初原載于?工大材料匯????2020-04-03

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材料視角新冠肺炎系列科普??

新冠肺炎

何以牽動人心

防護服篇

逆行者的白衣鎧甲

病毒肆虐時，在短期內(nèi)迅速提升免疫力很難，我們普通人，應該怎么辦？三句話：

加強防護? 好好睡覺? 平和心態(tài)

在上次的推送中，我們了解到口罩這個小東西的在疫情中的英勇神力，那么接下來，讓我們一起將目光聚焦于此次奮戰(zhàn)在一線的逆行者——白衣天使。在抗“疫”的過程中，醫(yī)護人員們作為中堅力量做出了難以估量的貢獻，那么他們穿的是什么，使得他們可以持續(xù)地在疫區(qū)工作？讓我們一同走進今天本文的主角——醫(yī)用防護服。

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防護服的起源

防護服最早要追溯到中世紀的歐洲，14世紀到17世紀時期，可怕的黑死病多次將魔爪伸向渺小的人類，歐洲的總人口因此減少了原本的三分之一。同我們此次新冠肺炎疫情一樣，那時候不畏危險的逆行者，行走于病區(qū)給人們進行醫(yī)治。不過無奈當時對于醫(yī)學的認識不夠，在不清楚傳播方式的情況下為了避免醫(yī)務人員的感染，一位法國的醫(yī)生發(fā)明了一套甚是夸張的“防護服”。頭頂黑帽，佩戴鳥嘴，身著長袍，手持長杖，便是他們的模樣。于是，他們也因此有了一個別樣的稱號——鳥嘴醫(yī)生。

因為不知道病因，上述防護服頗有嚇人的意味。隨著人們對于醫(yī)學的深入了解，防護服的設計也變得越來越科學。經(jīng)過幾百年的發(fā)展，如今的防護服一般長成這個樣子：

那么經(jīng)歷了多次同病毒的博弈，醫(yī)用防護服作為醫(yī)務人員最后一道屏障，其選材和制作在歷史的進程中又有什么樣的變化呢？上百年來，傳統(tǒng)醫(yī)用防護服多是純棉機織布，棉質(zhì)纖維結構物理隔絕意義并不大，病菌依然可以通過微孔進入到內(nèi)層。同時棉織物一旦潮濕便會形成適合病菌生長的環(huán)境，反而利于病菌的傳播。于是，于上個世紀中期William C.Beck指出防護衣的材料應能阻擋液體的進入。這一條件便成為那以后評估防護服的必要標準之一，進而衍生出了我們現(xiàn)在所看到的的防護服。

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防護服的性能要求

為了將白衣天使們保護的更好，防護服需要具備一定的性能條件。你可能聽說過醫(yī)用防護服的“三拒一抗”，即拒水、拒血液、拒酒精以及抗靜電。但是這僅僅是它們的基本要求，根據(jù)我國GB19082- 2009《醫(yī)用一次性防護服技術要求》，評判標準大體分為防護性能、力學性能以及舒適度三個方面。

其中值得一提的是，在不斷追求防護效果的同時，醫(yī)務人員身著防護服時候的舒適度也越來越被重視。目前我國醫(yī)用防護服的透濕性（即氣化汗液透著纖維中的間隙排出防護服的能力）標準為不小于2500g/（m2d），為了達到更好的透氣透濕性，選擇性透過膜復合材料等在高性能防護服中已有所應用。不過我們可以發(fā)現(xiàn)，此次新冠肺炎疫情中他們一穿防護服便是好幾個小時，脫下來早已是大汗淋漓。所以，找尋更優(yōu)高防護性高舒適度的醫(yī)用防護服便成為了每一個材料人的使命。

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防護服的分類

根據(jù)不同分類方式，防護服可被分為以下幾類：

機織造布主要用于重復使用的醫(yī)用防護服，這種防護服舒適性相對較好，但防護性能較差，通常用于防護性要求較小的日常工作。而非機織造布和復合材料則是主要用于一次性醫(yī)用防護服，舒適性相對較低，防護性能好，使用即棄可避免交叉感染，但是一次性材料降解慢，易造成環(huán)境污染。

目前市場流行的或正在研發(fā)的非織造防護服材料主要有以下幾種：

1?聚丙烯紡粘布：聚丙烯紡粘布可經(jīng)抗菌、抗靜電等處理，制成抗菌防護服、抗靜電防護服等。因其價格較低，而且是一次性使用，可以大大減少交叉感染率，在剛推出的相當長時期內(nèi)，在國外得到大量推廣。但是，材料的抗靜水壓比較低（靜水壓力是由均質(zhì)流體作用于一個物體上的壓力，是一種全方位的力），對病毒粒子阻隔效率也比較差，只能作為無菌外科手術服、消毒包布等普通防護用品。

2聚酯纖維與木漿復合的水刺布：綠色環(huán)保，材料手感柔軟，接近傳統(tǒng)的紡織品，而且可以經(jīng)三抗(抗酒精、抗血、抗油)和抗靜電、抗菌等處理，可以用γ射線進行消毒，是一種比較好的醫(yī)用防護服材料。但它的抗靜水壓也相對較低，對病毒粒子阻隔效率也比較差，因此也不是理想的防護服材料。

3聚丙烯紡粘一熔噴一紡粘復合非織造布（SMS）：熔噴布的特點是纖維直徑細、比表面積大、蓬松、柔軟、懸垂性好、過濾阻力小、過濾效率高、抗靜水壓能力強，但強力低，耐磨性差，在相當程度上限制了其應用領域的發(fā)展。而紡粘布纖維線密度較大，纖網(wǎng)又是由連續(xù)長絲組成，其斷裂強力和伸長比熔噴布大得多，恰恰可以彌補熔噴布的不足。

這種材料因為具有如下特性，故為目前較為理想的醫(yī)用防護服材料。

4高聚物涂層織物：用于防護織物的涂層種類很多，有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚氯丁橡膠和其他各種合成橡膠，該種防護服的防水性、阻隔細菌粒子的性能非常好，可重復使用，但透濕性能差，人體的大量汗液無法排出，穿著舒適性能差。目前發(fā)達國家多使用最新進展是采用微孔聚四氟乙烯薄膜與織物復合獲得防水透氣功能，但價格較為昂貴。

5 聚乙烯透氣膜/非織造布復合布：根據(jù)防護等級的不同要求，所采用的非織造布與薄膜也有不同。聚乙烯透氣膜/非織造布復合材料，對于阻隔細菌粒子穿透和液體滲透有優(yōu)良的效果，且手感可通過改變復合面料的柔軟度來調(diào)整，其抗拉強力強，透氣性好，舒適性能大大提高，能經(jīng)受消毒處理，不含有毒成分，克重60～100 g/m2，有良好的性價比，用它制成的醫(yī)用一次性防護服可保護醫(yī)務人員免遭污染源污染，克服交叉感染，起到有效防護的作用。

非織造醫(yī)用材料的制備與加工

非織造醫(yī)用防護材料的制備技術主要分為：紡粘非織造技術、SMS復合技術、水刺非織造技術以及閃蒸非織造技術。

其中，閃蒸非織造技術被美國DuPont（杜邦）公司壟斷，其閃蒸法產(chǎn)品Tyvek制成的防護服結合了防護性、耐用性和舒適性，可保護人們免受小至微米級顆粒的傷害，但是成本相對較高。而該種防護服在此次新冠肺炎疫情當中也大顯身手，一度成為資源短缺時各界愛心人士捐贈防護服的首選之一。

如今，隨著地圖慢慢退燒，國內(nèi)的疫情已經(jīng)相對控制住了。但是那些守護我們奮戰(zhàn)在一線的醫(yī)務人員，義無反顧又重新起航奔向世界各地的戰(zhàn)場。偉大的逆行者們，謝謝你們！我們等你們平安凱旋歸來！

本期問題：

Q1：

和重復型醫(yī)用防護服比較而言，一次性醫(yī)用防護服有什么優(yōu)缺點？

機織造布主要用于重復使用的醫(yī)用防護服，這種防護服舒適性相對較好，但防護性能較差，通常用于防護性要求較小的日常工作。而非機織造布和復合材料則是主要用于一次性醫(yī)用防護服，舒適性相對較低，防護性能好，使用即棄可避免交叉感染，但是一次性材料降解慢，易造成環(huán)境污染。

Q2：

你知道國內(nèi)外的醫(yī)用防護服性能標準有什么差異嗎？

精選留言：

1、GB 19082-2009標準針對醫(yī)用一次性防護服而制定，對防護服的微生物穿透性能沒有要求，而使用合成血液穿透和空氣中微粒的過濾效率來代替，但對過濾效能的規(guī)定比較簡單。2、 NFPA 1999: 2008對防護服的整體防護性能測試尤其關注，液體阻隔性能測試采用ASTM F1359: 2016 中的全面液體透過試驗，且要求試樣接縫具有一定強力和抗微生物滲透能力。與NFPA1999: 2008 相比較，BS EN 13795: 2011 + A1: 2013、ISO 16603: 2004、ISO 16604: 2004、JIS L1912: 1997及GB 19082—2009 則偏重一次性防護服材料的性能測試。?

?3、ISO 16603: 2004、ISO 16604: 2004 和JISL1912: 1997對一次性防護服材料性能要求較相近，在合成血液滲透試驗和微生物穿透試驗中，采取相同的檢測方法。

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參考文獻：

[1] 陳康振. 醫(yī)用防護服材料的發(fā)展及應用[J]. 產(chǎn)業(yè)用紡織品, 2004, 22(6):16-19.

[2] 畢曉琳. 醫(yī)用防護服新材料的應用分析[J]. 衛(wèi)生職業(yè)教育(24):154-155.

[3]《醫(yī)用一次性防護服技術要求》GB19082-2009

[4] https://m.sohu.com/a/370409489_120065055

[5]《醫(yī)用防護服 白衣天使最后的屏障》-知乎

?圖片源于網(wǎng)絡

本文圖文提供：院科協(xié)科普部

本文圖文整理：劉孟茜

本文圖文編輯：許心雨

時任圖文審核：于世龍

時任責任編輯：王雪篪

時任總編輯：李曉萌