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,屬于不可再生資源,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、舒適與健康于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獲的"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糖纖維,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。
1 醫用海藻纖維的性能與制備
1962年,英國人Winter發現[4],當處在一種潮濕的環境下,傷口的表面愈合比在干燥的情況下要快。潮濕的環境加快了表皮細胞從健康的皮膚向傷口的涌移,從而加快了傷口的愈合速度,在"濕療法"的原理指導下以海藻酸纖維為基礎的醫用敷料、紗布、繃帶使得到了廣泛的應用。
1·1 海藻纖維作為醫療用材料的特點
1·1·1 高吸收性
可以吸收大量的滲出物,致使換繃帶的時間間隔延續一段較長時間,減少換繃帶的次數,減少護理時間,降低護理費用。
1·1·2 易去除性
海藻酸鹽纖維與滲出液接觸后,大大地膨化而形成了柔軟的凝膠。高M海藻酸鹽纖維可以通過用溫熱的鹽水溶液淋洗來去除;高G海藻酸鹽繃帶在治愈過程中,膨化較小,可以整片的拿掉,這對傷口新生的嬌嫩組織有極大的保護。
1·1·3 高透氧性
海藻酸纖維吸濕后形成親水性凝膠,與親水基團結合的"自由水"成為氧氣傳遞的通道,氧氣通過吸附-擴散-解吸的原理從外界環境進入傷口內環境;另外纖維內的高M段作為纖維的分子骨架形成氧氣進入的空穴。
1·1·4 凝膠阻塞性質
海藻酸鹽繃帶與滲出液接觸時,纖維大大的膨化,大量的滲出液保持在處于凝膠結構的纖維中。此外,單個纖維的膨化,減少了纖維之間的細孔結構,流體的散布被停止了,海藻酸鹽繃帶的所謂"凝膠阻塞"性質,使得傷口滲出物的散布、對健康組織的浸潰作用大大的減少了。
1·1·5 生物降解性和相容性
海藻酸鹽纖維是一種生物可降解的纖維,這就解決了對環境污染的問題。其生物相容性使其在作為手術線時可不經二次拆線,減少了病人的痛苫。
1·2 制備工藝
海藻酸鈉是海藻纖維的主要制備原料,海藻酸是一類從褐藻中提取出的天然線性多糖,由1-4鍵合的β-D-甘露糖醛酸(M單元)和α-L-古羅糖醛酸(G單元)殘基組成。
海藻酸鈉很容易與某些二價陽離子鍵合形成水凝膠,它是典型的離子交聯水凝膠。在海藻酸鈉水溶液中加入Cu2+、Zn2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等陽離子后,G單元上的Na+1與二價金屬離子發生離子交換反應,G單元與Ca2+形成蛋盒(egg-box)結構,G基團堆積而形成交聯網絡結構,從而轉變成水凝膠纖維而析出。作為醫用材料使用時通常選用Ca2+作為海藻酸的離子交聯劑。
現階段海藻纖維一般應用濕法紡絲,制備過程主要為:將可溶性海藻酸鹽(銨鹽、鈉鹽、鉀鹽)溶于水中形成粘稠溶液,脫泡后通過噴絲孔擠出到含有高價金屬離子(鎂離子除外,一般為鈣離子)的凝固浴中,形成固態海藻酸鈣纖維長絲。該長絲經過拉伸、水洗、干燥、卷曲形成纖維。纖維經分離、梳理和鋪層而制成連續的非織造布。有些情況下可經過針刺使纖維互相交纏而增加強力,然后將非織造布切割成所需尺寸,最后檢驗、消毒和包裝。