在紡織行業(yè)向“大健康”領(lǐng)域延伸的浪潮中,如何將傳統(tǒng)紡織技術(shù)與醫(yī)學(xué)、材料學(xué)深度結(jié)合?如何在醫(yī)用紡織品、智能穿戴等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供鮮活樣本?《中國紡織報(bào)》記者近日專訪了青島大學(xué)教授房寬峻,探尋其團(tuán)隊(duì)在“紡織+大健康”領(lǐng)域的探索歷程與未來愿景。
學(xué)科交叉尋找跨界融合基因
作為山東省高峰學(xué)科負(fù)責(zé)人、深耕紡織印染綠色技術(shù)的研究者,房寬峻早年便通過活性染料連續(xù)無鹽清潔染色技術(shù)、廢水近零排放技術(shù)等成果,為行業(yè)節(jié)能減排提供了重要技術(shù)支撐。近年來全球健康產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長,讓肩負(fù)著學(xué)科發(fā)展使命的房寬峻敏銳地意識到,紡織作為與人體接觸最密切的材料領(lǐng)域,天然具備向醫(yī)療、防護(hù)場景延伸的可能性。
至關(guān)重要的是,青島大學(xué)的學(xué)科生態(tài)也成了跨界的“催化劑”。這所擁有國家級特色專業(yè)紡織科學(xué)與工程和省級臨床重點(diǎn)?频木C合性大學(xué),為紡織與醫(yī)學(xué)的交叉融合搭建了天然橋梁。
“我們擁有紡織工程學(xué)院的技術(shù)積累、附屬醫(yī)院的臨床資源,為什么不試試讓紡織材料參與‘治病救人’?”房寬峻的提議,迅速凝聚成團(tuán)隊(duì)的戰(zhàn)略方向。從醫(yī)用紡織品的基礎(chǔ)研究,到智能穿戴設(shè)備的原理探索,團(tuán)隊(duì)的跨界之旅正式啟航。
近年來,口罩等防護(hù)用品的需求增長成為加速跨界的“助推器”;陟o電紡絲納米纖維的研究基礎(chǔ),房寬峻團(tuán)隊(duì)僅用3個(gè)月就開發(fā)出透濕透氣性優(yōu)異的納纖膜防護(hù)口罩。該口罩采用多層納米纖維膜復(fù)合結(jié)構(gòu),納米纖維直徑只有一兩百納米,強(qiáng)度低,過濾效率達(dá)95%以上,透氣性和舒適性遠(yuǎn)超普通無紡布口罩。當(dāng)這款口罩被選定為2022年北京冬奧會(huì)運(yùn)動(dòng)員定制防護(hù)裝備時(shí),團(tuán)隊(duì)意識到:紡織與大健康的融合,不僅是技術(shù)創(chuàng)新,更是社會(huì)責(zé)任的擔(dān)當(dāng)。
房寬峻告訴記者,這款定制口罩是其帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與愉悅家紡有限公司(以下簡稱“愉悅家紡”)產(chǎn)學(xué)研合作的又一成果。與愉悅家紡10多年的產(chǎn)學(xué)研合作,讓團(tuán)隊(duì)深刻感知市場變化!捌髽I(yè)的轉(zhuǎn)型需求為跨界提供了持續(xù)動(dòng)力。當(dāng)企業(yè)從傳統(tǒng)家紡產(chǎn)業(yè)向大健康產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展時(shí),我們的研究必須同步升級!睋(jù)介紹,雙方聯(lián)合開發(fā)的遠(yuǎn)紅外理療產(chǎn)品,正是基于企業(yè)對中老年健康市場的洞察。這種“需求導(dǎo)向”的研發(fā)模式,讓實(shí)驗(yàn)室成果與市場需求始終同頻共振。
硬核突破“卡脖子”難題
人造血管研發(fā)是房寬峻團(tuán)隊(duì)近年來挑戰(zhàn)的又一個(gè)硬核領(lǐng)域。
人造血管在臨床上分為大口徑和小口徑兩種類型。臨床常用的大口徑人造血管(直徑>6mm)主要用于主動(dòng)脈疾病治療、外周大血管疾病治療和心臟大血管手術(shù)等重要領(lǐng)域,但國內(nèi)長期依賴進(jìn)口,價(jià)格高達(dá)2萬元/根-4萬元/根,且供應(yīng)緊張!皠(dòng)脈夾層(特別是A型)是一種需要緊急處理的致命性疾病;颊甙l(fā)病后,若不能及時(shí)置換病變血管段來重建主動(dòng)脈血流通道,48小時(shí)內(nèi)死亡率超50%,國產(chǎn)化是生命攸關(guān)的任務(wù)!狈繉捑f,此外,在胸腹主動(dòng)脈瘤、主動(dòng)脈縮窄等疾病的主動(dòng)脈置換術(shù)中,大口徑人造血管同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用,幫助恢復(fù)正常的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。
研發(fā)初期,團(tuán)隊(duì)面臨“無設(shè)備、無工藝、無標(biāo)準(zhǔn)”的困境:國外設(shè)備技術(shù)封鎖,國內(nèi)無先例可循。經(jīng)過無數(shù)次失敗和改進(jìn),房寬峻團(tuán)隊(duì)在仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精密織造工藝和生物涂層技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵突破:選用微米級紗線織造,其編織密度達(dá)每英寸數(shù)百針以上,構(gòu)造適合內(nèi)皮細(xì)胞黏附的孔徑尺寸,利于內(nèi)皮細(xì)胞的攀爬增長;表面的微孔化、多孔化,增加了內(nèi)皮細(xì)胞與材料的結(jié)合力,實(shí)現(xiàn)長期抗血栓;生物涂層材料改性后血管表面結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)人體血液進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié),產(chǎn)生了良好的抗凝血作用。經(jīng)過溶血實(shí)驗(yàn)、血小板黏附實(shí)驗(yàn)等一系列實(shí)驗(yàn),證明人造血管具有優(yōu)異的血液相容性。
“這個(gè)過程可謂‘摸著石頭過河’,完全依靠自主創(chuàng)新來設(shè)計(jì)開發(fā)整套生產(chǎn)系統(tǒng)!狈繉捑f,目前,團(tuán)隊(duì)已先后攻克了小動(dòng)物試驗(yàn)和大動(dòng)物試驗(yàn)中的各項(xiàng)技術(shù)難關(guān),臨床試驗(yàn)完成過半,初步結(jié)果顯示,研發(fā)的大口徑人工血管各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品水平,有望實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化突破,改變長期依賴進(jìn)口的局面。
在智能可穿戴領(lǐng)域,團(tuán)隊(duì)通過納米碳素材料與纖維的復(fù)合技術(shù),將高導(dǎo)電性的碳基材料(如碳納米管、石墨烯等)與傳統(tǒng)紡織纖維結(jié)合,制備出具有遠(yuǎn)紅外光發(fā)射功能的復(fù)合纖維。通電后,該纖維可發(fā)射與人體遠(yuǎn)紅外光(8微米-14微米)高度匹配的電磁波,相似度達(dá)85%以上!捌浜诵臋C(jī)理是通過電致激發(fā)納米碳素材料的電子躍遷,釋放特定波長的遠(yuǎn)紅外光,從而模擬人體自然輻射,增強(qiáng)生物效應(yīng)!狈繉捑f。
構(gòu)建“‘衣’療健康”產(chǎn)品矩陣
基于跨學(xué)科技術(shù)突破,房寬峻團(tuán)隊(duì)構(gòu)建起豐富的“‘衣’療健康”產(chǎn)品矩陣。在碳基電致遠(yuǎn)紅外光纖維領(lǐng)域,團(tuán)隊(duì)開發(fā)的復(fù)合纖維不僅具備理療功能,還因納米碳素材料的抑菌特性,對常見致病菌抑菌率超90%。依托該技術(shù)的披肩、床墊、汽車座椅等系列產(chǎn)品,形成“穿在身上的理療師”應(yīng)用場景,以輕薄安全的特性遠(yuǎn)銷海內(nèi)外。
針對納米纖維材料的行業(yè)痛點(diǎn),團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新無針靜電紡納米纖維膜制備技術(shù),攻克過濾效率與通氣阻力的矛盾,研發(fā)出高效低阻空氣過濾材料及高透濕防風(fēng)防水復(fù)合面料。建成的3條規(guī);a(chǎn)線覆蓋汽車空濾、醫(yī)用口罩、戶外裝備等多領(lǐng)域,其中高透濕“納纖膜”口罩因可重復(fù)使用、親膚舒適,至今仍受消費(fèi)者青睞。
市場反饋顯示,這類融合產(chǎn)品在老年群體和慢性病患者中接受度顯著。如電致遠(yuǎn)紅外光理療床墊通過物理殺菌和低溫保暖功能,替代傳統(tǒng)化學(xué)藥劑,提升健康睡眠體驗(yàn);納米纖維面料則為戶外運(yùn)動(dòng)者解決透濕性難題,推動(dòng)功能性服飾升級。
從技術(shù)轉(zhuǎn)化看,房寬峻團(tuán)隊(duì)已累計(jì)申請專利138件,授權(quán)77件,實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的高效銜接。
談及未來的發(fā)展和面臨的挑戰(zhàn),房寬峻表示,傳統(tǒng)紡織思維向醫(yī)療安全思維的轉(zhuǎn)變是關(guān)鍵,需始終將產(chǎn)品安全性置于首位。未來1-3年,團(tuán)隊(duì)計(jì)劃聚焦人造血管、紅外纖維等領(lǐng)域深化市場導(dǎo)向研發(fā),并探索人工智能、中醫(yī)藥與智能穿戴技術(shù)的融合路徑,進(jìn)一步拓展“‘衣’療健康”場景。
在房寬峻看來,隨著健康需求的持續(xù)釋放,紡織與大健康融合領(lǐng)域有望在5-10年內(nèi)迎來指數(shù)級增長。這既需要科研機(jī)構(gòu)發(fā)揮學(xué)科交叉優(yōu)勢,也離不開政府政策引導(dǎo)與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同,推動(dòng)更多“會(huì)理療的紡織品”從實(shí)驗(yàn)室走向大眾生活,讓紡織產(chǎn)業(yè)成為健康中國建設(shè)的新載體。
從納米纖維口罩的應(yīng)急創(chuàng)新,到人造血管的臨床突破,房寬峻團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐印證:傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級密碼,藏在跨界融合的創(chuàng)新思維里。當(dāng)紡織纖維開始“對話”人體健康,一個(gè)“‘衣’療健康”的全新時(shí)代正徐徐開啟,等待更多創(chuàng)新者共同編織。