医疗领域对纺织品的使用日益增多。医疗、卫生和保健领域是纺织行业一个重要且新兴的部分。纺织品是植入式医疗器械的一个引人注目的解决方案，主要是因为它们在产品设计中提供了多功能性。纺织品有2D和3D植入式形式，其配置仅受想象力的限制。应用数量巨大且多种多样，从单线缝合线到用于骨置换的复杂复合结构，从简单的清洁抹布到手术室使用的高级阻隔织物。这项工作的主要目的是研究医疗领域使用的植入式纺织品的类型，如外科缝合线、人造皮肤、人造韧带和人造软骨。在这项研究中，我们包括了所使用的不同类型的原材料和这些植入式医用纺织品的制造工艺。

一、简介

医用纺织品也称为医疗保健纺织品。医疗纺织品行业已经随着新材料和创新设计而多样化发展。不断发展的聚合物技术已经产生了广泛的可植入医疗纺织设备应用。根据应用领域，医疗纺织品产品可采用机织、针织和非织造结构。合成纤维越来越多地用于制造这些产品。

根据 David Rigby Associates 的说法，医疗纺织品有多种定义。

“医疗纺织品或医疗技术应用领域”涵盖了健康和卫生产品中使用的所有技术纺织品“纺织品术语和定义”将医疗纺织品定义为 -“一种通用术语，描述设计和生产的用于各种医疗应用（包括可植入应用）的纺织品结构。”

二、 医疗纺织品的分类 a) 非植入材料

这些材料用于身体外部应用，可能会或可能不会接触皮肤。

三、手术缝合线

手术缝合线是一种用于在受伤或手术后将身体组织固定在一起的医疗器械。植入通常需要使用具有一定长度线的针。如果要让人体接受纺织材料，生物相容性至关重要，以下四个关键因素将决定人体对植入物的反应。具体如下：

1) 最重要的因素是孔隙率，它决定了人体组织生长和包裹植入物的速度。2) 小圆形纤维比横截面不规则的较大纤维更能与人体组织贴合。3) 不得释放有毒物质，纤维应无表面污染物，如润滑剂和上浆剂。4) 就其生物降解性而言，该特性将影响植入的成功率。

聚二氧化酮 (PDS)：这种合成单丝缝合线可用于多种类型的软组织伤口修复（如腹部缝合）以及儿科心脏手术。

Poliglecaprone (MONOCRYL)：这种合成单丝缝合线一般用于软组织修复。这种材料不能用于心血管或神经系统手术。

聚乳酸（Vicryl）：这种合成编织缝合线用于修复手部或面部裂伤。不应48 用于心血管或神经系统手术。

四、不可吸收缝合线的类型

以下是一些不可吸收缝合线的例子。这些缝合线一般用于软组织修复，包括心血管和神经系统手术。

尼龙：天然单丝缝合线。

聚丙烯（Prolene）：合成单丝缝合线。

丝线：天然编织缝线。

聚酯（Ethibond）：编织合成缝线。

五、缝合选择和技术

缝合技术有很多种。其中包括：

这种技术是使用单股缝合材料进行一系列缝合。由于张力均匀地分布在连续的缝合线上，因此这种缝合方式可以快速缝合，而且缝合牢固。

这种缝合技术使用多股缝合材料缝合伤口。这种技术可以牢固地缝合伤口。如果其中一条缝线断裂，其余的缝线仍会将伤口固定在一起。这种类型的缝合线放置在皮肤下面（深层）的组织层下。可以连续缝合，也可以间断缝合。这种缝合常用于缝合筋膜层。

这种类型的缝合是为了让缝合线能找到内部，这种类型的缝合线通常不会被移除，在体内深层使用大型缝合线时非常有用。这种类型的缝合线放置在某个区域的周围，收紧后就像袋子上的抽绳一样。例如，这种缝合线在肠道中用于固定肠道缝合装置。首先，缝合材料分为可吸收和不可吸收两种。

可吸收缝合线无需从体内取出。这是因为人体组织中的酶会自然消化它们。

而不可吸收缝合线则需要医生日后将其取出，有时甚至需要永久保留。

其次，我们可以根据缝合材料的实际结构对缝合线进行分类。比如单丝缝合线和编织缝合线。单丝缝合线由一根线组成。这样缝合线就能轻松穿过组织。编织缝合线由几条小线编织而成。这可以提高安全性，但代价是增加了感染的可能性。

第三，我们还可以将缝线分为天然材料和合成材料两种。这种缝合线缝在我们的真皮层，即皮肤上层下面的一层组织。短线缝合线与伤口平行。

六、可吸收缝合线的类型

七、原材料

天然缝合线由猫肠或重组胶原蛋白制成，或者由棉、丝或亚麻制成。聚乙醇酸（一种乙二醇-内酯共聚物）或聚二噁烷酮（一种乙二醇和碳酸三亚甲酯的共聚物）可制成合成可吸收缝合线。

聚丙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、尼龙或 Goretex 是合成不可吸收缝合线的原料。不锈钢是某些特殊类型缝合线的原材料。

八、 制造过程

手术用缝合线的制造与生产并无太大区别。

原材料聚合物的制备--原材料聚合物经过组合（聚合）、强制通过模具并以锡状颗粒的形式排出。

通过挤出机形成单丝--挤出机熔化聚合物，液体流经细小的喷丝头（外形类似淋浴喷头），形成许多单丝。

拉丝--挤出后，这些丝在两个滚筒之间拉伸。拉伸长度是原来的五倍。

缝合线的制造--有些缝合线是以单丝的形式生产的。其他则是编织或扭曲。单丝缠绕在线轴上，线轴则放在自动编织机上。

二次加工-编织后，缝合线还要经过几个阶段的二次加工。非编织型缝合线在挤出和初步拉伸后也要经过这些步骤。这一步可能只需要几分钟。缝合线经过热板，任何肿块、卡扣或瑕疵都会被熨平。

退火--退火炉将缝线置于高温和张力下，使聚合物纤维的结晶结构形成适当的形状。

手术针准备--手术针在另一家工厂制造，也运往后整理工厂。涂层--可吸收涂层包括 Poloxamer 188 和硬脂酸钙与乙二醇-内酯共聚物。不可吸收涂层包括蜡、硅树脂和碳氟化合物。

质量控制--检查缝合线是否符合适当的直径、长度和强度，寻找物理缺陷，并在动物和试管试验中检查可吸收缝合线的溶解性。缝线何时拆除取决于缝线在身体上的位置。根据《美国家庭医生》，一些一般准则如下：

头皮：7 到 10 天

面部：3 到 5 天

胸部或躯干：胸部或躯干：10 至 14 天

手臂：7 到 10 天 腿部：10 至 1114 天

手或脚 10至14天

手掌或脚底：10 至 14 天 14 至 21 天

拆线时，医生首先会对缝合区域进行消毒。他们会拿起缝线的一端并剪断，尽量靠近皮肤。然后，他们会轻轻地将缝线拉出。

IV.

九、 人造皮肤

当皮肤因疾病或烧伤而受损时，人体无法快速制造出必要的替代细胞。糖尿病患者皮肤溃疡等伤口可能无法愈合，必须截肢。烧伤患者可能会因感染和血浆流失而死亡。

医用纺织品：可植入医用纺织品的应用 vi. 皮下缝合 人工皮肤--是哺乳动物（如人类）皮肤再生的胶原支架。

皮肤是人体最大的器官。它由表皮、真皮和皮下（脂肪层）三层组成。表皮层是皮肤的外层，用于保持体内的重要液体和有害细菌。真皮层是皮肤的内层，包含血管、神经、毛发、毛囊、油脂和甜腺。大面积皮肤的严重破坏会导致人体器官脱水和感染，从而导致死亡。

处理皮肤损失的传统方法是从病人（自体移植）和无血缘关系的尸体捐献者身上移植皮肤。前一种方法的缺点是可能没有足够的皮肤可用，而后一种方法则存在排斥或注射的可能性，直到二十世纪末才出现了由病人皮肤构建的皮肤移植物。这种方法在皮肤大面积受损时就会出现问题，无法完全用外植体治疗严重受伤的病人。制作人造皮肤所需的原材料分为两类，即生物成分和必要的实验室设备。大部分捐赠的组织来自包皮环切术中切除的新生儿包皮。一张包皮可以产生足够制作四英亩移植材料的细胞。制造商从捐赠组织的真皮层中分离出成纤维细胞。然后，他对成纤维细胞进行病毒和其他有害病原体（如艾滋病毒、乙型肝炎、丙型肝炎和支原体）检测。记录母亲的病史。成纤维细胞需要储存在玻璃瓶中，并冷冻在-94 °F（-70 ℃）的液氮中。在成纤维细胞需要培养之前，应保持冷冻状态。在胶原蛋白法中，角质细胞也是从包皮中提取、检测和冷冻的。要在混乱的支架上培养成纤维细胞，需要结合乳酸分子的聚合物；这些元素与用于制造溶解缝合线的元素相同。这种化合物经过化学反应后会形成一个由重复结构单元组成的大分子。

在胶原蛋白法中，需要从小牛的伸肌腱中提取少量牛胶原蛋白。将胶原蛋白与酸性营养物质混合，并储存在 39.2 °F (4℃)的冰箱中。

实验室设备包括玻璃瓶、滚瓶、嫁接盒、模具和冷冻箱。

十、制造过程

制造过程非常简单。它的功能是诱使提取的成纤维细胞相信它们是在人体内，这样它们就能以自然的方式相互交流，创造出新的皮肤。

在这个过程中，制造商会解冻并扩大成纤维细胞。成纤维细胞需要从小瓶中转移到类似于升汽水瓶的滚筒瓶中。然后，瓶子的两侧要保持三到四周，以防腐烂。滚动动作可以促进氧气循环，这对生长过程至关重要。细胞应转移到培养系统中。细胞从滚筒瓶中取出，与富含营养的培养基混合，通过管子流入装有生物可降解杂乱支架的薄盒式生物反应器中，并用光束辐射消毒。当细胞流入盒中时，它们会粘附在网格上并开始生长。细胞来回流动三到四周。每天应清除剩余的悬浮液，并添加新鲜的营养液。氧气、p H、营养液流量和温度都要控制，温度必须由培养系统控制。当新细胞形成一层真皮层时，聚合物就会分解。生长周期结束。当细胞在网眼上生长完成后，用更多富含营养的培养基冲洗组织。在培养基中加入低温保护剂。最后将盒贴上标签单独保存并冷冻。

将细胞转移到培养系统中。在成纤维细胞中加入少量冷胶原蛋白和营养培养基，约占混合溶液的 12%。将混合物倒入模具中，使其达到室温。当胶原蛋白变热时，它就会凝胶化，将成纤维细胞困住，并产生新的皮肤细胞。加入角质细胞。胶原蛋白加入成纤维细胞两周后，提取的角质形成细胞被解冻并播种到新的真皮皮肤上。让它们生长几天，然后暴露在空气中，包括角质形成层。生长周期结束。新皮肤储存在无菌容器中，直到需要时才取出。

V.

十一、人造软骨

人造软骨是一种由水凝胶或聚合物制成的材料，旨在模仿人体天然软骨的功能特性。利用组织工程学原理制造不可降解和生物兼容的材料，可以替代软骨，同时制造有用的合成软骨材料；但需要克服某些挑战。首先，软骨是人体的无血管结构，因此不会自我修复。这就给组织再生带来了问题。人工软骨还需要稳定地附着在其底层表面，最后，在制造用于关节空间的合成软骨时，高压缩机械强度必须是材料的固有特性。蛋白聚糖由连接蛋白和核心蛋白组成，糖胺聚糖（GAG）附着在核心蛋白上。最常见的 GAGs 是硫酸软骨素和硫酸角蛋白。蛋白聚糖通过连接蛋白附着在控制链（通常是透明质酸）上，形成较大的蛋白聚糖聚集体。蛋白聚糖具有亲水性，因此能吸引和抑制水分子。5) 糖蛋白-软骨 ECM 中还存在许多其他少量糖蛋白，它们有助于维持结构和组织。特别是润滑蛋白有助于在软骨上形成一个润滑表面，以利于关节活动。纤连蛋白和整合素等糖蛋白有助于软骨细胞粘附到 ECM 上。

十二、结构

关节软骨有结构树区，包括浅切区、过渡区、中间过渡区和深层区。在过渡区，胶原纤维平行于表面排列，进入深层后逐渐随机排列。合适区域的胶原纤维平行于表面排列，以限制剪切应力。同样，深部区域的胶原纤维垂直于表面排列，以限制压缩力。骨骼和深层区域之间是钙化软骨。深层区域的软骨细胞堆积成柱状，而浅层区域的软骨细胞则随机排列。在浅层区域，细胞也更多地纠缠在一起，而在深层区域，细胞则更多地呈球形。关节软骨的粘弹性特性使其具有独特的减震效果。

十三、合成软骨

本研究使用聚乙烯醇（PVA）水凝胶。使用这种水凝胶很难达到关节软骨的机械性能。人工 PVA 软骨周围的关节软骨或滑膜没有发生炎症或退行性变化。还研究了 PVP 水凝胶。它们具有高亲水性、生物相容性和复合能力。当作为 PVA/PVP 水凝胶的混合物使用时，它们能产生与天然关节软骨相似的内部三维结构和含水量。含有 1 wt % PVP 的混合水凝胶具有最佳的机械性能和摩擦系统。由于链间的氢键作用，在纯 PVA 中添加 PVP 被证明是更好的选择。它们具有关节软骨特有的粘弹性行为。基于凯夫拉纤维的新型凯夫拉纤维水凝胶通过将凯夫拉纤维--因制造防弹背心而闻名的 “芳纶 ”纤维--的坚韧纳米纤维网络与一种常用于水凝胶软骨替代物的材料（聚乙烯醇或 PVA）相结合，再现了软骨的神奇功效。

在天然软骨中，蛋白质和其他生物大分子网络通过阻挡水在软骨腔室中的流动来获得强度。水的压力会重新配置网络，使其变形而不断裂。在这一过程中，水被释放出来，随后网络通过吸水恢复。

十四、 VI.

十五、人造韧带

韧带是连接两块骨头或软骨或固定关节的坚韧而有弹性的纤维结缔组织短带。它也被称为关节韧带。韧带通常会受到大量磨损，也有患化脓性关节炎的风险。韧带的用途因手术类型而异。如今，韧带可通过手术进行人工替代。人工韧带由聚酯、丝绸、聚四氟乙烯（PTFE）组成。基于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的人工韧带（PET-ALs）通常用于前交叉韧带（ACL）重建手术。

具有广泛的韧性，但硬度恰好与前十字韧带的顺应性相匹配。必须具有耐久性，能够承受数百万次的高拉伸负荷而不会磨损。它必须完全符合人体工学。这种韧带可采用涂有胶原蛋白的碳纤维和可吸收聚合物，如聚乳酸（PLA）和聚己内酯，聚乳酸是一种可生物降解的聚酯，熔点较低，约为 60℃。聚乳酸的作用是吸收，碳纤维降解后形成新的组织，促进组织生成，而不会永久取代组织。

十六、Goretex 永久假体

Goretex 韧带假体由膨体聚四氟乙烯（PTFE）长纤维组成。其极限强度约为人体前交叉韧带的三倍，循环蠕变试验和弯曲疲劳试验的结果似乎表明，就纯材料的稳定性而言，Goretex 是最强的合成前交叉韧带替代物。

十七、达克龙

这种植入物是由四条紧密编织的聚酯条带组成的复合材料，包裹在松散编织结构的护套中，旨在最大限度地减少移植物的磨损，并作为纤维组织生长的支架。

十八、LEEDS-KEIO 人工韧带（补充材料）

为了设计一种兼具永久假体和组织促进支架特性的移植物，Fujikawa 和 seldom 开发了 Leeds-Keio 人工韧带，这是一种聚酯网状结构，用骨塞固定在股骨和胫骨上。这种网状结构的目的是作为软组织生长的支架，穿过韧带的关节和关节外部分，最终将骨塞连接起来。该植入物被认为具有足够的柔韧性，最大拉伸强度约为 2100 牛顿（牛顿），大大超过普通青壮年的天然十字韧带（约 1730 牛顿）。

十九、 结论

简要概述了植入式医用纺织品在医疗行业各个领域的应用，以改善人类的健康生活。新产品的开发将帮助病人摆脱以往的痛苦。本研究概述了与医用纺织品有关的创新、智能和智慧型纺织品，特别是植入式医用纺织品，如手术缝合线、人造皮肤、人造软骨和人造韧带。

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