蚕丝在药物和医疗方面的开发应用
2022-11-25胡海
胡 海
(辽宁柞蚕丝绸科学研究院有限责任公司,辽宁 丹东 118000)
已经开发的药物保健纤维以及药物织物商品大多数均为人造丝或化纤丝,而具有卫生保健功能的蚕丝纤维在医药、医疗方面的开发还甚少。在提倡回归大自然和保护环境的今天,作为天然纤维的真丝纤维在药物纤维的选材上应更有竞争力,更具有优势。
蚕丝作为一种生物性原料,与人体的角质和胶原构成一样为蛋白质纤维,结构十分相似,具有很好的生物相容性,且具有良好的透气、吸湿等物理性能。近几年来国内外研究人员一直在努力开拓蚕丝的新用途,并已在食品、保健品、化妆品等方面开发出多种产品。蚕丝是由丝素与丝胶组成,这两大组成部分在医药和医疗方面都有着广泛的应用空间。
一、丝素的应用
丝素现已应用于外科手术缝合、创面覆盖材料、抗凝血材料、透析膜、隐形眼镜、人工角膜、人工肌肉和人工皮肤等方面,目前又有研究人员指出可将丝素凝胶和多孔材料用于药物释放材料、细胞培养基等,并有相关的报导。
最近,科研人员将蚕丝粉体和聚氨酯作为基本材料,模仿人体血管的3层结构,研制出了与人体血管结构相同、功能相近的高仿生小口径人工血管,获得了国家技术发明二等奖,随后获得国家专利认证。
二、丝胶的应用
丝胶包裹在丝素外围,对丝素起保护作用,在染色与整理时丝胶将会被除去。在缫丝厂的煮茧和缫丝车间排放的污水中以及丝绸练染厂的精练液中均含有大量丝胶,开发利用丝胶对于化废为宝,防止丝胶污水对环境的污染以及提高丝胶的利用价值均有积极的意义。将丝胶加入到化妆品中能起保湿作用,并能抑制黑色素的生成从而有效地预防日晒后皮肤晒黑。丝胶还具有抗氧化功能,能抵御紫外线、日光、微波、化学物质、大气污染物对肌肤的侵蚀,丝胶能很好地抑制活性氧的发生,防止皮肤起皱老化。在这一方面,已开发出以丝胶为主要添加剂的化妆品,并已广泛应用于市场。
丝胶还可作为食品营养添加剂和油脂类食品的天然抗氧化剂,以延长油脂的保质期。另外,用丝胶对化纤纺织品进行涂层,开发出床上用品、内裤、汗衫等,这些经过丝胶涂层处理的织物,由于纤维外层被丝胶覆盖,避免了化学纤维对皮肤的刺激。经丝胶涂层的纺织物具有显著的抗菌效果,并具有抗静电功能,因而,丝胶可作为一种新型纺织品保健卫生材料。用丝胶让鼠添食,研究发现鼠结肠癌的几率与数量都得到了控制,说明丝胶有望被开发成结肠癌的化学预防药剂。对于丝胶还有待进一步的研究,相信随着人们对此项研究工作的不断深入,丝胶将会有更多的功能被开发利用。
三、纤维的应用
如今城市生活中的雾霾、汽车尾气等对人们身体健康造成了威胁,中国人正在面临比较严峻的健康问题和人口老龄化问题。随着人们的健康保护意识和运动需求的不断提升,各种医疗健康设备将逐渐走向大众视野,其中,可穿戴医疗设备的需求也在不断上升。这些医疗设备中能够感受外部微小应力的压力传感器是其中的重要组成部分。这些微型的压力传感器能够对环境中微小的压力变化作出响应,将压力信号包括手指的运动和心脏的跳动等压力信号等转变为电信号,实现实时医疗检测。
目前基于电容、压电、压阻和摩擦效应制备的触感皮肤已经被实现,这些基于超薄无机硅、柔性弹性体、导电聚合物和离子凝胶等的传感器具有高灵敏度和优异的柔性和可拉伸性,但是这些器件的制备过程复杂且大多数是在高分子聚合物基底上,难以集成在智能服装上。另外,这些基于高分子膜的压力传感器不透气,不能很好地满足皮肤的散热和透气需求。蚕丝纤维是很好的解决方案,因为其柔软、透气、轻薄,与皮肤有很好的贴附性。由于丝纤维本身是由直径微米级别的纤维束组成,束与束之间、纤维与纤维之间是多孔结构,可以提供大量的比表面积,从而大幅度提高压力传感器的灵敏度,这意味着微小的压力变化即可引起传感器的响应。这种纤维触觉传感器可以直接贴附在皮肤上来探测脉搏信号,可以用作动脉僵硬度的诊断。还可以设计一个大面积织物的压力传感器阵列,来实时、动态地描绘压力分布。而这些不需要外部传感器,仅仅需要我们普通的衣物就可以实现。
药物纤维的开发技术主要以两种形式存在,一是织物,二是纤维。在发展卫生保健织物的过程中,功能后整理技术和功能纤维技术一直在竞相发展。从目前的开发经验来看,开发卫生功能纤维是在织物整理技术基础上发展起来的,但针对功能效果、耐久性、安全性和服用性进行比较,功能纤维要优于后整理织物。所以开发功能性蚕丝纤维是发展趋势。