医疗保健行业近年来蓬勃发展,其中医用纺织品作为关键的一环,其创新速度尤为显著。从专利公布的数据来看,美国、日本、印度和德国是医用纺织品创新增长排名前四位的国家,这种增长主要得益于纺织技术和医疗材料的持续改进与创新。
融合了传感器技术的智能医用纺织品,正逐渐在医疗领域展现出其独特的价值。通过在纺织品中嵌入传感器,这类产品能够实时监测和分析患者的健康状态,为医疗人员提供及时、准确的数据支持。以伤口愈合绷带为例,它们可以智能地检测伤口的类型和状况,并根据检测结果自动应用相应的愈合解决方案。这不仅提高了伤口愈合的效率,也减轻了患者的痛苦。
到2024年底,医疗保健领域的智能纺织品市场预计将达到约10亿美元规模。这一巨大的市场潜力正吸引着众多企业和研究机构纷纷涉足该领域,力求在这一新兴市场中占据一席之地。
在众多参与者中,不乏像苹果、三星和阿迪达斯这样的行业巨头。苹果已经为控制电子设备纺织品申请了专利,这一创新技术有望为用户带来全新的交互体验。而三星则推出了Human Fit系列,通过集成在健身服、男士西装甚至纽扣中的小传感器,满足消费者对健身追踪配件的日益增长的需求。
阿迪达斯等运动和服装公司也在积极探索智能织物的应用。他们为足球运动员开发了智能鞋垫,能够精确测量踢球、射门力量、距离和速度,为运动员提供个性化的训练建议。此外,由彪马前高管创立的Nextiles初创公司也获得了“智能织物”专利,这种新型材料能够捕获生物识别数据,为医疗保健领域提供新的数据获取方式。
除了企业的积极投入,新加坡国立大学、南方科技大学、青岛大学和斯坦福大学等高校都在智能纺织品领域取得了显著的研究成果,为这一领域的发展提供了坚实的理论支持。
新加坡国立大学研发了一项名为“VeCare技术”的智能可穿戴传感器,它不仅能测量身体的酸度和温度,更能检测细菌类型并探测炎症因子。这款绷带配备了灵活的免疫传感器,通过电化学系统快速从伤口中识别多种慢性伤口特异性生物标志物,从而精准评估伤口的微环境、炎症和感染状态,并将数据无线传输到应用程序,方便用户随时查看。
新加坡国立大学与新加坡中央医院合作,对慢性下肢静脉溃疡患者进行了“VeCare”技术的临床测试。测试结果显示,该产品能够有效地评估慢性伤口状况,并通过及时的医疗干预,监测伤口愈合的进展。
青岛大学田明伟教授团队提出智能纺织新品研发与产业化方案,推动智能纺织品从研发迈向产业化。近年来,团队在智能纺织与健康监护装备方面取得显著成果,成功研发出具有自主知识产权的步态分析垫、睡姿监测床单、褥疮监测床垫、握力评估手套等纺织用传感器件,为健康监测提供重要技术支持。
斯坦福大学的研究团队成功利用3D打印技术开发出了一种应变传感器,该传感器能够无线监测癌症患者的肿瘤消退情况。这款设备由一层50纳米的金膜构成,它被滴铸在柔软的聚合物上,并封装在3D打印的外壳内。传感器能够直接包裹在肿瘤周围,随着肿瘤的进展而相应地膨胀和收缩。在此过程中,传感器会实时收集数据,为医生提供了一种低成本且可扩展的新方法,用以准确评估患者对治疗的反应。
纺织品传感器在生物医学领域的应用前景十分广阔。理想的传感器不仅具备监测功能,更能作为药物载体,在心脏数据异常时精准地将药物送入皮肤,实现及时救治。一些微型纤维传感器能够注入人体皮下,不仅起到支撑人体组织的作用,还能作为组织细胞生长的介质,进而实现特定的医疗目标。然而,实现这些功能的前提条件是传感器材料需要具有良好的生物相容性,而这是建立在日积月累的生物实验基础之上的。预计在不久的将来,纺织品传感器在生物医学领域将迎来一个蓬勃发展的时期。