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

极目新闻记者 张屏

见习记者 赵雪纯

【资料图】

通讯员 刘戈

对话人物：

徐卫林，1969年4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。

徐卫林院士

对话背景：

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质量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、发展前景等，进行了详细介绍，会后接受了极目新闻记者的采访。

活动现场

最柔的也是最刚的，纺织“无限替代”

极目新闻记者：中国纺织工业联合会副会长李陵申对纺织的总结是“世界是编织出来的！”怎么理解这句话？

徐卫林：纤维已经深入到各行各业，从传统的家用纺织品到建筑、通讯、海运、航空、医疗卫生等领域，组成了庞大的纺织轮。功能性纤维的发展是现代纤维科学进步的象征。功能纤维、差别化纤维和高性能纤维的发展为传统纺织工业的技术创新、向高科技产业的转化创造了有利条件。

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。

极目新闻记者：纤维到底有什么样的特性，可以如此广泛地应用？

徐卫林：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、丝毛等主要来自天然的材料，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可以任意编织。纺织就是编织纤维的手段，纤维通过纺织与各个领域结合。

极目新闻记者：人体内也有包含大量纤维材料的增强的器官，徐院士的团队之前也做过人造血管的研究，那什么样的材料可以做人造器官？

徐卫林：目前有很多人造器官已经推到了临床应用阶段，比如人造皮肤、人造血管、人造骨骼等。目前，人造血管一般采取两类纤维材料，一类是不含有毒元素的特种涤纶纤维，一类是聚四氟乙烯。

特种涤纶纤维在人体内具有比较稳定、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。

极目新闻记者：纺织与医疗卫生领域的融合离不开功能性纤维，请问什么是功能性纤维？

徐卫林：功能性纤维是指在纤维现有的性能之外，再同时附加上某些特殊功能的纤维，如光导纤维，生物活性纤维，弹性纤维等等。比如肾透析用的中空纤维膜是中空的，血液从中间进去，可以从四周出来，而中间的微孔很小很小，只有纳米级。

功能性纤维在医学领域的运用，特别是进入人体的运用，必须具备人体内的友好性，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体吸收或排出。

“医工融合”，迈向科技与舒适的医疗

极目新闻记者：纺织在医疗卫生领域已经有了哪些成就？功能性纤维在医疗领域有哪些优势？

徐卫林：小到处理伤口的纱布和缝线，大到移植置换手术所使用的人造血管、人造韧带和骨骼支架，都离不开纺织技术。纺织和医疗卫生的交叉融合度很深。

如以可吸收、降解、抗炎的缝合线，大大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，容易造成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，不仅可以耐感染、完全可吸收，相容性良好，还可以促进疝气修复的效果。

极目新闻记者：我们国家目前在这方面的研究水平在国际上处于什么层级？目前在研发的过程中有没有遇到困难？

徐卫林：中国的纤维加工总量大概占世界的60%，中国的纺织技术进步也非常快。但是，中国在生物医用的纤维制品的方面还处于发展中，跟发达国家相比有一些差距。国家发改委、工信部等相关部委都在鼓励和支持创新型的纤维的生物用制品的开发。

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发展趋势。

在困难方面，生物医用纤维面临原料的选择、制备工艺、纤维设计及其应用上的挑战。特别是在具体应用中，织物的灵敏性与稳定性、相关数据的采集与传输、织物能源的供应，甚至研发制造的成本，都给我们带来不小的挑战。但在未来，希望能加强“产学研”结合，不断完整产业链，实现产业化的转化。

极目新闻记者：纺织与医疗卫生结合后，还能为大众带来哪些惊喜？

徐卫林：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，最终导致移植失败。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，骨组织工程则可以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可以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同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快速恢复。

（图片来源：武汉市第四医院高质量发展论坛）

（来源：极目新闻）