在美国，有超过1300万名医疗保健人员，包括医生、助理和护士受雇于家庭、医院和紧急医疗服务机构。个人保护素食者可以使他们远离疾病;说 Sumit Mandal和宋国文。

医护人员直接或间接地为感染了SARS(严重急性呼吸系统综合症)、艾滋病(获得性免疫缺陷综合征)、禽流感(禽流感)、H1N1(猪流感)和耐多药结核病等大流行疾病的患者提供护理。

它们还可以防止这些传染病的进一步传播。医护人员有必要佩戴个人防护装备(PPE)，以限制他们护理的患者以及他们自己、他们的家庭成员和社区其他成员的发病率和死亡率，以防止大流行在更大的社会发展。

在过去的几十年里，人们对大流行传染病病原体从病人到医护人员的传播机制进行了彻底的研究，从而开发了PPE。通过这些调查，发现传染性病原体可以通过空气和液体(水、血液等)通过呼吸器官和真皮层，以及通过粘膜(眼睛等)转移到医护人员身上。因此，呼吸道、真皮和粘膜保护对医护人员至关重要。

因此，不同类型的个人防护装备已经被开发和商业化生产。常用的个人防护用品包括医用口罩、呼吸器、手套、防护服和护目镜。医护人员偶尔也会使用其他类型的个人防护装备，如面罩。其中，呼吸防护(医用口罩、呼吸器等)和皮肤防护(手套、防护服等)主要以纺织品为主，医护人员经常使用。

在接下来的章节中，重点讨论了医护人员的呼吸和皮肤保护设备，并强调了呼吸和皮肤保护设备领域的进一步研究需求，以帮助纺织或材料工程师开发高性能的呼吸和皮肤保护设备，以提高医护人员的职业健康和安全。

呼吸防护设备

在医疗机构，医护人员需要佩戴不同类型的呼吸防护装备，包括外科口罩、牙科口罩和呼吸器。医用口罩对医护人员来说很容易获得，而且比呼吸器便宜。因此，值班医护人员佩戴医用口罩的情况较为普遍。然而，医用口罩并不是设计用来保护医护人员免受大流行传染病的侵害。它们主要是为了保护患者不受医护人员咳嗽或呼出分泌物的影响。因此，呼吸器更适合作为呼吸保护设备使用，特别是在可能含有大流行和传染性病原体的医疗环境中。

20世纪初，医用口罩主要是可重复使用的，由多层棉纱布制成。由于这种多层结构，这些口罩的防护效率很高。然而，这些重量级口罩影响了以医护人员为主的佩戴者的透气性和舒适度。

到20世纪中期，轻质一次性口罩被引入市场，主要由细玻璃纤维无纺布垫制成，是遏制空气中病原微生物(如病毒、细菌和真菌)的可靠方法。到20世纪90年代，不同类型的纤维(如聚丙烯和纤维素)被用于生产医用口罩。

不同纤维材料制成的口罩防护效果不同。从防护效能最高到最低依次为聚丙烯、聚酯-人造丝、玻璃和纤维素。目前，玻璃纤维很少被使用，因为它会对佩戴者的皮肤造成刺激。聚丙烯是最常用的纤维，因为它具有高度疏水性和吸汗能力，确保口罩和面部之间有干燥舒适的小气候。现代医用口罩通常由三层无纺布组成——覆盖层、过滤层和外壳层。最里面的覆盖网是纺粘无纺布垫，躺在穿着者的皮肤旁边。覆盖网和外壳织物之间的过滤层是熔喷无纺布垫，主要阻止有害的气溶胶颗粒，微生物和体液。外壳织物是暴露在环境中的最外层。这种织物由纺粘无纺布垫制成，并支持过滤层。

虽然最近开发的医用口罩可以有效保护人体免受空气中相对较大的微生物或咳嗽和打喷嚏释放的有害颗粒的伤害，但这些口罩的过滤层不能提供同样程度的保护，防止吸入亚微米微生物或颗粒。此外，这些医用口罩的设计并没有消除边缘的漏气。因此，如果医护人员接触到SARS、流感和艾滋病等传染性疾病的患者，这些口罩不能完全阻止感染的传播。

考虑到现有医用口罩的不足，在20世纪后期，为医护人员研制出了空气净化颗粒防护口罩。这种口罩使用的是保护性的纺织织物，能有效过滤任何微生物，并能消除边缘的空气泄漏。佩戴口罩时，总是建议使用鼻夹，鼻夹可以根据佩戴者的面部轮廓进行调整。这有助于最大限度地减少微生物或有害颗粒在口罩和面部之间的泄漏。

一般来说，这些口罩主要由四到五层非织造布组成。在这种情况下，两层或三层非织造过滤器夹在聚丙烯非织造覆盖网和外壳织物之间。这些过滤层是由紧密包装的超细聚丙烯纤维为基础的熔喷非织造布。作为额外的升级，这些过滤层有时是由聚丙烯和带电荷的驻极体纤维混合制成的。这些驻极体纤维可以通过静电吸引捕获有害颗粒和微生物。与标准聚丙烯过滤器层相比，驻极体纤维过滤器层具有更高水平的保护效率。事实上，通过添加驻极体纤维，过滤器层变得不那么密集，而不影响保护效率。这种密度较小的结构可以为佩戴者提供更多的透气性和舒适性。然而，需要注意的是，驻极体纤维的效率可能会随着时间的推移而降低，暴露在气溶胶中，使呼吸器的效率降低。

目前，呼吸器由美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)根据其过滤效率和对石油气溶胶的防护能力进行标准化和分类。根据过滤效率，过滤器分类被标记为95、99和100，分别可以阻止95%、99%和99.97%(基本上是100%)的暴露的气溶胶。一般来说，这三种过滤效率水平是使用最具穿透性的颗粒尺寸进行测试的，即约0.1-0.3 μ m气动直径。根据对油雾的防护能力，可分为N型、R型和P型。不耐油的口罩被评为N级，耐油的口罩被评为R级，耐油的口罩被评为P级。如果一个呼吸器的字母数字代码是P100，这表明它可以过滤99.97%的空气微粒，并且具有很强的耐油性。值得注意的是，医护人员通常使用N95口罩，因为它们是一次性的(因此不需要任何清洁和维护)，价格便宜，易于使用。

综上所述，虽然市面上有不同类型、不同效率的呼吸器，但这并不能消除医护人员接触空气中微生物的风险。这是因为现有的呼吸器可能不能理想地充分保护空气中的微生物，即全球新出现的大流行传染病(如埃博拉)。此外，应该为佩戴者适当配备呼吸器，既防止吸入微生物，又为了舒适。此外，被困在口罩纤维材料中的许多致病微生物即使在口罩被丢弃后也能存活很长一段时间。机械处理这些呼吸器极有可能将这些被捕获的微生物转移到其他介质中，并可能造成二次感染的风险。

皮肤防护用品

从提供治疗和操作相关设备，到给病人换衣服，记录治疗情况等，医疗保健人员大部分(如果不是全部)日常工作都必须使用他们的双手。因此，他们的手接触可能含有致病微生物的体液的风险很高。

为了防止液体传播微生物的传播，自1890年以来，医护人员佩戴消毒医用手套已成为标准做法。在过去的几十年里，医用手套的生产有了很大的改进。目前，医用手套一般由不同的防水纺织聚合物制成(通常由乳胶、丁腈橡胶、乙烯基或氯丁橡胶制成)，可以保护医护人员不直接接触受污染的液体。一般来说，这些手套可以分为检查手套和手术手套。考试手套通常用玉米淀粉润滑，以使它们易于佩戴和舒适。然而，手术手套是不润滑的，因为玉米淀粉可能在手术过程中被患者的组织吸收，并阻碍其愈合。虽然这是一个重要的考虑因素，但外科手套在佩戴者的适合性和/或尺寸方面应更加精确，以便为医护人员和患者提供最大程度的保护。

除了手，医护人员的其他身体部位也可能接触到受污染的液体。为了防止病原体的传播，医护人员从19世纪初就开始使用医用长袍。这些长袍通常由一块长布组成，在背后用斜纹带子系牢。传统上，医服是白色的，代表纯洁和善良。然而，手术服通常是绿色或蓝色的，这有助于在手术过程中刷新医生的视野。一次性医用长衣由纸和/或薄塑料制成，可重复使用的医用长衣一般由天然(如棉)和/或合成(如聚酯)纤维制成。这些纤维通过纺纱过程转化成纱线，然后编织成织物。最后，这种布料被制成医用长袍。

医疗服的面料应具有防水和透气(透气性)的基本要求，以便为医护人员提供更好的保护和舒适。防水、透气织物可以通过以下方法设计:(1)紧密编织(半篮、平纹或斜纹)织物，并采用防水(硅酮或含氟化学品)整理;(2)棉非织造布上的微孔(孔径<2-3微米)膜或涂层(聚氨酯、聚四氟乙烯、丙烯酸或聚氨基酸);(3)亲水性膜或涂料(如聚氨酯基热塑性弹性体);(4)智能或智能聚合物(形状记忆聚氨酯，或涂有n-叔丁基丙烯酰胺-ran-丙烯酰胺的棉织物)。除了这些功能性要求外，医用长衣所用的织物还必须不能促进任何滞留的感染性微生物的生长;该规范可防止医护人员在重复使用防护服时继发感染的风险。为此目的，抗菌整理剂(例如，银/金属复合整理剂、季铵盐化合物整理剂、n -卤胺整理剂)经常应用于用于生产可重复使用的医疗长袍的织物。

综上所述，生产医用长袍防水、透气和抗菌面料的技术多种多样。在选择特定的技术时，重要的是要考虑(1)所需织物的物理和化学性能，包括厚度、孔径和拒水性;(2)病原微生物的形态、大小和其他特征，如形态、运动性和对环境温度的适应性;(3)微生物液体载体的主要特性(表面张力、体积和粘度);(4)构成医护人员工作环境的外部因素，其中最相关的是物理、化学和热应激。

进一步的见解

卫生组织和管理人员应优先教育医护人员在敏感的工作情况或环境中使用呼吸和皮肤防护设备的重要性。工作人员还应接受适当的培训，以便在值班时穿戴和脱下呼吸和皮肤防护设备。

开发新型口罩和防护服的需求日益增长，这些口罩和防护服能够有效抵御埃博拉病毒和其他病原体等新发传染病。还需要从技术上重新设计和评估口罩和防护服的尺寸和合身程度，更多地考虑面部结构、人体测量学和穿戴者的舒适度。最后，新开发的呼吸器和防护服材料不应产生任何二次感染风险。

预计新开发的高性能防护口罩和防护服将为医护人员提供更好的保护和舒适。

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作者简介:

Sumit Mandal就职于加拿大阿尔伯塔大学人类生态系，宋国文就职于美国爱荷华州立大学服装、活动和酒店管理系。