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产业用针织结构纺织品应用(6): 手术中的恒温纺织品

已有 2278 次阅读 2016-11-20 20:10 |系统分类:科研笔记

产业用针织结构纺织品应用

——手术中的恒温纺织品

 

一场外科手术对于一个被麻痹的病人来说不仅意味着身体受侵,它也影响体能管理系统。当外科医生用刀具和解剖刀进行手术时,病人的身体产生相当少的热量,而且很快变冷。蒸发热量的散失和水洗溶液也会导致身体体温骤降。如果体内温度降到低于35摄氏度,身体将变得过冷,这种情况称为低温,而与此相关的许多并发症早已在大量的医学文献中有所讨论,其中的例子包括令人难受的颤抖和血液凝固机制逐渐增强的敏感性。为预防此情况发生,手术时体内温度应保持在35.5~37摄氏度之间,这个温度范围特别适合于儿童和老年病人。幼儿还不能通过肌肉颤抖产生热量,且他们的身体相对体重而言具有很大的体表面积。而对于老年病人来说,他们逐渐衰退的代谢率和与年龄相关的状况,以及这些因素对体温调节能力的影响,造成了低温所引发的风险性增大。

我们需要新的理念来预防手术台上病人的寒冷,其中之一就是在手术过程中积极提供热量。

1.目的

Thüringia-Vogtland纺织研究所(TITV)正在第AiF 14542 BR 号研究项目的框架下致力于用于维持病人体温的纺织系统这一课题,并正在寻求采用经编间隔织物来供应电能的各种方法,这可以作为一种有效的热源。为达到此目的,织物发热导体可以与间隔织物相结合。原则上,它们可以采用三种不同的技术与织物相结合:

*将导体纺织品基体层压复合

*用导电纱线嵌入织物

*在三维经编织物的间隔织区域内加入导电纱线

将导体元件直接放入间隔区域内彼证明是最具前景的方法,因此这是随后工作的重点。

第一阶段包括测试用于三维经编织物的导电纱线状材料的适用范围。该研究检查密实的金属复丝材料、碳纤维和导电合成聚合物类型。除了研究织物加工技术,这项研究的目标在于研究加热及后整理阶段热导体的性能,重点在于开发一种经济的加工技术,以及一种可使导电导电材料与发热织物相结合的可逆技术。

2.经编织物生产过程中加入纺织品发热导体

双针床拉舍尔经编技术是生产三维织物基本最经济的、技术上最有趣的加工技术之一,因为可用这种技术生产大量具有不同花纹和特性的经编间隔织物。

在研究过程中,采用由卡尔迈耶纺织机械有限公司生产的带有六把地梳、机号为E221×1 RD 6N型拉舍尔机。这是一种现代化的生产机器,它可用于开发与生产随后无论何时都可被再加工的基体。

对间隔织物的研究始于对现有的经编结构进行基础测试,目的在于检测导电纱的持续性,以及将其加入基体的可行性。

将导电纱线(具有织物特性的金属包覆聚合物,碳纤维和金属复丝)作为单纱以一种特定的纱线张力加入编织过程。这些导电元素通过在中间的地梳上引入纱线实现无变形地喂入,这种地梳在花纹滚筒转动过程中仅产生振动,可以防止功能性纱线被织入织物表面和反面。热导体不会像预期的那样位于中间,即间隔织物的交叉点,也不会靠近由GB5GB6形成的织物区域。这种排列方式具有很多优点。一方面,间隔织物中封闭的空气作为绝缘体可防止热量被向下辐射。另一方面,通过将发热纱线织入织物表面,只要将有着发热系统的一侧靠近身体,就可以产生热量,并被紧靠的人体利用,而无任何热量损失,使用织物时产生的热量就可以被最优化的利用。

实验显示采用这里所描述的技术,有可能成功将给予碳纤维、金属包覆聚合物纱和金属复丝的导电纱加入到三维织物经编织物中去。

3.采用刺绣技术与模块连接

与传统的可加热基体相比,这种发热织物是以独立的成品网状和卷状形式而加以编织的。随后将加热模块从网上切割下来。刺绣技术被用于与连接装置相接触。该技术提供:

*选择电路排列的灵活性

*应用刺绣用纱线来适应电流密度的可能性

*设计连接点时的灵活性

*独立定位加热元件的可能性

事实上,没有任何其他的织物加工过程能以这样一种有效的、实用而灵活的方法提供将新型三维发热织物更好地连接到供电体上的预期效果。

4.总结

将发热导体加入经编间隔织物的间隔区域,而不需要任何附加的编制,是一项是用于生产发热和转移热量的纺织品的理想技术。它能使热量输出来适应前面提到的特殊用途,而且这个用于电接触的灵活系统可以经济地实施生产。

通过测量表面的热量值和温度分度值,以及评估生理参数,说明所开发的样品在医学上的应用很理想,特别是预防低温,以及用于急诊时,例如营救寒冷环境中的伤者。通过控制系统运用电池供能源,可加热的三维经编织物能够用来生产轻便灵活而且可靠的便携式系统。

来自《经编实践》2008.No.1   P23-24

 

 

 



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