是一種傷口處理技術(shù)，是傷口護(hù)理過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其目的在于去除影響傷口愈合的異物、腐肉及失活組織[2-4]。目前臨床常用的清創(chuàng)方法有手術(shù)清創(chuàng)、機(jī)械清創(chuàng)、自溶清創(chuàng)、生物清創(chuàng)及聯(lián)合清創(chuàng)等[5]。

本文研究的紡織基傷口清創(chuàng)材料是一種新型清創(chuàng)材料，是經(jīng)針織工藝制成的緯編絨織物，其以滌綸短纖和長(zhǎng)絲為原料?？椢镉傻亟M織和絨纖維兩部分組成，絨纖維位于地組織的正面，絨纖維的根部與地組織編織在一起[6]。這種紡織基傷口清創(chuàng)材料絨面平整、毛長(zhǎng)挺立豐滿、手感柔軟蓬松、質(zhì)地厚實(shí)有彈性；此外，還具有良好的生物相容性、柔韌性、透氣性、尺寸穩(wěn)定性，以及超高的吸水性、無(wú)毒性[7]。將其用于擦拭傷口，不僅可清除傷口內(nèi)的異物及壞死組織，達(dá)到清創(chuàng)效果，還可以大大降低清創(chuàng)過(guò)程中患者的疼痛感。

但絨織物的結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致傷口清創(chuàng)時(shí)，正面絨纖維因沾染血液或壞死組織而發(fā)生脫落，遺留在傷口中引發(fā)傷口感染。因此，紡織基傷口清創(chuàng)材料纖維的牢固性成為該材料能否投入使用的關(guān)鍵。紡織基傷口清創(chuàng)材料纖維的牢固性是指在傷口清創(chuàng)時(shí)，絨纖維抵抗外力而不發(fā)生脫落的能力。目前尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可直接用于測(cè)試紡織基傷口清創(chuàng)材料纖維的牢固性，而對(duì)于針織毛絨材料，現(xiàn)有的方法主要是通過(guò)計(jì)算材料在摩擦處理前后的質(zhì)量差，即絨纖維的損失量，表征其纖維牢固性[8-9]。但實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)，絨纖維的損失量較小，計(jì)量起來(lái)難以精確。因此，根據(jù)紡織基傷口清創(chuàng)材料的臨床使用特征，以及為了更加精確地表征材料中纖維的牢固性，本文采用纖維抽拔力[10]來(lái)量化該性能。

纖維抽拔力是指單根纖維從底布中抽出所需的力[11]。本文將利用該力的大小評(píng)價(jià)紡織基傷口清創(chuàng)材料纖維牢固性的優(yōu)劣。通過(guò)選擇不同絨密和底布紗線股數(shù)的紡織基傷口清創(chuàng)材料，測(cè)試材料的纖維抽拔力，探討紡織基傷口清創(chuàng)材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其纖維抽拔力的影響。

1試驗(yàn)

1.1試樣

選用6種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的紡織基傷口清創(chuàng)材料用于本文的研究，試樣結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

1.2試驗(yàn)儀器

XQ-1A型纖維強(qiáng)伸度儀(上海新纖儀器有限公司)、Nicon SMZ 745T尼康體視顯微鏡(北京中儀光科科技發(fā)展有限公司)、FA1004電子天平(上海天平儀器廠)、絨板、剪刀、鑷子、分析針、刻度尺等。

表1　6種試樣的結(jié)構(gòu)參數(shù)

1.3指標(biāo)測(cè)試及表征

1.3.1質(zhì)量指標(biāo)

參照FZ/T 01033—2012 《絨毛織物單位面積質(zhì)量和含(覆)絨率的試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)[12]，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，采用拆解法對(duì)6種紡織基傷口清創(chuàng)材料試樣進(jìn)行單位質(zhì)量、含絨量和底布質(zhì)量的測(cè)定，即測(cè)量單位面積紡織基傷口清創(chuàng)材料的質(zhì)量、絨纖維的質(zhì)量和底布紗線的質(zhì)量。

測(cè)定方法：6種紡織基傷口清創(chuàng)材料各隨機(jī)剪取100 mm×100 mm試樣3塊，按照GB/T 6529—2008 《紡織品 調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》標(biāo)準(zhǔn)[13]，將每塊試樣在溫度20 ℃、相對(duì)濕度60%的條件下進(jìn)行調(diào)濕平衡。測(cè)量每塊試樣的實(shí)際長(zhǎng)度和寬度，各測(cè)3次， 計(jì)算平均值作為試樣的實(shí)際值，精確至0.1 mm。 稱取每塊試樣的質(zhì)量，精確至0.000 1 g。使用鑷子、分析針等工具小心拆解試樣，并對(duì)收集到的絨纖維和底布紗線分別進(jìn)行質(zhì)量稱量。

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下紡織基傷口清創(chuàng)材料的單位質(zhì)量、含絨量和底布質(zhì)量分別按式(1)～式(3)進(jìn)行計(jì)算：

(1)

(2)

(3)

式中：M、Mr、Md——紡織基傷口清創(chuàng)材料的單位質(zhì)量、含絨量和底布質(zhì)量，g/m2；

m、mr、md——測(cè)得的試樣質(zhì)量、絨纖維質(zhì)量和底布紗線質(zhì)量，g；

L、W——試樣的實(shí)際長(zhǎng)度和寬度，mm。

1.3.2底布緊密程度

采用未充滿系數(shù)、孔隙率作為評(píng)價(jià)紡織基傷口清創(chuàng)材料底布緊密程度的指標(biāo)。

未充滿系數(shù)(δ)反映了針織物在相同密度條件下紗線細(xì)度對(duì)其稀密程度的影響，其用線圈長(zhǎng)度(L′,mm)與紗線直徑(d,mm)的比值表示[14]：

(4)

測(cè)定方法：

(1) 測(cè)試樣準(zhǔn)備。在6種不同結(jié)構(gòu)的紡織基傷口清創(chuàng)材料試樣上各隨機(jī)剪取3塊尺寸為10 cm×10 cm的小樣，并拆除中心2 cm×2 cm范圍內(nèi)的絨纖維[圖1(a)]。

(2) 圖像采集。采用Nicon SMZ 745T尼康體視顯微鏡對(duì)得到的小樣進(jìn)行拍照[圖1(b)]。

(3) 計(jì)算未充滿系數(shù)。利用Image J軟件對(duì)采集得到的圖像進(jìn)行線圈長(zhǎng)度和紗線直徑的測(cè)量，計(jì)算試樣未充滿系數(shù)。未充滿系數(shù)值越大，說(shuō)明在相同密度條件下，針織物的孔隙越大。

孔隙率(P)由面積法表征，其物理意義是孔隙所占面積(Sk,m2)與織物所占面積(S,m2)的百分比[15]：

(5)

測(cè)定方法：

(1) 測(cè)試樣準(zhǔn)備和圖像采集，具體同未充滿系數(shù)的測(cè)定方法。

(2) 圖像處理。采用Image J軟件對(duì)采集得到的圖像進(jìn)行閾值分割，得到二值圖像[16][圖1(c)]。

(3) 計(jì)算孔隙率。利用軟件分析得到的孔隙所占面積和織物所占面積，計(jì)算試樣孔隙率。

圖1　圖像處理方法

1.3.3纖維抽拔力

采用XQ-1A型纖維強(qiáng)伸度儀測(cè)試紡織基傷口清創(chuàng)材料單根絨纖維從底布中抽拔時(shí)所需的最大力值。

具體測(cè)試方法：

(1) 在試樣上隨機(jī)選取10塊尺寸為4 cm×2 cm的測(cè)試樣；

(2) 將測(cè)試樣沿縱向折疊，并保持絨纖維向外；

(3) 利用纖維強(qiáng)伸度儀，上夾持器夾持一端系有張力夾的細(xì)線，張力夾夾持絨纖維，下夾持器夾持織物(圖2)，上下夾持器距離為50 mm，拉伸速度為20 mm/min；

(4) 每塊測(cè)試樣測(cè)試10根纖維，即每種試樣測(cè)試100根，并記錄抽拔力的數(shù)值。

圖2　纖維抽拔力測(cè)試示意

2結(jié)果與討論

2.1質(zhì)量指標(biāo)分析

通過(guò)拆解法對(duì)6種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的紡織基傷口清創(chuàng)材料試樣進(jìn)行質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)定，得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每種試樣的單位質(zhì)量、含絨量和底布質(zhì)量，具體如圖3所示。

圖3　6種試樣的質(zhì)量指標(biāo)

由圖3可以看出：低絨密試樣(L2、L3)的單位質(zhì)量、底布質(zhì)量隨著底布紗線股數(shù)的增加而增加，含絨量保持不變，中、高絨密試樣(M2、M3和H2、H3)同樣符合此規(guī)律；2股底布紗線試樣(L2、M2、H2)的單位質(zhì)量、含絨量隨絨密的增加而增加，底布質(zhì)量保持不變，3股底布紗線試樣(L3、M3、H3)同樣符合此規(guī)律。

究其原因在于：

(1) 底布質(zhì)量為構(gòu)成底布所有紗線的質(zhì)量，在相同面積的底布內(nèi)，底布紗線股數(shù)越多，底布紗線質(zhì)量越大，因而底布質(zhì)量越大。

(2) 含絨量為試樣所含絨纖維的質(zhì)量，其與絨密有關(guān)，絨密越大，絨纖維質(zhì)量越大，因而含絨量越高。

(3) 試樣的單位質(zhì)量由含絨量、底布質(zhì)量?jī)刹糠纸M成，因而無(wú)論是底布紗線股數(shù)增加還是絨密增加，單位質(zhì)量都隨之增加。

從上述各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)系中可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)絨密相同時(shí)，試樣的含絨量也相同，含絨量的多少與絨密的高低呈正相關(guān)。因而本文采用含絨量指標(biāo)來(lái)量化表征絨密的高低。

2.2底布緊密程度分析

對(duì)拆解得到的6種紡織基傷口清創(chuàng)材料試樣的底布進(jìn)行未充滿系數(shù)、孔隙率的測(cè)定，兩種指標(biāo)測(cè)試結(jié)果如圖4和圖5所示。

圖4　6種試樣拆除絨纖維后底布的未充滿系數(shù)

圖5　6種試樣拆除絨纖維后底布的孔隙率

由圖4、圖5可以看出：2股底布紗線試樣(L2、M2、H2)的未充滿系數(shù)和孔隙率分別在11.0和30%左右，單因素方差分析表明三者在0.01水平下不存在顯著性差異；3股底布紗線試樣(L3、M3、H3)的未充滿系數(shù)在7.5左右，明顯低于2股底布紗線試樣，孔隙率也顯著低于2股底布紗線試樣，只保持在15%左右。

底布的未充滿系數(shù)和孔隙率的測(cè)試結(jié)果均表明：3股底布紗線試樣具有較為緊密的底布結(jié)構(gòu)，且底布緊密程度與底布紗線股數(shù)存在顯著相關(guān)性，而與絨密無(wú)顯著相關(guān)性。

拆除絨纖維后，6種試樣底布的體視顯微鏡照片如圖6所示，從中可以更加直觀地觀察到每種試樣的底布孔隙結(jié)構(gòu)。2股底布紗線試樣(L2、M2、H2)的孔隙大小基本相同，3股底布紗線試樣(L3、M3、H3)的孔隙大小也基本相同。低絨密試樣(L2、L3)的孔隙大小存在顯著性差異，L3試樣的孔隙明顯小于L2試樣；同樣地，中、高絨密試樣M2、M3和H2、H3也符合此規(guī)律。

上述現(xiàn)象表明，底布紗線股數(shù)是影響試樣底布孔隙大小的主要因素。

圖6　6種試樣拆除絨纖維后底布體視顯微鏡照片

2.3纖維抽拔力分析

按本文1.3.3節(jié)所述方法，對(duì)6種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的紡織基傷口清創(chuàng)材料試樣進(jìn)行纖維抽拔力測(cè)試，每種試樣測(cè)試100次。將纖維抽拔力測(cè)試結(jié)果以0.2 cN為間隔區(qū)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，所得頻數(shù)分布直方圖如圖7所示。

由圖7可以看出：6種試樣的纖維抽拔力具有一定的離散性，但整體符合正態(tài)分布。表2示出了6種試樣纖維抽拔力分布正態(tài)擬合結(jié)果，其擬合程度(R2)較高(皆大于0.94)，表明擬合程度良好，符合正態(tài)分布。

圖7　6種試樣纖維抽拔力頻數(shù)分布直方圖

試樣編號(hào)正態(tài)分布擬合R2L2y=0.69+19.71e-(x-0.99)20.350.94L3y=2.57+18.27e-(x-1.06)20.240.96M2y=0.26+17.15e-(x-1.27)20.470.96M3y=-0.27+18.82e-(x-1.40)20.40.98H2y=2.6+16.92e-(x-1.39)20.230.95H3y=1.3+15.6e-(x-1.57)20.40.98

由圖7還可看出：低絨密試樣(L2、L3)的纖維抽拔力分布范圍隨著底布紗線股數(shù)的增加而向右擴(kuò)大，且峰值向右移動(dòng)，中、高絨密試樣M2、M3和H2、H3同樣符合此規(guī)律；2股底布紗線試樣(L2、M2、H2)的纖維抽拔力分布范圍也隨絨密的增加而擴(kuò)大，峰值也向右移動(dòng)，3股底布紗線試樣(L3、M3、H3)同樣符合此規(guī)律。

3材料結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)纖維抽拔力的影響分析

圖8示出了6種試樣纖維抽拔力隨絨密的變化。

圖8　6種試樣纖維抽拔力隨絨密的變化

由圖8可以看出：不同底布紗線股數(shù)的紡織基傷口清創(chuàng)材料的纖維抽拔力都隨絨密的增大而增大；在相同絨密的情況下，3股底布紗線的紡織基傷口清創(chuàng)材料的纖維抽拔力大于2股底布紗線的紡織基傷口清創(chuàng)材料。這是因?yàn)椋?/p>

(1) 纖維抽拔力是由絨纖維和底布之間的緊密程度決定的，緊密程度越大，纖維抽拔力越大。據(jù)本文2.2節(jié)的分析可知，3股底布紗線的試樣其底布孔隙小于2股底布紗線的試樣，表明3股底布紗線的試樣比2股底布紗線的試樣緊密。

(2) 當(dāng)絨纖維與底布交織時(shí)，含絨量越大，則與底布每個(gè)孔隙交織的絨纖維量越多，纖維抽拔力越大。

4結(jié)語(yǔ)

本文選用6種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的紡織基傷口清創(chuàng)材料進(jìn)行纖維抽拔力研究，采用拆解法和圖像處理技術(shù)確定了材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并結(jié)合纖維抽拔力的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)：紡織基傷口清創(chuàng)材料的纖維抽拔力與該材料絨纖維的緊密程度有關(guān)，緊密程度越大，則絨纖維越不易被抽拔出來(lái)。而緊密程度與試樣的絨密、底布紗線股數(shù)相關(guān)：絨密相同時(shí)，底布紗線股數(shù)越多，緊密程度越大，則絨纖維抽拔力越大；底布紗線股數(shù)相同時(shí)，絨密越高，緊密程度越大，則絨纖維抽拔力越大。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹珍珠.創(chuàng)傷的急救與護(hù)理[J].實(shí)用醫(yī)技雜志,2008,15(16):2145-2146.

[2] 徐媛,劉宏偉.創(chuàng)面修復(fù)TIME原則及其意義[J].中國(guó)組織工程研究,2012,16(11):2059-2062.

[3] STEED D L. Debridement[J]. the American Journal of Surgery, 2004, 187(5):71-74.

[4] THOMAS S, JONES M. Wound debridement:Evaluating the costs[J]. Nurs Stand, 2001, 15(22): 59-61.

[5] 蔣琪霞,李曉華.清創(chuàng)方法及其關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中華護(hù)理雜志,2009 (11):1045-1047.

[6] 王璐,付譯鋆,王富軍,等.一種紡織基傷口清創(chuàng)材料及其制造方法:CN103784258A[P].2014-05-14.

[7] FU Yijun, WANG Lu, WANG Fujun, et al. Preparation and mechanical properties of a novel textile pad for wound debridement[J]. Journal of Donghua University (English Edition), 2014,31(5):621-624.

[8] 張紀(jì)婷,蔣高明.緯編割圈絨的毛絨固結(jié)牢度[J].紡織學(xué)報(bào), 2014, 35(11):57-61.

[9] 何亞,朱若英,王政委,等.兔毛針織物的防掉毛整理研究[J].毛紡科技, 2012, 40(2): 33-36.

[10] 季曉雷,吳綏菊.兔毛掉毛研究中掉毛指標(biāo)的確定[J].毛紡科技, 1997(6):23-26.

[11] 祝晶晶,王洪,吳海波,等.水刺非織造布的纖維纏結(jié)效果分析及影響因素初探[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品, 2012, 30(9): 6-14.

[12] 全國(guó)紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分技術(shù)委員會(huì).FZ/T 01033—2012 絨毛織物單位面積質(zhì)量和含(覆)絨率的試驗(yàn)方法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[13] 全國(guó)紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分技術(shù)委員會(huì).GB/T 6529—2008 紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[14] 陳玉娜,劉哲,張永恒.未充滿系數(shù)對(duì)電磁屏蔽毛針織物屏蔽效能的影響[J].毛紡科技,2015, 43(7): 22-27.

[15] 梁翠芳,陳霞,傅婷,等.基于圖像處理的網(wǎng)格圈織物孔隙率檢測(cè)[J].紡織學(xué)報(bào),2014,35(5):49-54.

[16] 花勇,龍海如.基于圖像處理技術(shù)的緯平針織物結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量[J].紡織科技進(jìn)展,2010(6):60-62.

Research on fiber pulling-out force of textile materials for wound debridement

XieQixue1,2,FuYijun1,2,LaoJihong1,2,WangLu1,2

1. College of Textiles, Donghua University, Shanghai 201620, China;2. Key Laboratory of Textile Science and Technology, Ministry of Education, Donghua University, Shanghai 201620, China

Abstract:In order to research the relationship between structural parameters and fiber pulling-out force of textile materials for wound debridement, six kinds of samples with different pile densities and number of ground yarns’ plies were selected. Dismantling method was used to test the unit mass, the weight of pile and ground fabric. Image processing technology was used to test the unfilled coefficient and the porosity of these samples. And the fiber pulling-out forces of each sample was tested. The results showed that, the fiber pulling-out force had significant correlations with the pile density and the number of ground yarns’ plies. When the number of ground yarns’ plies was the same, the greater the pile density, the higher the fiber pulling-out force. And when the pile density was the same, the more the number of ground yarns’ plies, the greater the fiber pulling-out force.

Keywords:textile material for wound debridement, pile density, number of ground yarns’ plies, unfilled coefficient, porosity, fiber pulling-out force

收稿日期：2015-11-25

作者簡(jiǎn)介：謝其雪，男，1989年生，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)榧徔椈鶄谇鍎?chuàng)材料 通信作者：王璐，E-mail：wanglu@dhu.edu.cn

中圖分類號(hào):TS101.4, TS186.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1004-7093(2016)05-0021-06