1、医用压力袜用纱线抗菌整理研究,东华大学专业硕士毕业论文答辩,目录,世界各国下肢静脉曲张发病率,中国下肢静脉曲张发病率,加拿大 20%,美国 30%,法国 40%,意大利 35.5%,西班牙 40%,印度 25%,40%,下肢静脉疾病治疗方法,日常行为习惯改变穿着静脉曲张压力袜( Medical compression stockings，MCS)药物治疗,保守治疗,传统手术治疗；新兴手术治疗传统手术治疗：包括高位结扎加剥术、腔 镜下交通支离断术和单纯缝扎法新兴手术治疗：方法包括激光疗法、透光直视旋切术、静脉腔内微波射频闭合术、静脉内血管硬化术、经皮静脉生物瓣膜植入术、导管电凝法等,手术治疗,机
2、械预防如抗血栓袜（Anti-Embolism Stockings，AES）间歇充气加压装置( Intermittent Pneumatic Compression Devices，IPCDs )脚脉冲设备（Foot Impulse Devices，FIDs）,机械预防,医药预防,压力袜在纺织领域的定义是使用具有一定弹性的纱线为原料，利用针织结构的弹性织造的袜身可产生梯度压力的一种纺织袜制品。,医用压力袜,其主要的作用机理是在脚踝处产生最大的压力，膝盖或者大腿部位产生最小的压力，利用这种压力梯度改善机体内部的血液循环，从而达到预防和治疗腿部疾病的效果。,医用压力袜（MGCS），顾名思义，是一种医
3、用压力袜制品。,医用压力袜治疗的优点,穿着不方便，舒适性差,压力梯度不匀,滋生细菌,国内压力袜大部分原料是尼龙，不能很好的控制压力，导致袜身压力均一，没有压力梯度;98%压力袜不能产生理想压力梯度，超过一半会产生止血带效应,静脉曲张袜由于其高弹力与高强力的要求，纱线原料均为莱卡和锦纶等化学纤维，透气性和吸湿性较差。长期穿着人体感觉不舒适且容易导致细菌滋生，引起小红疹。,紧绷；穿着困难；闷热,1 关红涛. 医用压力袜纺织结构及其力学性能研究 D; 东华大学, 2014.2 LIU R. Comfort and mechanical function of compression stocking
4、s D; The Hong Kong Polytechnic University, 2006.3欧亚. 医用静脉曲张弹力袜的制备与性能研究 D; 浙江理工大学, 2014.4 Best A J, Williams S, Crozier A, et al.Graded compression stockings in elective orthopaedic surgeryJ. The Journal of Bone and Joint Surgery, 2000,82:116-118.5 Liu R, Kwork Y L, Li Y, et al. Objective evaluation
5、of skin pressure distribution of graduated elastic compression stockingsJ. Dermatologic Surgery, 2005, 31(6): 615-624.,目前该研究领域依然存在一些未解决的问题，诸如标准的制定是否应将AES和MES合并、压力测试中充气囊大小对实验数据的影响、改变生产工艺以提高压力袜质量、压力袜抗菌等。同时有研究者也开始挑战Sigel的研究结论，提出“渐进梯度”理论，根据这一理论制备的MGCS已经在一些实验中得到肯定，但是这一理论的正确性依然需要更多的实验证明。,普通人使用,临床医疗,病人运动量少
6、或者基本无运动量，容易滋生细菌,对术后伤口起保护作用,其他医疗功效,出汗、穿鞋等易滋生细菌,功能性纺织品需求,对制造商而言,增加产品附加价值,适应市场需求,对部分皮肤病起到杀菌作用,GB/T 20944.3 2008纺织品抗菌性能评价第3部分：振荡法,革兰氏阳性细菌：金黄色葡萄球菌（ATCC 6538）革兰氏阴性细菌：大肠杆菌 （ATCC 25922）,常温型小样染色机可见光分光光度计,1,2,3,4,抗菌评价方法研究,抗菌整理参数与抗菌性能评价,抗菌整理工艺参数的优化,抗菌整理耐久性的研究,基于振荡法标准和比浊法，绘制实验用SA和EC菌液的标准曲线，并以此代替标准中的平板计数法，间接评价纱线
7、的抗菌效果。,分别使用SCJ-891和SCJ-963两种抗菌剂处理纱线，并进行单因子抗菌评价实验。,以抑菌率作为正交实验的主要评价指标，并结合纱线力学性能的变化，分析得出实验室使用SCJ-891和SCJ-963两种抗菌剂进行抗菌整理的最优化参数组合。,对整理后纱线进行不同次数的洗涤，然后测试其抗菌效果，对比评价SCJ-891和SCJ-963两种抗菌剂的耐洗涤性能。,灭菌,配置营养液,接种,摇菌,扩大培养,摇菌,实验,标准曲线,固,液,SA 或 EC,371，180r/min,SA:14h；EC:12.5h,50mL,3mL,371173r/min2.5h,TTT,1/2,对半稀释法绘制标准曲线
8、,时间阶梯法绘制标准曲线,对半稀释法是指以扩大培养得到的菌液为初始浓度菌液，标记为浓度“1”，然后对菌液对半稀释，相应的得到“0.5”浓度菌液，以此类推，最后稀释得到浓度标记为“0.25”、“0.125”、“0.0625”和“0.03125”的菌液。 每一次对半稀释之前，必须让菌液充分均匀，实验条件下可手动摇菌80次，即视为菌液均匀。使用分光光度计对以上6个浓度标记的菌液进行实验，得到6个OD值，然后采用平板计数法得到相应菌液细菌菌落数，即可绘制标准曲线，该曲线即为对半稀释法标准曲线。,时间阶梯法是以一定浓度的菌液为初始菌液，用移液枪取该菌液10ml，标记为“0”浓度菌液，放入4冰箱保存，然后
9、将剩余菌液继续放入恒温摇床摇菌，每隔15分钟取出10ml，以此类推，从而得到具有一定浓度梯度的样品组。用该样品组绘制得到的曲线即为时间梯度法标准曲线。,TTT,1/2,AT试样抑菌率；Wt对照样所属菌液活菌浓度；Qt抗菌织物/纱线（或未抗菌处理织物/纱线）试样所属菌液活菌浓度；W0“零时间”菌液活菌浓度。,扩大培养获得相应菌液之后，进行一定倍数的稀释，然后用分光光度计测试菌液OD值，标记为A0。实验后空白对照（只加入菌液）及对照样（标准棉）接触菌液OD值分别为C0和Ct，抗菌纱线和未处理纱线OD值分别为Yt和Y0。为方便接下来的实验记录，统一将A0、C0、Ct、Y0归为对照组，而Yt则为实验组
10、。,操作简便、实验周期短、可重复性好，并可同时进行大批量抗菌效果评价实验。,实验方法,绕纱,束纱,浸渍法,烘干,称重,振荡法,Abs值,0.1g10mL3个平行样241，150r/min，18hSCJ-891；SCJ-963浴比抗菌剂用量pH保温时间,891浴比单因子,表3-2 891浴比单因子实验参数表,表3-3a 891浴比单因子实验SA对照组OD值测试结果,表3-4a 891浴比单因子实验EC对照组OD值测试结果,891浴比单因子实验结果,表3-3b 891浴比单因子实验SA实验组OD值与抑菌率,表3-4b 891浴比单因子实验EC实验组OD值与抑菌率,891单因子实验结果,1:15、1
11、:20,4.5,大于45min,大于8%,963浴比单因子,SCJ-963是由A和B两种组分组成，配置溶液时要计算好相应组分的量，实验中A、B组分一般按4：1配置。,在配置时将A、B组分用量分别扩大四倍，为保证浴比一致，也将用水量扩大四倍，充分搅拌均匀后，忽略抗菌剂体积，取1/4溶液进行实验。,在调配溶液时，首先在烧杯中加入一定水，然后加入一定量A组分，搅拌均匀后加入B组分，之后加入剩余水。,表3-14 963浴比单因子实验参数表,963单因子实验结果,1:15、1:20和1:25,大于6%,大于30min,5、5.5,实验指标,正交实验表,因素及水平,抗菌效果和拉伸性能；纱线对SA抑菌率及定
12、伸长弹性回复率；夹持器隔距50mm；拉伸速度500mm/min；预张力0.38cN；拉伸率300%；每一组试验拉伸10根。,L9 (34)正交表；四因素三水平无空白列正交实验，为估计实验误差，需进行重复实验三次。,表4-1 SCJ-891实验因素水平表,表4-2 SCJ-963实验因素水平表,表4-6 SCJ-891正交试验方案与直观分析表,未经整理实验纱线回复率平均值（20根）：97.94%,图4-1 因素-水平效应图,对AT-SA而言，最优参数组合为 D3B3 A2C2；对弹性回复率而言，最优参数组合为 B1C1A3D2,表4-8a SCJ-891 对SA抑菌作用主体间效应检验方差分析表,
13、R 方 = .940（调整 R 方 = .913）,表4-8b SCJ-891 对弹性回复率主体间效应检验方差分析表,R 方 = .379（调整 R 方 = .103）,弹性回复率的降低，主要原因是锦纶耐湿热性较差，在湿热条件下容易发生收缩，沸水收缩率高达11.5%。实验用氨纶/锦纶包覆纱是以氨纶为芯，外包两层锦纶纱线，整理后锦纶纱线发生收缩卷曲，影响纱线的包覆作用，导致纱线外层包覆变松，从而使得弹性性能变差,认为弹性回复率不能作为评判因素主次和显著性的指标，因此，仅将AT-SA作为实验指标，即抗菌整理最优的参数组合为D3B3A2C2。,值得注意的是，这里指的pH不显著，是在pH=4.5-6.
14、5范围内，换句话说，只要pH在这一范围内，控制浴比、抗菌剂用量和保温时间不变，最终得到的纱线抑菌率差异不大，又从章节3.3.4中我们知道，抑菌率的最大值也在这个范围内，而图3-4中出现的波动可认定为操作失误导致，由此，SCJ-891的最优化参数组合可改为D3B3A2C。,表4-10 SCJ-963正交试验方案与直观分析表,表4-11 SCJ-963 对SA抑菌作用主体间效应检验方差分析表,R 方 = .691（调整 R 方 = .554）,图4-2 因素-水平效应图,使用SCJ-963进行纱线抗菌整理的最优化参数组合为A2B2C2D1。D为保温时间，在不显著的情况下，选择最短时间，降低功耗，提
15、高效率。,图4-3 两种抗菌剂正交试验AT-SA结果雷达分布图,从图中我们看出，SCJ-963主要分布在外环，且数据比较规整，而SCJ-891参差分布在内环，说明SCJ-963在较低水平参数下，整理所得的纱线抑菌率普遍高于SCJ-891，即SCJ-963性能更佳，更适于医用压力袜用纱线的抗菌整理。,60min、o.w.f为10%、浴比1:20以及PH=4.5-6.5,浴比1:20、o.w.f为6%、pH=5.5、保温时间30min,图4-4 验证实验优化效果对比图,表4-12 两种抗菌剂最优化组合验证实验AT-SA,优越值：超过所有实验结果百分率，上一分位线即表示优越值为75%。,SCJ-89
16、1优越值为89.7%，SCJ-963优越值为92.5%。,综合单因子和正交实验，SCJ-891、SCJ-963各53个数据点。,稍微拧干后,重复100次，每天10次,EC,SA,表4-14 纱线100次水洗AT值表,图4-5 水洗次数与AT值关系图,SCJ-891虽然能够通过价键结合固着在纤维上，但是键合力较弱，在经过一定次数水洗之后，部分抗菌剂大分子开始与纤维分离，从而抗菌效果开始下降。相比较而言，SCJ-963带有多个活性基团，除了能和纤维上的-OH、-NH等形成共价键外，还能在纤维表面缩聚成覆膜，与纤维合为一体，因此，能够在水洗100次后还能够保持原有的抗菌效果。,使用抗菌剂SCJ-89
17、1整理的纱线在水洗70次后，AT值开始出现明显下降，而使用SCJ-963整理的纱线在水洗100次后AT值变化不大。,本课题测得实验用SA和EC的对半稀释法标准曲线分别为y=7.4101x、 y=34.184；时间阶梯法标准曲线分别为y=7.0316x、y=33.773x。从曲线的拟合R2可知，对半稀释法结果线性拟合度较好。本课题使用的抗菌评价方法可间接计算出样品的抑菌率。该方法具有操作简便、实验周期短、可重复性好等优点，并可同时进行大批量抗菌效果评价实验。通过单因子实验发现，浴比、抗菌剂用量、PH值和保温时间四个因素对纱线的抗菌效果影响较大。一定条件下使用抗菌剂SCJ-891和SCJ-963对
18、纱线进行浸渍法抗菌整理，能使纱线获得较好的抗菌效果，且两种抗菌剂对SA的抗菌效果略好于对EC的抗菌效果。使用抗菌剂SCJ-891对医用压力袜用纱线抗菌整理最优化参数组合为D3B3A2C，即保温时间60min、o.w.f为10%、浴比1:20以及PH=4.5-6.5。因素PH在正交实验范围内对抑菌率影响不显著。使用SCJ-963对医用压力袜用纱线抗菌整理最优化参数组合为A2B2C2D1，即浴比1:20、o.w.f为6%、PH=5.5、浸渍时间30min。在正交实验范围内，浴比对指标影响极为显著，o.w.f和PH对指标影响显著，浸渍时间对指标影响不显著。试验所考虑的四个因素对纱线拉伸性能都没有显著
19、性影响，纱线经整理后弹性回复率的降低，主要原因是锦纶耐湿热性较差，在湿热条件下发生收缩，影响纱线的包覆作用，从而使得弹性性能变差。经SCJ-891和SCJ-963整理得到的纱线都具有很好的耐洗涤性，但前者在洗涤70次以后，抗菌效果开始下降，而后者在洗涤100次后抗菌效果变化不大。,综上所述，推荐使用SCJ-963对医用压力袜用纱线进行抗菌整理，整理最优化参数为：浴比1:20、o.w.f为6%、pH=5.5、浸渍时间30min。,1 关红涛. 医用压力袜纺织结构及其力学性能研究 D; 东华大学, 2014.2 LIU R. Comfort and mechanical function of c
20、ompression stockings D; The Hong Kong Polytechnic University, 2006.3欧亚. 医用静脉曲张弹力袜的制备与性能研究 D; 浙江理工大学, 2014.4 Best A J, Williams S, Crozier A, et al.Graded compression stockings in elective orthopaedic surgeryJ. The Journal of Bone and Joint Surgery, 2000,82:116-118.5 Liu R, Kwork Y L, Li Y, et al. Ob
21、jective evaluation of skin pressure distribution of graduated elastic compression stockingsJ. Dermatologic Surgery, 2005, 31(6): 615-624. 6于鲁晋. 助剂与酸性染料的相互作用及对锦纶染色的影响 D; 苏州大学, 2008.,在此，感谢硕士学习期间所有帮助过我的老师、同学们！特别感谢我的导师王璐教授，在我研究生期间对我的学习、科研、生活和工作方面的关心和帮助！感谢林婧老师在实验室时间安排上给予的帮助！感谢陪我一起学习、进步的纺硕1306班的同学们！感谢BMTM课题组给予我帮助的老师和同学们！,谢谢各位专家评审,
