以色列開發(fā)納米紡織抗菌妙方

陳雪春

聲化學與納米的完美結(jié)合

全世界的醫(yī)院和醫(yī)療保健機構(gòu)已有多種紡織品的抗菌處理方法，但這些方法都被認為存在耐用性、生產(chǎn)效率或整體效力方面的潛在憂慮。對此以色列納米紡織公司即將面市的創(chuàng)新型紡織品抗菌處理工藝，能為醫(yī)院提供期盼已久的理想良方。這項技術(shù)是由以色列巴伊蘭大學阿隆·柯登肯教授、伊拉娜·佩雷爾斯坦博士及其團隊首創(chuàng)，該技術(shù)需使用聲化學法將納米顆粒附著在纖維和織物上。

該技術(shù)的主要優(yōu)點是可讓任何現(xiàn)成的織物具有抗菌性。這種處理完全不會改變織物的顏色或物理特性且整個過程非常經(jīng)濟有效。如在醫(yī)院里這種技術(shù)可用于員工制服、患者睡衣、床單、毛毯、窗簾等表面抗菌，以大大降低發(fā)病率和死亡率，同時減少患者的住院費用。

以色列開發(fā)紡織納米技術(shù)很早，他們一直致力于將納米顆粒應(yīng)用商業(yè)技術(shù)。這家公司已獲得巴伊蘭大學的國際版權(quán)，包括這項技術(shù)獲得的專利及之前提交的專利申請——該技術(shù)在美國、以色列和歐洲已獲得專利，但在亞洲地區(qū)仍在待批中?，F(xiàn)今納米紡織公司的主要重點放在全面實施納米顆粒應(yīng)用技術(shù)上，包括生產(chǎn)策略和商業(yè)產(chǎn)品銷售。

該公司也積極爭取確保融資的水平，并努力開發(fā)具有工業(yè)規(guī)模的加工設(shè)備以便將技術(shù)引入全球市場。初步的市場滲透工作將集中在擁有140億美元且不斷增長的醫(yī)療紡織品市場上，當然其他市場和機會也在調(diào)研中。盡管全世界的醫(yī)院對感染的控制都有很大的改善，但每年仍有超過300萬患者在住院期間感染死亡。研究顯示，整個歐盟10名患者中就有1名在醫(yī)院被感染。隨著細菌對抗生素的抵抗性越來越大，尋求新的解決方案的需求越來越迫切。

用超聲波處理納米溶液

這項納米技術(shù)的創(chuàng)新始于柯登肯教授10多年前開展的一項調(diào)查，他當時參與了一項研究項目，即為以色列士兵生產(chǎn)一種可穿一個多星期而不必洗滌的襪子。而臭襪子發(fā)出的惡臭本質(zhì)上是由細菌引起的?？碌强弦庾R到，若能消除細菌，那么臭味也就消失了。抗菌的需要引發(fā)了對納米顆粒和超聲波技術(shù)的進一步研究，他們從歐盟第七框架計劃中獲得1200萬歐元的資金支持以繼續(xù)研究，這使柯登肯團隊能夠充分開發(fā)制造抗菌織物的理念。

開創(chuàng)性的一步處理技術(shù)基本包括讓織物通過氧化鋅納米顆粒溶液的同時再用超聲波穿透處理。氧化鋅（用于洗滌劑、面霜和防曬劑）以其抗菌性聞名，長期以來被食品和藥物管理局認定為人類可安全接觸的化學物質(zhì)。

這項技術(shù)成功的秘訣在于充分利用納米顆粒結(jié)合聲化學，使其產(chǎn)生奇特的涂層效果。當納米顆粒在含有醋酸鋅的溶液中遇到超聲波時，處理過程就開始了。從泡沫形成、變大到破裂，整個過程產(chǎn)生高溫。而氣泡破裂時則會形成氧化鋅納米顆粒，若泡沫在織物表面周圍破裂，液體的微射流將新形成的納米顆粒高速向織物表面噴射。這些顆粒由于產(chǎn)生的巨大沖擊力而被嵌入織物中。該方法的適用性在于幾乎可以讓任何現(xiàn)成的織物抗菌，無論它是天然的還是人造的，都不會對織物構(gòu)成品質(zhì)問題（包括手感、色調(diào)、吸光度以及其他性質(zhì)）和產(chǎn)生任何不利影響或造成損害。

他們首先創(chuàng)建了兩條能生產(chǎn)寬達50厘米織物的概念性試點生產(chǎn)線，用于推進技術(shù)和支撐后續(xù)試驗。限制這兩條生產(chǎn)線仍在使用，生產(chǎn)出額外的樣品并加深對生產(chǎn)過程的了解。實驗室測試和評估顯示，使用氧化鋅納米顆粒的方法在生產(chǎn)抗菌性織物方面非常有效，確實能防止醫(yī)院感染的傳播并減少交叉污染。測試集中在醫(yī)生鑒定的8種特定類型的細菌上，這8種細菌是威脅人類最為嚴重存在最大潛在風險。而這種抗菌模式能有效處理并消除織物上這8種細菌，更重要的是在長時間洗滌后這種納米顆粒還能繼續(xù)保持滅菌效果。顯微鏡分析的照片顯示工業(yè)洗滌后抗菌氧化鋅納米粒子的保持。

進一步評估表明，氧化鋅使用過程看起來不會損害織物質(zhì)量、外觀或觸感，也不會改變織物顏色，因為非常小的氧化鋅納米顆粒沒有明顯的顏色。由于納米顆粒能有效嵌入織物，所以抗菌性能中表現(xiàn)出的活性和耐久性是目前其他抗菌處理中所不具備的。研究發(fā)現(xiàn)由納米紡織公司處理的織物即使在92℃下進行65次循環(huán)洗滌和在75℃下進行100次循環(huán)洗滌之后仍保持100%的抗菌性，均等于或高于醫(yī)院行業(yè)標準。研究結(jié)果顯示遠超其他所有技術(shù)，令人興奮的是，氧化鋅還能殺死某些已經(jīng)對抗生素產(chǎn)生抗性的細菌。

“異”和“精”創(chuàng)造無菌醫(yī)院

這項技術(shù)已被歐洲許多研究機構(gòu)確認并證實有效。與目前研發(fā)成熟的機械性能相比，機器的寬度和容量需要提升。雖然需要進行調(diào)試，但只是微小的調(diào)整。這項技術(shù)的誕生意味著相關(guān)的生產(chǎn)線也需要盡快研發(fā)出來，因此需要大量投資以迅速實現(xiàn)商業(yè)化。

由于迄今所有的工作都在專門制作的試驗線上完成。這類試驗線對加工寬度和速度都有限制，實際工藝成本尚未確定。但據(jù)專家說，如果這樣，新增的直接成本估計不到10美分。這與目前同類技術(shù)使用的其他化學粘合劑的附加成本相近。顯然，實際的最終成本將取決于織物類型，預處理品質(zhì)和待添加的納米粒子的數(shù)量需要在全幅生產(chǎn)加工設(shè)備到達并運行時確定。真正投產(chǎn)時，成本可能會進一步降低。

這種抗菌技術(shù)的應(yīng)用成本較高，但必須考慮用于醫(yī)院和醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的任何現(xiàn)成織物和耐用抗菌織物系統(tǒng)的可接受問題。為預防醫(yī)院感染性傳播，減少患者和醫(yī)務(wù)人員之間的交叉污染，需要顯著降低二次感染率和更持久的抗菌效果，促使患者住院時間縮短，治療效率更高。若成本過高，那么這將成為醫(yī)療保健巨大的經(jīng)濟負擔，而其他領(lǐng)域又因技術(shù)的實施進一步提高成本。因此專家確信，這些潛在節(jié)省成本的意義很大，它將順應(yīng)納米紡織的工藝并順應(yīng)大眾能承受的成本。

以色列人歷來認為，別人有的他們不稀罕；別人沒有的，他們一定要有，而且一定要做得精。歐洲衛(wèi)生部門對該技術(shù)表現(xiàn)出濃厚的興趣并已開始下單。由于研發(fā)努力和最初確定的重點是針對醫(yī)療健康，該公司認為進入市場的最佳方式首先是醫(yī)療保健領(lǐng)域，然后等機會恰當時吸引其他市場。事實上，該技術(shù)的潛力遠遠超出醫(yī)療用途，它與其他各種行業(yè)都相關(guān)，比如交通行業(yè)的飛機、火車和高檔車，服裝行業(yè)的童裝、運動服、內(nèi)衣和襪子，娛樂和旅游業(yè)的餐飲、食品包裝和酒店。專家確信，一旦這類技術(shù)應(yīng)用于市場，那么世界上就可能出現(xiàn)無菌醫(yī)院。這距離人類的夢想將越來越近。

（據(jù)美國《紡織世界》http：//www.textileworld.com/textile-world/features/2017/09/nanotechnology-prescription-for-antimicrobial-protection/近期資料）endprint