以色列开发纳米纺织抗菌妙方

陈雪春

声化学与纳米的完美结合

全世界的医院和医疗保健机构已有多种纺织品的抗菌处理方法，但这些方法都被认为存在耐用性、生产效率或整体效力方面的潜在忧虑。对此以色列纳米纺织公司即将面市的创新型纺织品抗菌处理工艺，能为医院提供期盼已久的理想良方。这项技术是由以色列巴伊兰大学阿隆·柯登肯教授、伊拉娜·佩雷尔斯坦博士及其团队首创，该技术需使用声化学法将纳米颗粒附着在纤维和织物上。

该技术的主要优点是可让任何现成的织物具有抗菌性。这种处理完全不会改变织物的颜色或物理特性且整个过程非常经济有效。如在医院里这种技术可用于员工制服、患者睡衣、床单、毛毯、窗帘等表面抗菌，以大大降低发病率和死亡率，同时减少患者的住院费用。

以色列开发纺织纳米技术很早，他们一直致力于将纳米颗粒应用商业技术。这家公司已获得巴伊兰大学的国际版权，包括这项技术获得的专利及之前提交的专利申请——该技术在美国、以色列和欧洲已获得专利，但在亚洲地区仍在待批中。现今纳米纺织公司的主要重点放在全面实施纳米颗粒应用技术上，包括生产策略和商业产品销售。

该公司也积极争取确保融资的水平，并努力开发具有工业规模的加工设备以便将技术引入全球市场。初步的市场渗透工作将集中在拥有140亿美元且不断增长的医疗纺织品市场上，当然其他市场和机会也在调研中。尽管全世界的医院对感染的控制都有很大的改善，但每年仍有超过300万患者在住院期间感染死亡。研究显示，整个欧盟10名患者中就有1名在医院被感染。随着细菌对抗生素的抵抗性越来越大，寻求新的解决方案的需求越来越迫切。

用超声波处理纳米溶液

这项纳米技术的创新始于柯登肯教授10多年前开展的一项调查，他当时参与了一项研究项目，即为以色列士兵生产一种可穿一个多星期而不必洗涤的袜子。而臭袜子发出的恶臭本质上是由细菌引起的。柯登肯意识到，若能消除细菌，那么臭味也就消失了。抗菌的需要引发了对纳米颗粒和超声波技术的进一步研究，他们从欧盟第七框架计划中获得1200万欧元的资金支持以繼续研究，这使柯登肯团队能够充分开发制造抗菌织物的理念。

开创性的一步处理技术基本包括让织物通过氧化锌纳米颗粒溶液的同时再用超声波穿透处理。氧化锌（用于洗涤剂、面霜和防晒剂）以其抗菌性闻名，长期以来被食品和药物管理局认定为人类可安全接触的化学物质。

这项技术成功的秘诀在于充分利用纳米颗粒结合声化学，使其产生奇特的涂层效果。当纳米颗粒在含有醋酸锌的溶液中遇到超声波时，处理过程就开始了。从泡沫形成、变大到破裂，整个过程产生高温。而气泡破裂时则会形成氧化锌纳米颗粒，若泡沫在织物表面周围破裂，液体的微射流将新形成的纳米颗粒高速向织物表面喷射。这些颗粒由于产生的巨大冲击力而被嵌入织物中。该方法的适用性在于几乎可以让任何现成的织物抗菌，无论它是天然的还是人造的，都不会对织物构成品质问题（包括手感、色调、吸光度以及其他性质）和产生任何不利影响或造成损害。

他们首先创建了两条能生产宽达50厘米织物的概念性试点生产线，用于推进技术和支撑后续试验。限制这两条生产线仍在使用，生产出额外的样品并加深对生产过程的了解。实验室测试和评估显示，使用氧化锌纳米颗粒的方法在生产抗菌性织物方面非常有效，确实能防止医院感染的传播并减少交叉污染。测试集中在医生鉴定的8种特定类型的细菌上，这8种细菌是威胁人类最为严重存在最大潜在风险。而这种抗菌模式能有效处理并消除织物上这8种细菌，更重要的是在长时间洗涤后这种纳米颗粒还能继续保持灭菌效果。显微镜分析的照片显示工业洗涤后抗菌氧化锌纳米粒子的保持。

进一步评估表明，氧化锌使用过程看起来不会损害织物质量、外观或触感，也不会改变织物颜色，因为非常小的氧化锌纳米颗粒没有明显的颜色。由于纳米颗粒能有效嵌入织物，所以抗菌性能中表现出的活性和耐久性是目前其他抗菌处理中所不具备的。研究发现由纳米纺织公司处理的织物即使在92℃下进行65次循环洗涤和在75℃下进行100次循环洗涤之后仍保持100%的抗菌性，均等于或高于医院行业标准。研究结果显示远超其他所有技术，令人兴奋的是，氧化锌还能杀死某些已经对抗生素产生抗性的细菌。

“异”和“精”创造无菌医院

这项技术已被欧洲许多研究机构确认并证实有效。与目前研发成熟的机械性能相比，机器的宽度和容量需要提升。虽然需要进行调试，但只是微小的调整。这项技术的诞生意味着相关的生产线也需要尽快研发出来，因此需要大量投资以迅速实现商业化。

由于迄今所有的工作都在专门制作的试验线上完成。这类试验线对加工宽度和速度都有限制，实际工艺成本尚未确定。但据专家说，如果这样，新增的直接成本估计不到10美分。这与目前同类技术使用的其他化学粘合剂的附加成本相近。显然，实际的最终成本将取决于织物类型，预处理品质和待添加的纳米粒子的数量需要在全幅生产加工设备到达并运行时确定。真正投产时，成本可能会进一步降低。

这种抗菌技术的应用成本较高，但必须考虑用于医院和医疗卫生行业的任何现成织物和耐用抗菌织物系统的可接受问题。为预防医院感染性传播，减少患者和医务人员之间的交叉污染，需要显著降低二次感染率和更持久的抗菌效果，促使患者住院时间缩短，治疗效率更高。若成本过高，那么这将成为医疗保健巨大的经济负担，而其他领域又因技术的实施进一步提高成本。因此专家确信，这些潜在节省成本的意义很大，它将顺应纳米纺织的工艺并顺应大众能承受的成本。

以色列人历来认为，别人有的他们不稀罕；别人没有的，他们一定要有，而且一定要做得精。欧洲卫生部门对该技术表现出浓厚的兴趣并已开始下单。由于研发努力和最初确定的重点是针对医疗健康，该公司认为进入市场的最佳方式首先是医疗保健领域，然后等机会恰当时吸引其他市场。事实上，该技术的潜力远远超出医疗用途，它与其他各种行业都相关，比如交通行业的飞机、火车和高档车，服装行业的童装、运动服、内衣和袜子，娱乐和旅游业的餐饮、食品包装和酒店。专家确信，一旦这类技术应用于市场，那么世界上就可能出现无菌医院。这距离人类的梦想将越来越近。

（据美国《纺织世界》http：//www.textileworld.com/textile-world/features/2017/09/nanotechnology-prescription-for-antimicrobial-protection/近期资料）endprint