医用防护服结构的优化设计

郝学峰，肖宏瑶

（内蒙古工业大学 轻工与纺织学院，内蒙古 呼和浩特 010080）

1 国内外医用防护服的现状分析

1.1 医用防护服的现状

医用防护服是医务人员进入感染区域所穿的防护性服装，其作用是隔离病菌、有害超细粉尘、酸碱性溶液、电磁辐射等，保证穿戴人员的安全[1]。在各个国家和地区都有相应标准，国际上较通用的是美国NFPA标准和欧盟的EN标准，很多国家针对不同种类的医用防护服建立了不同的标准，体系已较为完善[2]。现在市场上医用防护服种类繁多，其中，政府疾控中心、卫生医疗机构、中心医院较常使用的（一次性防护服）是胶条型医用防护服，在一些疾控实例中（如 SARS、地震、甲型 H1N1流感、H7N9 禽流感等）均有使用。其次是针对不同场合使用的医疗防护服，灭菌型一次性医用防护服和加强型胶条医用防护服。我国自SARS疫情后逐步加大医用防护服的生产和研发力度。“十一五”期间，生物医药卫生纺织品行业就被列入发展名单。“十二五”期间，医卫纺织品被列为全国重点发展的产业项目并给予政策支持。“十三五”以来依旧保持13.6%的增速，尤其在“一带一路”倡议下会继续保持高速增长[3]。

1.2 医用防护服主要存在的问题

世界各地频繁爆发各类疫情使得医用防护装备的重要性越来越受到重视，我国近些年在这方面也做了一些调整和改进，但在实际应用时还是存在一些缺陷和不足，尤其在防护服装结构和功能的设计上缺乏系统化研究。新型冠状病毒的突袭，更加暴露了国内在这一领域研究的弱势。无数的事实证明，有效的防护装备能够降低医务人员的感染率[4]，这正是进行防护装功能结构设计的关注点和依据。

传统的医用防护服常设计为宽松肥大的一体式结构，采用衣身、护目镜、口罩、手套帽子和鞋子分开的设计，层层束裹，不仅透气性差，时间过长的情况下脸部、手腕会形成深深的勒痕，严重的话会导致皮肤破裂。特别是工作时上衣、帽子、手套等结合处会突然出现分离，极大地影响了医护人员的工作效率，使其存在被感染的风险。医护人员在工作中长时间处于闷热潮湿的状态，对正常工作造成了极大的负面影响，不仅不能对人体起到保护作用，还会影响工作效率。尤其在疫情期间，病毒肆虐，由于防护服配套设施跟不上，导致医护人员在抢救患者时被感染，有的甚至为此献出了宝贵的生命。

2 防护服结构优化设计中的关键技术与创新之处

2.1 防护服结构优化设计中的关键技术

防护服的设计及开发是一个较新的领域，系统化的功能性结构设计有待深入研究和开发。在医用防护服的结构优化设计过程中要将以下几点作为关键技术突破。

（1）易穿易脱，密封性强。

（2）手腕处封闭性差，衣袖与手套结合处牢固度不高，剧烈活动易造成感染。

（3）连帽结构易造成颈部活动受限，需合理设计颈部结构线分配，适当松量。

（4）脚部连裤设计需考虑鞋底摩擦受力破损的可能性，解决局部加厚的密封性。

（5）腰部松量配置既不能太大，阻碍行动；也不能太小，束缚人体的正常运动。

（6）号型与尺寸规格设置，根据男体与女体的体型特点，细化尺寸规格设计，尽量满足各类体型人群的需求。

2.2 创新之处

从医用防护服的外观、服装结构、号型规格、功能性等方面进行研究，创新之处主要包括以下几点。

（1）完善医用防护服结构、规范号型规格以及功能。

（2）提高人体舒适度，增加服装密闭性，合理配置结构参数。

（3）在充分发挥面料防病毒功能的基础上，减少套件形式，简化结构。

（4）局部设计更为合理，尺寸规格设置符合人体要求，突出美学功能性设计，舒缓医务人员及患者的情绪。

3 医用防护服结构的优化设计

医用防护服结构的优化是以功能设计为重点，局部功能为设计主体，最大限度地达到设计的功效性能，强化防护服局部功能性的特定要求，达到比传统性防护服更理想、针对性更强的防护目的。

3.1 开合部位的设置

病毒空气传播途径主要通过口、鼻、眼等部位感染，所以穿脱时要重点防护，避免经面部引发的感染。在结构设计上不仅要严格密闭，也要保证穿脱便捷[5]。在防护服的结构设计上要从服装的原理方面入手，前中位置、侧缝位置、后中位置设置开合门襟，通过试穿寻求既安全又方便的结构设计方法。

3.2 松量与合体度的控制

在工作过程中，防护服既要满足医护人员常规动作所需的服装松量，又不能因松量太大妨碍正常的行动。利用分割线、省道、褶锏等服装造型结构手段实现防护服的人体活动量需求，使服装更能适应动作机能需要。为了合身，可在后腰部进行褶裥处理，利用局部收紧或放松的方法满足动作需要。

3.3 连体防护帽的设计

将防护服的帽子与护目镜结合设计出新型连衣式透明防护面具，头套的前侧设置面罩，头套的下方连接衣身结构。此项改进将彻底解决医务人员长时间佩戴护目镜和口罩会对面部形成极大创伤的问题，极大地提高防护服穿着者的舒适度。防护帽与护目镜合为一体的头部结构设计以人性化和功能性为出发点，既保证整体密闭又有适当的空间增加舒适度，合理设计帽子与衣片的连接方式，将口罩、眼罩的造型有机融合在头部结构设计中，有效防护面部受感染。

3.4 强化袖口防护功能

防护服袖口是通过橡皮手套捆绑束缚防止手腕部位的病毒入侵。在工作过程中因频繁抬举、伸缩手臂，袖口与手套接口处很容易脱落，存在很大隐患。为此，应对袖口结构重新设计，在适当增加袖长同时改进袖口结构，便于手套固定，满足手臂大幅活动所需余量。通过增强袖口与手套腕部的密闭功能，提高防护服的整体安全性能。

3.5 胸部身份牌的设置

防护服的严密性导致几乎辨别不出穿着者的身份，给多位医护人员协同工作带来了很大的不便，为了便于及时找到特定职责的人员，只能将名字写在防护服的前胸或后背。因此，设置胸牌不仅能规范岗位职能，还可以快速分辨医务人员的身份[6]。

4 医用防护服的发展趋势

医用防护服已被各个国家作为系统研究的重要领域，尤其以面料功能的保障性和结构设计的合理性作为研究重点。我国医用防护服虽然起步较晚，却呈现出快速发展的趋势。高校和企业同步进行产品研发，防护性能从单一到复合方向发展。随着纺织基柔性传感器的发展，为医用防护服的智能化提供了可能。纺织基材柔性传感器是纺织材料和柔性传感器的结合，纺织基材具有高柔性、弹性、低成本及结构多元多维化、高亲肤性等特点，在其中结合电子、计算机等高新技术，能够实现一体化的智能纺织品，在医疗监控领域有着极其广阔的应用前景。