陳奕村 / 紡織產業綜合研究所
聚酯纖維為民生及工業上使用非常廣泛之纖維原料，主要原因為其成本低廉、加工容易以及穩定的物/化性。醫療用植入性人工材料中，常有以聚酯纖維為原料之紡織品，如人工韌帶、人工血管等；經過纖維結構及特徵的優化，配合各種型態的編織手法，能夠大幅提升聚酯纖維醫療紡織品的效能，達到與自體組織器官相似、增加手術成功率。本文將介紹聚酯纖維醫療紡織品之製程與發展。
【內文精選】
前 言
1941年，英國科學家率先製作出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維，因其具有強度大、壽命長、不易皺折、不易縮水、不易引起過敏、不發霉等純棉材質所沒有的特點，而廣泛地應用於民生及工業紡織品。近期研究發現，PET材料具有良好的力學性能和一定的生物相容性，並被FDA批准應用於醫學領域，包括人工血管、人工心臟瓣膜縫合環、心臟修補片和醫用縫合線。
聚酯纖維醫療產品應用
聚酯纖維應用於醫療紡織品相當廣泛，一般較常接觸的為拋棄式不織布防護產品，像是防護衣、防護墊、過濾材料等，此類醫療性聚酯纖維紡織品通常不會長時間直接接觸人體，更沒有與人體組織觸碰之機會，因此於原料及編織型態上較無嚴格規定，僅需符合使用規格。以下將介紹幾種聚酯纖維應用於植入式醫療材料之產品，其於材料特性及編織技法上皆有較高之規格。
1.人工心臟瓣膜
聚酯纖維作為功能織物的主要材料能夠提供強大的力學性能和強度穩定性，通過對紡織材料、結構設計和製備技術的優化，可以製備出滿足具有合適厚度、延展性和耐久性要求的人工心臟瓣膜（圖二）。另外，通過編織技術得到的瓣膜織物具有合適的孔隙度，便於細胞的貼附和增生，可確保移植後的生理穩定性。因此，在編織技術的基礎上進行人工心臟瓣膜的研發，是獲取理想人工瓣膜的重要方向。一般人工心臟瓣膜織物是採用針織方式製作，其中又分成經編組織（圖三(a)）和緯編組織（圖三(b)）。
圖三、心臟瓣膜紡織品編織手法示意圖(a)經編；(b)緯編組織
4.網狀植入支撐材
網狀植入材料（圖八）是一種廣泛運用於多種科別的醫療器材，主要用於修復受損脆弱組織之醫療產品，其由人體可吸收/不可吸收的合成材料，或是可吸收的生物性材質所構成。一般來說，合成高分子生醫材料具有較高之物理強度，形態上較難有柔軟度及服貼性；結合天然與合成高分子之複合生醫材料，透過材料的調配，則能提高醫材之適用性以達到器官組織結構支撐。
異形斷面聚酯纖維應用
PET具有良好的力學性能和一定的生物相容性，被FDA批准應用於醫學領域。聚酯材料沒有生物毒性，但因其分子結構對稱、結晶度較高、缺乏極性基團、親水性較差，不利於細胞黏附生長。如圖十一所示，開發異形斷面纖維(Profiled Fiber)，改變纖維表面特性，增加水分在聚酯的親和及傳導能力，並且藉由適當的形狀因子，誘導周圍細胞和組織的長入。高丹尼異形化聚酯纖維，在材料上考量異形化會弱化纖維總強力，使用分子量較高的聚酯(IV>0.6)，在模頭的設計上就要考量高溫和高黏度的黏彈效應，以確保紡織纖維與設計的異形度相近。由於高丹尼纖維由熔體冷卻速度慢，為維持整體結構均一冷卻，初紡速度低，再利用多段延伸與熱處理的方式，以達到高強度與低伸度的要求…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖十一、醫療用異形斷面聚酯纖維開發流程
★本文節錄自《工業材料雜誌》420期，更多資料請見下方附檔。