徐衛(wèi)林長期從事先進紡紗技術(shù)與紡織品領(lǐng)域的研究，圍繞超高支紗、柔潔紗、特種紗、紗線差別化、紗線與制品檢測等方面開展了技術(shù)創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化，在纖維、紗線、織物面料到先進檢測方法等方面獲得了一系列研究結(jié)論；積極組建獲批省部共建紡織新材料與先進加工技術(shù)國家重點實驗室等重大平臺，主持研制了嫦娥五號月面國旗、火星著陸巡視器耐高溫彈性密封裝置等代表性成果；長期與中國國內(nèi)外企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)廣泛合作，推動科研成果進行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
對話背景
從“衣被天下”到“編織世界”，隨著高技術(shù)紡織品助力行業(yè)應(yīng)用邊界無限拓展，紡織實現(xiàn)“無限替代”的夢想正在實現(xiàn)，而且還在更多未知應(yīng)用領(lǐng)域拓展。
醫(yī)科與工科、醫(yī)療與紡織，看似風(fēng)馬牛不相及的領(lǐng)域，其實息息相關(guān)。近日，在武漢市第四醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展論壇暨學(xué)術(shù)活動月開幕式上，中國工程院院士、武漢紡織大學(xué)黨委副書記、校長徐衛(wèi)林以“生物醫(yī)用紡織制品技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢”為主題，就紡織技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的研究、應(yīng)用、發(fā)展前景等，進行了詳細介紹，會后接受了采訪。
最柔的也是最剛的，紡織“無限替代”
記者：中國紡織工業(yè)聯(lián)合會副會長李陵申對紡織的總結(jié)是“世界是編織出來的！”怎么理解這句話？
徐衛(wèi)林：纖維已經(jīng)深入到各行各業(yè)，從傳統(tǒng)的家用紡織品到建筑、通訊、海運、航空、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域，組成了龐大的紡織輪。功能性纖維的發(fā)展是現(xiàn)代纖維科學(xué)進步的象征。功能纖維、差別化纖維和高性能纖維的發(fā)展為傳統(tǒng)紡織工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、向高科技產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了有利條件。
比如在航空航天領(lǐng)域，宇航服、火箭導(dǎo)彈外殼等都是纖維編織復(fù)合而成的，有一款波音飛機的外殼，大量使用的就是加強碳纖維復(fù)合材料。其實人體內(nèi)也有包含大量纖維材料的增強的器官，如果把很多細胞拿掉，它呈現(xiàn)的就是纖維網(wǎng)。大自然里面到處都是纖維，可能有成千上萬種，只是人類很聰明，把長而細，有足夠強度的天然纖維拿來用。
記者：纖維到底有什么樣的特性，可以如此廣泛地應(yīng)用？
徐衛(wèi)林：首先，我們要知道纖維是什么，纖維材料分天然纖維材料和合成纖維。天然纖維是我們熟悉的棉、麻、絲毛等主要來自天然的材料，舒適性好，可降解，但量很有限。合成纖維是滌綸、腈綸、尼龍等材料，量非常大，強力相對高，在物理形態(tài)上可以無限細、長，但不可降解。所以我們這些年針對合成纖維材料的綠色可循環(huán)再生、可降解的問題研究越來越多。
纖維能在各行各業(yè)被深入應(yīng)用，是因為其具有三大特點，首先纖維材料沿長度方向的比強度和其他的材料相比具有絕對的優(yōu)勢，使纖維材料輕卻強度高，像超高音速導(dǎo)彈的外殼往往選擇纖維材質(zhì)；其次纖維的比表面積可以無限大，使纖維可以很細，具有吸水、過濾等功效；最后，纖維十分柔軟，借助于現(xiàn)代化的編織技術(shù)可以任意編織。紡織就是編織纖維的手段，纖維通過紡織與各個領(lǐng)域結(jié)合。
記者：人體內(nèi)也有包含大量纖維材料的增強的器官，徐院士的團隊之前也做過人造血管的研究，那什么樣的材料可以做人造器官？
徐衛(wèi)林：目前有很多人造器官已經(jīng)推到了臨床應(yīng)用階段，比如人造皮膚、人造血管、人造骨骼等。目前，人造血管一般采取兩類纖維材料，一類是不含有毒元素的特種滌綸纖維，一類是聚四氟乙烯。
特種滌綸纖維在人體內(nèi)具有比較穩(wěn)定、可靠的力學(xué)性能，耐老化性能，又可以很好地編織成各種形態(tài)的血管。目前，很多大口徑的人造血管是用特種滌綸纖維編織的。聚四氟乙烯用于加工的人造血管的膨體部分，膨體中間有很多微孔，像要發(fā)泡一樣可以伸縮。
記者：紡織與醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的融合離不開功能性纖維，請問什么是功能性纖維？
徐衛(wèi)林：功能性纖維是指在纖維現(xiàn)有的性能之外，再同時附加上某些特殊功能的纖維，如光導(dǎo)纖維，生物活性纖維，彈性纖維等等。比如腎透析用的中空纖維膜是中空的，血液從中間進去，可以從四周出來，而中間的微孔很小很小，只有納米級。
功能性纖維在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的運用，特別是進入人體的運用，必須具備人體內(nèi)的友好性，即要具備生物相容性，不被人體排斥更不會破壞人體結(jié)構(gòu)；化學(xué)穩(wěn)定性，不會被人體內(nèi)復(fù)雜的生物環(huán)境影響；可降解與吸收性，主要是針對需要暫時植入或留置在人體內(nèi)的纖維制品能在一段時間后被人體吸收或排出。
“醫(yī)工融合”，邁向科技與舒適的醫(yī)療
記者：紡織在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域已經(jīng)有了哪些成就？功能性纖維在醫(yī)療領(lǐng)域有哪些優(yōu)勢？
徐衛(wèi)林：小到處理傷口的紗布和縫線，大到移植置換手術(shù)所使用的人造血管、人造韌帶和骨骼支架，都離不開紡織技術(shù)。紡織和醫(yī)療衛(wèi)生的交叉融合度很深。
如以可吸收、降解、抗炎的縫合線，大大減少了患者再次拆線的痛苦，減少創(chuàng)口感染；水凝膠敷料極大緩解了兒童手術(shù)縫合后的適應(yīng)困難，無需用針線縫合傷口，不易留疤；人造血管、人造骨骼、人造皮膚等，解決了自體移植在數(shù)量和長度上的限制，給患者帶來更多的治療機會。
特別是現(xiàn)在紡織技術(shù)的成熟，將殼聚糖、海藻酸、絲蛋白等更具生物性質(zhì)的化合物與纖維結(jié)合，研制出更能適應(yīng)人體環(huán)境的產(chǎn)品。比如常見的疝氣補片，最早是采用銀細絲、不銹鋼和鉭紗做成的，容易造成腹壁僵硬和高感染率、高并發(fā)癥的發(fā)生。后來，疝氣補片經(jīng)歷了聚乙烯補片、聚丙烯、聚四氟乙烯等技術(shù)改善。目前，我們在研究在疝氣補片的網(wǎng)片上聚合可降解彈性體涂層制造抗粘附生物可吸收補片，不僅可以耐感染、完全可吸收，相容性良好，還可以促進疝氣修復(fù)的效果。
記者：我們國家目前在這方面的研究水平在國際上處于什么層級？目前在研發(fā)的過程中有沒有遇到困難？
徐衛(wèi)林：中國的纖維加工總量大概占世界的60%，中國的紡織技術(shù)進步也非常快。但是，中國在生物醫(yī)用的纖維制品的方面還處于發(fā)展中，跟發(fā)達國家相比有一些差距。國家發(fā)改委、工信部等相關(guān)部委都在鼓勵和支持創(chuàng)新型的纖維的生物用制品的開發(fā)。
中國紡織工業(yè)聯(lián)合會“十四五”規(guī)劃里面對紡織產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃有三個關(guān)鍵詞：科技、時尚、綠色。但在《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》的指導(dǎo)下，健康也是現(xiàn)代人越來越注重的要素，綠色也是健康生產(chǎn)、健康生活的方式之一。因此，也經(jīng)常有學(xué)者呼吁對紡織產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃要有健康，要順應(yīng)大健康的社會發(fā)展趨勢。
在困難方面，生物醫(yī)用纖維面臨原料的選擇、制備工藝、纖維設(shè)計及其應(yīng)用上的挑戰(zhàn)。特別是在具體應(yīng)用中，織物的靈敏性與穩(wěn)定性、相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與傳輸、織物能源的供應(yīng)，甚至研發(fā)制造的成本，都給我們帶來不小的挑戰(zhàn)。但在未來，希望能加強“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合，不斷完整產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化。
記者：紡織與醫(yī)療衛(wèi)生結(jié)合后，還能為大眾帶來哪些驚喜？
徐衛(wèi)林：全世界每年有約500萬名的終末期腎病患者需要透析治療，每年有100萬心臟搭橋患者要用到人造血管。目前我國市面上進口的人造血管內(nèi)皮化效果不好，易形成血栓和內(nèi)膜增生，最終導(dǎo)致移植失敗。未來的人造血管要向小于八毫米的更小口徑發(fā)展，特別是要解決小口徑血管遠離心臟時，在很小的力下能夠收縮膨脹，不會堵住的問題。
目前在骨科領(lǐng)域雖有合作，但仍有許多空白。例如在骨缺損治療方面，骨組織工程則可以解決自體移植和同種異體移植的限制。除了基本的骨材料支撐功能，研究人員正在研究可載藥的骨修復(fù)支架，運用特定生物材料制作的載藥骨修復(fù)支架可以達到改善骨重塑和緩解全身骨質(zhì)疏松。
智能監(jiān)測紡織品是未來醫(yī)療與紡織結(jié)合的研究重點，比如智能化石膏繃帶的想法。許多骨科患者在愈合期間需要打石膏繃帶固定，但石膏繃帶十分厚重且是硬邦邦一大塊，但患者在不同恢復(fù)期以及不同部位需要的壓力和溫度是不一樣的。如果能研制出智能、舒適性好，壓力更貼合不同恢復(fù)期狀況的繃帶，讓患者在恢復(fù)的過程中更舒適也更科學(xué)地幫助其快速恢復(fù)。
