对话中国工程院院士、纺织与高分子材料学家徐卫林人造血管、人造器官、伤口敷料……纤维在生物医用领域有无限可能

  对线月出生于湖北省黄冈市罗田县，中国工程院院士，纺织与高分子材料学家，武汉纺织大学党委副书记、校长。

  徐卫林长期从事先进纺纱技术与纺织品领域的研究，围绕超高支纱、柔洁纱、特种纱、纱线差别化、纱线与制品检测等方面开展了技术创新及其产业化，在纤维、纱线、织物面料到先进检测的新方法等方面获得了一系列研究结论；积极组建获批省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室等重大平台，主持研制了嫦娥五号月面国旗、火星着陆巡视器耐高温弹性密封装置等代表性成果；长期与中国国内外企业和研发机构广泛合作，推动科研成果进行产业化应用。

  从“衣被天下”到“编织世界”，随着高技术纺织品助力行业应用边界无限拓展，纺织实现“无限替代”的梦想正在实现，而且还在更多未知应用领域拓展。

  医科与工科、医疗与纺织，看似风马牛不相及的领域，其实息息相关。近日，在武汉市第四医院高水平质量的发展论坛暨学术活动月开幕式上，中国工程院院士、武汉纺织大学党委副书记、校长徐卫林以“生物医用纺织制品技术现状与趋势”为主题，就纺织技术在医疗领域的研究、应用、发展前途等，进行了详细介绍，会后接受了极目新闻记者的采访。

  比如在航空航天领域，宇航服、火箭导弹外壳等都是纤维编织复合而成的，有一款波音飞机的外壳，大量使用的就是加强碳纤维复合材料。其实人体内也有包含大量纤维材料的增强的器官，如果把很多细胞拿掉，它呈现的就是纤维网。大自然里面到处都是纤维，可能有成千上万种，只是人类很聪明，把长而细，有足够强度的天然纤维拿来用。

  首先，我们要知道纤维是什么，纤维材料分天然纤维材料和合成纤维。天然纤维是我们熟悉的棉、麻、丝毛等大多数来源于天然的材料，舒适性好，可降解，但量很有限。合成纤维是涤纶、腈纶、尼龙等材料，量非常大，强力相对高，在物理形态上可以无限细、长，但不可降解。所以我们这些年针对合成纤维材料的绿色可循环再生、可降解的问题研究越来越多。

  纤维能在各行各业被深入应用，是因为其具有三大特点，首先纤维材料沿长度方向的比强度和其他的材料相比具有绝对的优势，使纤维材料轻却强度高，像超高音速导弹的外壳往往选择纤维材质；其次纤维的比表面积可以无限大，使纤维可以很细，具有吸水、过滤等功效；最后，纤维十分柔软，借助于现代化的编织技术能任意编织。纺织就是编织纤维的手段，纤维通过纺织与所有的领域结合。

  特种涤纶纤维在人体内具有较为稳定、可靠的力学性能，耐老化性能，又可以很好地编织成各种形态的血管。目前，很多大口径的人造血管是用特种涤纶纤维编织的。聚四氟乙烯用于加工的人造血管的膨体部分，膨体中间有很多微孔，像要发泡一样可以伸缩。

  功能性纤维在医学领域的运用，特别是进入人体的运用，一定要具有人体内的友好性，即要具备生物相容性，不被人体排斥更不会破坏人体结构；化学稳定性，不会被人体内复杂的生物环境影响；可降解与吸收性，主要是针对需要暂时植入或留置在人体内的纤维制品能在一段时间后被人们的身体吸收或排出。

  如以可吸收、降解、抗炎的缝合线，大幅度减少了患者再次拆线的痛苦，减少创口感染；水凝胶敷料极大缓解了儿童手术缝合后的适应困难，无需用针线缝合伤口，不易留疤；人造血管、人造骨骼、人造皮肤等，解决了自体移植在数量和长度上的限制，给患者带来更多的治疗机会。

  特别是现在纺织技术的成熟，将壳聚糖、海藻酸、丝蛋白等更具生物性质的化合物与纤维结合，研制出更能适应人体环境的产品。比如常见的疝气补片，最早是采用银细丝、不锈钢和钽纱做成的，易引起腹壁僵硬和高感染率、高并发症的发生。后来，疝气补片经历了聚乙烯补片、聚丙烯、聚四氟乙烯等技术改善。目前，我们在研究在疝气补片的网片上聚合可降解弹性体涂层制造抗粘附生物可吸收补片，不但可以耐感染、完全可吸收，相容性良好，还能够在一定程度上促进疝气修复的效果。

  中国纺织工业联合会“十四五”规划里面对纺织产业的规划有三个关键词：科技、时尚、绿色。但在《“健康中国2030”规划纲要》的指导下，健康也是现代人越来越注重的要素，绿色也是健康生产、健康生活的方式之一。因此，也经常有学者呼吁对纺织产业的规划要有健康，要顺应大健康的社会持续健康发展趋势。

  全世界每年有约500万名的终末期肾病患者需要透析治疗，每年有100万心脏搭桥患者要用到人造血管。目前我国市面上进口的人造血管内皮化效果不好，易形成血栓和内膜增生，最后导致移植失败。未来的人造血管要向小于八毫米的更小口径发展，特别是要解决小口径血管远离心脏时，在很小的力下能够收缩膨胀，不会堵住的问题。

  目前在骨科领域虽有合作，但仍有许多空白。例如在骨缺损治疗方面，骨组织工程则能解决自体移植和同种异体移植的限制。除了基本的骨材料支撑功能，研究人员正在研究可载药的骨修复支架，运用特定生物材料制作的载药骨修复支架能够达到改善骨重塑和缓解全身骨质疏松。

  智能监测纺织品是未来医疗与纺织结合的研究重点，比如智能化石膏绷带的想法。许多骨科患者在愈合期间需要打石膏绷带固定，但石膏绷带十分厚重且是硬邦邦一大块，但患者在不同恢复期以及不一样的部位需要的压力和温度是不一样的。如果能研制出智能、舒适性好，压力更贴合不同恢复期状况的绷带，让患者在恢复的过程中更舒适也更科学地帮助其迅速恢复。