新型高分子材料在皮肤防护中的应用
随着工业的发展和科技的进步，人们对皮肤防护用品有了更高的要求。对于个人防护装备，不仅要实现防护功能，更要求穿戴舒适、简单、轻便。同时，皮肤防护剂如日常的防晒霜等，也需要更加安全有效。新型高分子材料的发展及其在皮肤防护领域的应用使人们的这些需求得以部分实现。
1.新型高分子材料用于防护用品制造
（1）高性能防护服材料。
①聚对苯撑苯并双噁唑（poly（p-phenylene benzobisthiazole），PBO）纤维：PBO纤维是经液晶纺丝技术，由PBO制得的高性能纤维。这种纤维的强度和模量是目前最高的，被认为是超级纤维。通常，PBO纤维有4大优越性能：耐热和阻燃性能好；高强度、高模量、耐冲击和耐磨性强；化学稳定性强；表面粘接性能、耐光色牢度和染色性佳。PBO纤维可用于制作耐热、阻燃以及高强度和高拉力的防护服，如消防服、炉前工作服、焊接工作服、防切割工作服和安全手套等。
②聚苯并咪唑（PBI）纤维：PBI纤维的密度为1.43 g/cm3，强度和伸长与粘胶纤维相似。该材料的特点如下：a.优良的耐热性能，甚至可以在350℃左右的温度下长期使用；b.优良的纺织加工性能，其因具有较高的回潮率（约15％），在加工过程中不会产生静电；c.舒适性与天然纤维相似。PBI纤维可用来制作高温炉前工、焊接工、翻砂工的防护服，还可用于制作赛车服、飞行服、救生服等。
③聚四氟乙烯（PTFE）纤维：PTFE纤维的密度为2.2 g/cm3，其拉伸强度不高，约为13 cN/tex。该材料的特点如下：化学稳定性优异，其化学稳定性超过其他所有天然纤维和化学纤维；耐气候性最好，PTFE纤维既能在高温条件下使用，也能在低温条件下使用；具有抗辐射性能且无毒性。PTFE纤维在航空航天和医疗卫生领域有着重要用途，常被用于制作宇航服、屏蔽服和医疗防护服。
（2）防毒面罩材料：随着合成橡胶工业的发展，各国目前采用越来越多种类的综合性能优良的合成橡胶作为罩体材料，如丁基橡胶、氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、聚氨酯等。其中，溴化丁基橡胶和硅橡胶是两大罩体材料。溴化丁基橡胶在硫化速度、耐老化性、黏合性、耐气候性、耐疲劳性方面比其他丁基类橡胶优异，因而更适合用于罩体材料。而硅橡胶无味、无毒，具有优良的生理惰性和抗生理老化性，生物相容性优异，制成面罩后，其佩戴舒适性、适配性和面部密封性均非常好。
（3）口罩材料：医用口罩由口罩面体和拉紧带组成，其中口罩面体分为内、中、外三层，内层为亲肤材质（普通卫生纱布或无纺布）制成，中层为隔离过滤层（超细聚丙烯纤维熔喷材料层），外层为特殊材料抑菌层（无纺布或超薄聚丙烯熔喷材料层）。
口罩的防护性指标主要包括防护阻隔异物的过滤效率、防止外部液体侵入的防溅射性能和防止口罩形状不同而引起的异物吸入的密闭性。
长时间佩戴医用非织造口罩后，口罩的鼻梁条容易损伤鼻梁及颊部皮肤。同时，由于较差的吸湿性，这类口罩变湿后滤过性能会下降。此外，医用非织造口罩的原材料为热塑性聚合物，会加重后期处理的环保压力。
（4）防晒剂：新型防晒剂多应用纳米技术，主要分为两种：一种是将化妆品制成具有纳米级粒径的纳米粉体；另一种是使用纳米载体搭载紫外线吸收剂，常用的纳米载体主要包括脂质体、固体脂质纳米粒、纳米乳液、微球等。
物理性紫外线屏蔽剂中，氧化铁、二氧化钛、氧化锌、高岭土和滑石粉是常用的物质。通常纳米级粒子的粒径为几纳米或几十纳米，这种规格的二氧化钛、氧化锌、氧化铝或氧化铁等对紫外线具有良好的屏蔽作用。(https://www.daowen.com)
不同的载体直接影响着防晒剂的性能。目前，在防晒剂领域使用的纳米系统包括聚合物和中孔二氧化硅纳米颗粒、脂质纳米颗粒、纳米乳剂，而非纳米系统包括微粒/微球、脂质体和环糊精。将这些载体应用于化妆品中可以起到提高活性组分的稳定性、促进渗透和降低刺激性等作用：①减少活性物质与皮肤的直接接触，从而降低潜在的毒理学风险；②减少活性物质的光降解，稳定防晒剂；③增强紫外线活性物质的作用或者减少紫外线吸收剂的使用，提高防晒效果；④消除配方中各种成分之间可能发生的不良相互作用。
根据不同防晒剂的性质，可以将不同的防晒剂进行复配以加强防晒效果。UVA防晒剂与UVB防晒剂的复配、有机防晒剂与无机防晒剂的复配等都可以提高防晒产品的性能，这也是目前改进防晒产品的一个重要研究方向。
2.新型高分子材料用于解决防护用品使用中存在的问题
（1）高分子敷料预防PPE带来的面部压力性损伤：预防器械相关压力性损伤的关键是减轻皮肤局部压力和缩短压迫时间。在保证防护效果的前提下，材质柔软、可塑性强的PPE对皮肤的顺应性强，压力分布更为均匀，局部压强相对较小。在受压集中部位及反复摩擦部位，如额部护目镜上缘压迫处，可通过使用敷料来重新分布压力、减小压强及避免相对位移产生的摩擦从而预防压力性损伤。临床医疗中使用较多的水凝胶敷料、水胶体敷料及泡沫敷料等均可以起到预防压力性损伤的作用。
水凝胶是一类含水量丰富、具有三维网络结构的材料，有利于伤口愈合。水凝胶敷料具有良好的生物相容性和顺应性，多孔结构保障其透气性，并可通过吸收和释放水分来保证皮肤含水量适宜，还可以起到冷却和镇痛的效果（图4-3）。
水胶体敷料主要由包裹在弹/黏性合成基质中的吸水性羧甲基纤维素钠（carboxymethyl cellulose，CMC）颗粒构成，其外层是一种聚氨酯半透性薄膜，不仅可以阻隔微生物，还具有良好的顺应性，吸收水分后会形成一层凝胶，有利于减小皮肤组织直接受到的压力或剪切力。有研究表明，在使用水胶体敷料后，气管切开处器械相关性压力性损伤明显减轻。水胶体敷料在头面部防护中的使用可以减轻护目镜等防护设备对面部的压力。
图4-3 水凝胶敷料用于预防防护用品带来的皮肤压力性损伤照片
Figure 4-3 Photos of hydrogel dressings for the prevention of skin pressure injuries from protective products
泡沫敷料厚度一般为0.5 cm。该敷料中间垫有泡沫垫，因此能够有效地缓冲和分散局部压力。此外，该敷料柔滑、防水又透气，因此牢固粘贴后便可在局部形成保护膜，减小皮肤所受的压力和摩擦力。不仅如此，该敷料还可以吸收大量渗液，从而有效地预防浸渍，全面阻断潮湿对皮肤造成的侵蚀和刺激。然而，泡沫敷料的厚度及材质特点决定了其顺应性不如水凝胶敷料和水胶体敷料，使用过程中需注意不能影响护目镜和口罩的密闭性。
此外，各种新型伤口敷料对防护用品带来的皮肤损伤，尤其是压力性损伤有重要的治疗作用，其在保护创面的同时可加速伤口的愈合。
（2）防雾涂层减少护目镜起雾：护目镜镜片材质主要为聚碳酸酯（polycarbonate，PC），耐冲击性强，且折射率高、镜片薄。针对这种透明塑料材料的防雾方法主要如下：①通过电、辐射等加热方式改变基材表面与空气的温差，防止雾化；②使用防雾剂来改变基材表面的润湿性，通过使基材表面亲水，水膜铺展，从而提高材料的透光率。第一种方法工艺复杂，使用的限制条件比较苛刻；第二种方法在日常生活中更为实用。根据防雾剂主要成分的不同，其可以分为表面活性剂型防雾剂、高分子型防雾剂、有机-无机杂化型防雾剂、光催化型超亲水防雾剂及特殊纳米结构超亲水防雾剂等。目前，国内外的研究人员在有机-无机杂化型以及纳米光催化型等新型防雾剂方面进行了很多研究，并取得了一定的进展。随着防护用品的应用日益广泛，用于透明塑料材料的防雾剂需要具备更加优异的性能来满足生产生活中的需求。