在紡織行業(yè)向“大健康”領域延伸的浪潮中,如何將傳統(tǒng)紡織技術與醫(yī)學、材料學深度結合?如何在醫(yī)用紡織品、智能穿戴等領域?qū)崿F(xiàn)突破,為行業(yè)轉型升級提供鮮活樣本?《中國紡織報》記者近日專訪了青島大學教授房寬峻,探尋其團隊在“紡織+大健康”領域的探索歷程與未來愿景。
學科交叉尋找跨界融合基因
作為山東省高峰學科負責人、深耕紡織印染綠色技術的研究者,房寬峻早年便通過活性染料連續(xù)無鹽清潔染色技術、廢水近零排放技術等成果,為行業(yè)節(jié)能減排提供了重要技術支撐。近年來全球健康產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長,讓肩負著學科發(fā)展使命的房寬峻敏銳地意識到,紡織作為與人體接觸最密切的材料領域,天然具備向醫(yī)療、防護場景延伸的可能性。
至關重要的是,青島大學的學科生態(tài)也成了跨界的“催化劑”。這所擁有國家級特色專業(yè)紡織科學與工程和省級臨床重點?频木C合性大學,為紡織與醫(yī)學的交叉融合搭建了天然橋梁。
“我們擁有紡織工程學院的技術積累、附屬醫(yī)院的臨床資源,為什么不試試讓紡織材料參與‘治病救人’?”房寬峻的提議,迅速凝聚成團隊的戰(zhàn)略方向。從醫(yī)用紡織品的基礎研究,到智能穿戴設備的原理探索,團隊的跨界之旅正式啟航。
近年來,口罩等防護用品的需求增長成為加速跨界的“助推器”;陟o電紡絲納米纖維的研究基礎,房寬峻團隊僅用3個月就開發(fā)出透濕透氣性優(yōu)異的納纖膜防護口罩。該口罩采用多層納米纖維膜復合結構,納米纖維直徑只有一兩百納米,強度低,過濾效率達95%以上,透氣性和舒適性遠超普通無紡布口罩。當這款口罩被選定為2022年北京冬奧會運動員定制防護裝備時,團隊意識到:紡織與大健康的融合,不僅是技術創(chuàng)新,更是社會責任的擔當。
房寬峻告訴記者,這款定制口罩是其帶領團隊與愉悅家紡有限公司(以下簡稱“愉悅家紡”)產(chǎn)學研合作的又一成果。與愉悅家紡10多年的產(chǎn)學研合作,讓團隊深刻感知市場變化!捌髽I(yè)的轉型需求為跨界提供了持續(xù)動力。當企業(yè)從傳統(tǒng)家紡產(chǎn)業(yè)向大健康產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展時,我們的研究必須同步升級!睋(jù)介紹,雙方聯(lián)合開發(fā)的遠紅外理療產(chǎn)品,正是基于企業(yè)對中老年健康市場的洞察。這種“需求導向”的研發(fā)模式,讓實驗室成果與市場需求始終同頻共振。
硬核突破“卡脖子”難題
人造血管研發(fā)是房寬峻團隊近年來挑戰(zhàn)的又一個硬核領域。
人造血管在臨床上分為大口徑和小口徑兩種類型。臨床常用的大口徑人造血管(直徑>6mm)主要用于主動脈疾病治療、外周大血管疾病治療和心臟大血管手術等重要領域,但國內(nèi)長期依賴進口,價格高達2萬元/根-4萬元/根,且供應緊張!皠用}夾層(特別是A型)是一種需要緊急處理的致命性疾病。患者發(fā)病后,若不能及時置換病變血管段來重建主動脈血流通道,48小時內(nèi)死亡率超50%,國產(chǎn)化是生命攸關的任務。”房寬峻說,此外,在胸腹主動脈瘤、主動脈縮窄等疾病的主動脈置換術中,大口徑人造血管同樣發(fā)揮著關鍵作用,幫助恢復正常的血流動力學狀態(tài)。
研發(fā)初期,團隊面臨“無設備、無工藝、無標準”的困境:國外設備技術封鎖,國內(nèi)無先例可循。經(jīng)過無數(shù)次失敗和改進,房寬峻團隊在仿生結構設計、精密織造工藝和生物涂層技術等方面實現(xiàn)關鍵突破:選用微米級紗線織造,其編織密度達每英寸數(shù)百針以上,構造適合內(nèi)皮細胞黏附的孔徑尺寸,利于內(nèi)皮細胞的攀爬增長;表面的微孔化、多孔化,增加了內(nèi)皮細胞與材料的結合力,實現(xiàn)長期抗血栓;生物涂層材料改性后血管表面結構能夠適應人體血液進行自適應調(diào)節(jié),產(chǎn)生了良好的抗凝血作用。經(jīng)過溶血實驗、血小板黏附實驗等一系列實驗,證明人造血管具有優(yōu)異的血液相容性。
“這個過程可謂‘摸著石頭過河’,完全依靠自主創(chuàng)新來設計開發(fā)整套生產(chǎn)系統(tǒng)!狈繉捑f,目前,團隊已先后攻克了小動物試驗和大動物試驗中的各項技術難關,臨床試驗完成過半,初步結果顯示,研發(fā)的大口徑人工血管各項指標已達到進口產(chǎn)品水平,有望實現(xiàn)國產(chǎn)化突破,改變長期依賴進口的局面。
在智能可穿戴領域,團隊通過納米碳素材料與纖維的復合技術,將高導電性的碳基材料(如碳納米管、石墨烯等)與傳統(tǒng)紡織纖維結合,制備出具有遠紅外光發(fā)射功能的復合纖維。通電后,該纖維可發(fā)射與人體遠紅外光(8微米-14微米)高度匹配的電磁波,相似度達85%以上!捌浜诵臋C理是通過電致激發(fā)納米碳素材料的電子躍遷,釋放特定波長的遠紅外光,從而模擬人體自然輻射,增強生物效應!狈繉捑f。
構建“‘衣’療健康”產(chǎn)品矩陣
基于跨學科技術突破,房寬峻團隊構建起豐富的“‘衣’療健康”產(chǎn)品矩陣。在碳基電致遠紅外光纖維領域,團隊開發(fā)的復合纖維不僅具備理療功能,還因納米碳素材料的抑菌特性,對常見致病菌抑菌率超90%。依托該技術的披肩、床墊、汽車座椅等系列產(chǎn)品,形成“穿在身上的理療師”應用場景,以輕薄安全的特性遠銷海內(nèi)外。
針對納米纖維材料的行業(yè)痛點,團隊創(chuàng)新無針靜電紡納米纖維膜制備技術,攻克過濾效率與通氣阻力的矛盾,研發(fā)出高效低阻空氣過濾材料及高透濕防風防水復合面料。建成的3條規(guī);a(chǎn)線覆蓋汽車空濾、醫(yī)用口罩、戶外裝備等多領域,其中高透濕“納纖膜”口罩因可重復使用、親膚舒適,至今仍受消費者青睞。
市場反饋顯示,這類融合產(chǎn)品在老年群體和慢性病患者中接受度顯著。如電致遠紅外光理療床墊通過物理殺菌和低溫保暖功能,替代傳統(tǒng)化學藥劑,提升健康睡眠體驗;納米纖維面料則為戶外運動者解決透濕性難題,推動功能性服飾升級。
從技術轉化看,房寬峻團隊已累計申請專利138件,授權77件,實現(xiàn)從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的高效銜接。
談及未來的發(fā)展和面臨的挑戰(zhàn),房寬峻表示,傳統(tǒng)紡織思維向醫(yī)療安全思維的轉變是關鍵,需始終將產(chǎn)品安全性置于首位。未來1-3年,團隊計劃聚焦人造血管、紅外纖維等領域深化市場導向研發(fā),并探索人工智能、中醫(yī)藥與智能穿戴技術的融合路徑,進一步拓展“‘衣’療健康”場景。
在房寬峻看來,隨著健康需求的持續(xù)釋放,紡織與大健康融合領域有望在5-10年內(nèi)迎來指數(shù)級增長。這既需要科研機構發(fā)揮學科交叉優(yōu)勢,也離不開政府政策引導與產(chǎn)學研協(xié)同,推動更多“會理療的紡織品”從實驗室走向大眾生活,讓紡織產(chǎn)業(yè)成為健康中國建設的新載體。
從納米纖維口罩的應急創(chuàng)新,到人造血管的臨床突破,房寬峻團隊的實踐印證:傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級密碼,藏在跨界融合的創(chuàng)新思維里。當紡織纖維開始“對話”人體健康,一個“‘衣’療健康”的全新時代正徐徐開啟,等待更多創(chuàng)新者共同編織。