在纺织行业向“大健康”领域延伸的浪潮中,如何将传统纺织技术与医学、材料学深度结合?如何在医用纺织品、智能穿戴等领域实现突破,为行业转型升级提供鲜活样本?《中国纺织报》记者近日专访了青岛大学教授房宽峻,探寻其团队在“纺织+大健康”领域的探索历程与未来愿景。
学科交叉寻找跨界融合基因
作为山东省高峰学科负责人、深耕纺织印染绿色技术的研究者,房宽峻早年便通过活性染料连续无盐清洁染色技术、废水近零排放技术等成果,为行业节能减排提供了重要技术支撑。近年来全球健康产业的爆发式增长,让肩负着学科发展使命的房宽峻敏锐地意识到,纺织作为与人体接触最密切的材料领域,天然具备向医疗、防护场景延伸的可能性。
至关重要的是,青岛大学的学科生态也成了跨界的“催化剂”。这所拥有国家级特色专业纺织科学与工程和省级临床重点专科的综合性大学,为纺织与医学的交叉融合搭建了天然桥梁。
“我们拥有纺织工程学院的技术积累、附属医院的临床资源,为什么不试试让纺织材料参与‘治病救人’?”房宽峻的提议,迅速凝聚成团队的战略方向。从医用纺织品的基础研究,到智能穿戴设备的原理探索,团队的跨界之旅正式启航。
近年来,口罩等防护用品的需求增长成为加速跨界的“助推器”。基于静电纺丝纳米纤维的研究基础,房宽峻团队仅用3个月就开发出透湿透气性优异的纳纤膜防护口罩。该口罩采用多层纳米纤维膜复合结构,纳米纤维直径只有一两百纳米,强度低,过滤效率达95%以上,透气性和舒适性远超普通无纺布口罩。当这款口罩被选定为2022年北京冬奥会运动员定制防护装备时,团队意识到:纺织与大健康的融合,不仅是技术创新,更是社会责任的担当。
房宽峻告诉记者,这款定制口罩是其带领团队与愉悦家纺有限公司(以下简称“愉悦家纺”)产学研合作的又一成果。与愉悦家纺10多年的产学研合作,让团队深刻感知市场变化。“企业的转型需求为跨界提供了持续动力。当企业从传统家纺产业向大健康产业融合发展时,我们的研究必须同步升级。”据介绍,双方联合开发的远红外理疗产品,正是基于企业对中老年健康市场的洞察。这种“需求导向”的研发模式,让实验室成果与市场需求始终同频共振。
硬核突破“卡脖子”难题
人造血管研发是房宽峻团队近年来挑战的又一个硬核领域。
人造血管在临床上分为大口径和小口径两种类型。临床常用的大口径人造血管(直径>6mm)主要用于主动脉疾病治疗、外周大血管疾病治疗和心脏大血管手术等重要领域,但国内长期依赖进口,价格高达2万元/根-4万元/根,且供应紧张。“动脉夹层(特别是A型)是一种需要紧急处理的致命性疾病。患者发病后,若不能及时置换病变血管段来重建主动脉血流通道,48小时内死亡率超50%,国产化是生命攸关的任务。”房宽峻说,此外,在胸腹主动脉瘤、主动脉缩窄等疾病的主动脉置换术中,大口径人造血管同样发挥着关键作用,帮助恢复正常的血流动力学状态。
研发初期,团队面临“无设备、无工艺、无标准”的困境:国外设备技术封锁,国内无先例可循。经过无数次失败和改进,房宽峻团队在仿生结构设计、精密织造工艺和生物涂层技术等方面实现关键突破:选用微米级纱线织造,其编织密度达每英寸数百针以上,构造适合内皮细胞黏附的孔径尺寸,利于内皮细胞的攀爬增长;表面的微孔化、多孔化,增加了内皮细胞与材料的结合力,实现长期抗血栓;生物涂层材料改性后血管表面结构能够适应人体血液进行自适应调节,产生了良好的抗凝血作用。经过溶血实验、血小板黏附实验等一系列实验,证明人造血管具有优异的血液相容性。
“这个过程可谓‘摸着石头过河’,完全依靠自主创新来设计开发整套生产系统。”房宽峻说,目前,团队已先后攻克了小动物试验和大动物试验中的各项技术难关,临床试验完成过半,初步结果显示,研发的大口径人工血管各项指标已达到进口产品水平,有望实现国产化突破,改变长期依赖进口的局面。
在智能可穿戴领域,团队通过纳米碳素材料与纤维的复合技术,将高导电性的碳基材料(如碳纳米管、石墨烯等)与传统纺织纤维结合,制备出具有远红外光发射功能的复合纤维。通电后,该纤维可发射与人体远红外光(8微米-14微米)高度匹配的电磁波,相似度达85%以上。“其核心机理是通过电致激发纳米碳素材料的电子跃迁,释放特定波长的远红外光,从而模拟人体自然辐射,增强生物效应。”房宽峻说。
构建“‘衣’疗健康”产品矩阵
基于跨学科技术突破,房宽峻团队构建起丰富的“‘衣’疗健康”产品矩阵。在碳基电致远红外光纤维领域,团队开发的复合纤维不仅具备理疗功能,还因纳米碳素材料的抑菌特性,对常见致病菌抑菌率超90%。依托该技术的披肩、床垫、汽车座椅等系列产品,形成“穿在身上的理疗师”应用场景,以轻薄安全的特性远销海内外。
针对纳米纤维材料的行业痛点,团队创新无针静电纺纳米纤维膜制备技术,攻克过滤效率与通气阻力的矛盾,研发出高效低阻空气过滤材料及高透湿防风防水复合面料。建成的3条规模化生产线覆盖汽车空滤、医用口罩、户外装备等多领域,其中高透湿“纳纤膜”口罩因可重复使用、亲肤舒适,至今仍受消费者青睐。
市场反馈显示,这类融合产品在老年群体和慢性病患者中接受度显著。如电致远红外光理疗床垫通过物理杀菌和低温保暖功能,替代传统化学药剂,提升健康睡眠体验;纳米纤维面料则为户外运动者解决透湿性难题,推动功能性服饰升级。
从技术转化看,房宽峻团队已累计申请专利138件,授权77件,实现从实验室到产业化的高效衔接。
谈及未来的发展和面临的挑战,房宽峻表示,传统纺织思维向医疗安全思维的转变是关键,需始终将产品安全性置于首位。未来1-3年,团队计划聚焦人造血管、红外纤维等领域深化市场导向研发,并探索人工智能、中医药与智能穿戴技术的融合路径,进一步拓展“‘衣’疗健康”场景。
在房宽峻看来,随着健康需求的持续释放,纺织与大健康融合领域有望在5-10年内迎来指数级增长。这既需要科研机构发挥学科交叉优势,也离不开政府政策引导与产学研协同,推动更多“会理疗的纺织品”从实验室走向大众生活,让纺织产业成为健康中国建设的新载体。
从纳米纤维口罩的应急创新,到人造血管的临床突破,房宽峻团队的实践印证:传统产业的升级密码,藏在跨界融合的创新思维里。当纺织纤维开始“对话”人体健康,一个“‘衣’疗健康”的全新时代正徐徐开启,等待更多创新者共同编织。