學研新創 - 特化材料與應用生技
智能纖維與未來繃帶:利用電紡技術輔助治療系統之超高效率可回復性傷口檢測裝置
2024-01-03
陳俊太教授團隊/國立陽明交通大學
陳俊太、張凱捷、陳奐如、駱則瑜
隨著醫療體系的發展,醫療廢棄物量逐年攀升,其中繃帶等耗材佔比將近六成,於是智慧且環境友善的織物發展幾乎是勢在必行。在醫療市場中,繃帶等相關產值在2021年全球有將近125億美元的市場;而具有響應性的織物材料為目前科技發展上重要之領域,在生化感測、醫療材料等尖端科技上深具應用潛力。過去,有許多研究針對傷口分泌物感測進行相關產品研發,其技術多採用較複雜的複合結構,製備較為困難且無法即時感測;加上使用之變色反應均不可逆,因此特定區域變色過後即喪失感測能力。此技術提供一種具有酸致變色效果的纖維,藉由溶劑響應染料與氫離子間的反應性,提供肉眼可見的顏色響應,此材料亦可與鹼性分子反應,因此具有可回復性;此材料製程簡單、成本低廉,非常適合應用於現今紡織技術,同時利用傷口在發炎後會分泌酸性分子的特性,使病患能精準判斷傷口狀況,此技術可應用於先進醫療輔助系統中。目前市場並無同類之產品問世,此「未來繃帶」技術將具備極大商機。
評審推薦
1.開發功能性高分子奈米材料,藉由修飾熱塑性聚氨酯官能基改善氫鍵作用力,混入熒烷染料,並結合電紡絲技術,製成不織布人造纖維,在不同酸鹼環境下產生變色效果,具技術特色。
2.本案纖維材料適合做為智慧型醫療織物的基底材料,不僅防水透氣,其立即響應性及可回復之變色反應,可達到高效率可回復性傷口檢測輔助治療之目的。
3.詳細掌握材料特性,與現有產品做出區隔,市場明確。
2.本案纖維材料適合做為智慧型醫療織物的基底材料,不僅防水透氣,其立即響應性及可回復之變色反應,可達到高效率可回復性傷口檢測輔助治療之目的。
3.詳細掌握材料特性,與現有產品做出區隔,市場明確。
2024年度精進成果
此技術自獲獎後,在核心技術方面取得多項重大突破,特別是在「維持變色能力的同時展現形狀記憶與自修復功能」的開發上,具體進展如下: 1. 製程創新:我們將具形狀記憶功能的新型高分子聚-ε-己內酯(poly-ε-caprolactone)新導入熱塑性聚氨酯與水致變色分子的複合材料中,使纖維在維持變色能力的同時,在不同溫度環境下成功實現自修復功能。 2. 2023年獲獎技術:利用熱塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethane, TPU)製備可變色的智能纖維,應用於未來繃帶。該技術於2024年8月發表於國際知名期刊《Advanced Materials Technologies》,並獲得中華民國發明專利(發明第I843556號,已核證)。專利內容涵蓋將水致變色分子(如螺1,4-氧氮六圜類化合物Spirooxazines、羅丹明B Rhodamine B等)導入各類紡織纖維(如電紡絲、熔融紡絲等),製備智慧感測纖維。 3. 近期進展:我們進一步將聚-ε-己內酯形狀記憶高分子整合至TPU/PCL製程系統,成功製備兼具修復性與變色功能的智慧纖維。該技術預計今年內投稿至國際期刊。
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