隨著醫(yī)療技術(shù)發(fā)展,生物醫(yī)用紡織品的應(yīng)用越來越廣泛,同時生物醫(yī)學(xué)界越來越需要合適可靠的紡織品來制造產(chǎn)品,這對全人類征服疫情、確保健康生活具有重要意義。
生物醫(yī)學(xué)紡織品的結(jié)構(gòu)形狀有很多,有直的、錐形的、擴口的以及分叉的血管分支結(jié)構(gòu)等。它是一門講究細節(jié)、精益求精的技藝,由兩組纖維或紗線緊密交織、經(jīng)過多種編織手段制成。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用的高質(zhì)量紡織品結(jié)構(gòu)具有尺寸穩(wěn)定、縫合固定、強度高、抗斷裂及具有透水性和多孔性等特征。此外,它在兩個方向上都表現(xiàn)出較高的抗拉強度,具有與其他針織產(chǎn)品不同的低伸長性和高耐磨性。這些特性使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
這里提及的是一種生物醫(yī)學(xué)編織管。巴利絲帶廠是這一領(lǐng)域的世界權(quán)威。他們能編織直的、錐形的、擴口或分叉等結(jié)構(gòu)的生物醫(yī)學(xué)紡織品。這些結(jié)構(gòu)特征是植入應(yīng)用的先決條件,如缺少高耐磨性,其內(nèi)部運動的磨損會使其出現(xiàn)故障或失效。其他特征對特定應(yīng)用特別有效:高抗斷裂強度特性可使血管植入物承受血壓;尺寸穩(wěn)定能使結(jié)構(gòu)長時間維持其形狀;編織結(jié)構(gòu)的低伸長性能確保該裝置達到預(yù)期目的;兩個方向上的高抗拉強度能保護裝置免受磨損;透水性和多孔性能使其承受血流持續(xù)帶來的強度,在生物紡織品中尤為重要;最后,高縫合固定性又使裝置在植入和恢復(fù)過程中固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>
綜上所述,生物紡織品的優(yōu)勢在降低風(fēng)險方面十分重要,而安全可靠正是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域所追求的,因此許多裝置設(shè)計者都選擇生物紡織品而不是無紡品作為生物醫(yī)藥應(yīng)用的選擇。例如彈性體管等材料就不具備相同的特性。
近年來醫(yī)學(xué)技術(shù)取得了巨大進展,有非常多的材料可供業(yè)界選擇,比如PET(聚酯)纖維,因其與人體的生物相容性,已在植入式裝置中使用多年。與之相反,PGA(聚乙醇酸)纖維的設(shè)計會隨時間推移而溶解,不能用于持久的植入式裝置。另有鎳鈦諾線,一種有“記憶”的金屬線,可用在需要金屬線形狀復(fù)原的應(yīng)用中,有時也可與聚酯纖維一起使用。如此之多的材料可供業(yè)界選擇,為特定應(yīng)用適當(dāng)?shù)剡x擇生物醫(yī)學(xué)纖維便由生物醫(yī)學(xué)裝置所需的性能來決定。此外,纖維在材料上有可吸收和不可吸收之分,在應(yīng)用中這是很重要的區(qū)別。不可吸收纖維包括聚對苯二甲酸二醇酯(PET)、膨體PET(ePET)、聚丙烯、高模量聚乙烯纖維[光譜(Spectra?)和迪尼瑪(Dyneema?)牌纖維]、聚四氟乙烯(PTFE)、膨體PTFE、聚氨酯和金屬絲等?;旌侠w維是將不可吸收和可吸收纖維共同編織融合。憑借數(shù)十年的生物紡織經(jīng)驗,業(yè)界能在其產(chǎn)品中使用單絲、復(fù)絲、混合纖維和金屬絲等。
在選擇纖維時還有一點很重要,即考慮其與特定醫(yī)療設(shè)備的相關(guān)風(fēng)險,從而盡可能降低風(fēng)險。美國食品與藥品管理局(FDA)根據(jù)對患者和/或用戶帶來的風(fēng)險及醫(yī)療器械的預(yù)期用途,將醫(yī)療器械分為第一類、第二類和第三類。有高風(fēng)險的為第三類,常用于維持和植入體內(nèi)支撐生命,或有潛在的不合理患病或受傷風(fēng)險。這類器械包括可植入起搏器、陰莖移植物、支架和血管移植物等??紤]到使用帶來的高風(fēng)險,如縫合性差、血栓形成等,在應(yīng)用中使用最佳纖維至關(guān)重要。
生物紡織品的設(shè)計和原型制作有一個復(fù)雜的過程,它不僅需要先進技術(shù),還要掌握紡織纖維、紡織機械和紡織設(shè)計等方面的專業(yè)知識和技能。在專業(yè)設(shè)備上,梭織機能生產(chǎn)出完美的直管、分叉管、擴口管和錐形管以及所需的形狀。其他織造技術(shù),如針織機和劍桿織機等,若沒有條紋和雙緯就無法制造這樣完美的直管或其他所需形狀的管。在醫(yī)療設(shè)備中任何缺陷都不允許,如斷緯、跳紗或斷經(jīng)等任一問題都可能影響其性能。此外,設(shè)備尺寸也要極為精確,而自動梭織機恰能解決這些問題。這就是為什么,該領(lǐng)域需要準確選擇使用梭織機技術(shù)專門織造生物醫(yī)學(xué)紡織品的原因。
第三類醫(yī)療器械須在嚴格控制的無菌室中制造,因為這些設(shè)備存在相關(guān)風(fēng)險。公司的質(zhì)量控制專員也會在無菌室內(nèi)監(jiān)控操作,進行最終檢查。憑借這類制造環(huán)境和嚴格的質(zhì)量把控流程,BRM紡織公司(Bally Ribbon Mills)在該領(lǐng)域捷足先登,領(lǐng)先世界生物醫(yī)學(xué)紡織業(yè),它已通過國際標準化組織的ISO13485認證,可設(shè)計和制造醫(yī)療器械用的紡織組件。
在未來,生物醫(yī)學(xué)紡織應(yīng)用將趨向于越來越先進且更加自動化的梭織技術(shù),業(yè)界在這方面進行了不斷的嘗試和探索,目前取得的新進展包括電子元件和提花功能的結(jié)合(一種高度通用圖案編織系統(tǒng),能生產(chǎn)大型復(fù)雜的設(shè)計和形狀)等。自動化程度的提高將生產(chǎn)出高質(zhì)量的生物紡織品,確保未來幾年的最先進材料能夠滿足生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的需求。
(據(jù)美國高級紡織資源網(wǎng)https://advancedtextilessource.com/2019/12/09/weaving-the-biomedical-structure/近期資料)