bélyegkép|250px|Sebészek munkában

Az orvosbiológiai textilanyagok körébe azok a textíliák tartoznak, amelyek az emberi vagy állati szervezetbe beültetve segítik az egészség helyreállítását. Ide tartoznak a sebvarró fonalak, a mesterséges ín- és ízületi szalagok, az érprotézisek, a sebészeti hálók, valamint azok az implantátumok, amelyeket valamely szerv működésének javítására, vagy testszövet pótlására alkalmaznak, ilyen például a nyelőcső implantátum.

Az egészség és a higiénia az emberiség legalapvetőbb igényei közé tartozik, amelynek kielégítése óriási piacot jelent, egyebek között a textilanyagok számára is. Ez a piac egyre nagyobb, hiszen a Föld össznépessége évről évre nő, ugyanakkor az emberek igényei is mind magasabb színvonalú termékeket kívánnak. Az orvostudomány fejlődése is mind újabb és újabb területeken teszi lehetővé – sőt, igényli – a korszerű anyagok, köztük a legkülönfélébb textilanyagok alkalmazását.

A textilanyagok fejlesztése és alkalmazása érdekes lehetőségeket nyit meg az orvostudomány számára – és viszont: a gyógyászatban használatos textilanyagok előállítása fontos lehetőségeket kínál a textilipar számára. A textilipar szakemberei és az orvosok együttműködése újszerű sebészeti eljárások kifejlesztését teszi lehetővé. Az implantációban alkalmazott textília szerkezetét a felépítés, az anyagösszetétel, a szálak viselkedése és lebomlási tulajdonságai határozzák meg. A biológiailag kedvező tulajdonságú, tervezhető felszívódási képességű, jól sterilizálható varrófonalak és implantátum-anyagok állandó kutatási területet jelentenek. Ugyanakkor a textiltechnológiai eljárások és gépek folyamatos fejlesztései is újabb és újabb műtéti, gyógyászati megoldásokat tesznek lehetővé. Mindehhez a textilipar és az orvostudomány szoros együttműködésére van szükség.

Történet bélyegkép|250px|A Sebészeti papirusz részlete

A gyógyászatban már régóta és széles körben használnak textíliákat, erre utaló leletek az ókorból is fennmaradtak. Az i. e. 1100-ból származó egyiptomi múmiák hasbőrén már láthatók varratok. Habár feltételezhető, hogy kézi szövésű lenvásznakat, pókhálókat, emberi hajszálat, gyapjúszálat már sokkal régebben is használtak a vérző sebek ellátására, az első írásos feljegyzés arról, hogy a gyógyításban textíliát használtak, egy i. e. 17. századból származó egyiptomi papiruszon, az úgynevezett „sebészeti papiruszon” olvasható. Egy másik, mintegy 2500 évvel ezelőtt keletkezett indiai leírás, az indiai „Susanta Sambita” elnevezésű mű a lószőr, a bőrcsíkok és az állati inak mellett a pamutot és a kéregrostokat is említi. Hippokratész (i. e. 400 körül) állati inakat és az izmokat borító hártyából (fascia) készült „fonalakat” ajánlotta varróanyagként. A perzsa Abú al-Kászim (latinul Abulcasis, 936–1013) inakból, bélhúrból, hajból és más szőrszálakból, valamint selyemből készült varrófonalakat és a varráshoz csontból és bronzból készült egyenes és íves tűket használt.

A textiltechnológiai eljárásokkal készült különböző egyéb orvosbiológiai termékek a 20. század közepe óta jelentek meg – és jelennek meg ma is újabb és újabb alkalmazásokra –, párhuzamosan a textilgépek és textilipari eljárások egyre kifinomultabb változatainak kialakulásával és a szintetikus szálasanyagok körében végzett fejlesztésekkel, a kutató és praktizáló orvosok, a textilmérnökök és textilvegyészek, valamint a szintetikus szálasanyagok fejlesztésében és gyártásában dolgozó fizikusok, vegyészek közös munkája eredményeként, példát mutatva ezzel a különböző ipar- és tudományágak együttműködésének hasznosságára.

Az egészségügyi piac legnagyobb részét ma – az egészségügyi intézményekben használt öltözékek és ágyneműk, valamint a hagyományos kötszerek mellett – az egyszer használatos, eldobható textilanyagok töltik ki, amelyek főleg az úgynevezett nemszőtt kelmékből készülnek (ilyenek például a korszerű pelenkák, maszkok, sebészeti törlőkendők stb.), de nem elhanyagolható és egyre bővülő területet jelentenek a sebvarró fonalak, a textilanyagból készült olyan termékek, amelyeket a testbe beépítve, valamely szerv vagy testszövet pótlására alkalmaznak – az úgynevezett implantátumok, protézisek –, valamint az orvosi műszerekben használt textíliák (csövek, hálók, szűrők stb.) is. Az utóbbi évtizedekben egyre szélesebb körben terjednek el az ilyen célt szolgáló termékek és az ezeket alkalmazó gyártási és sebészeti technológiák.

Az implantátumok jelentősége Az úgynevezett orvosbiológiai textíliákból készült implantátumokkal sérült testszövetek vagy szervek működését segítik vagy ilyeneket helyettesítenek. Ezek az anyagok hatékonyan elősegítik a sebek gyógyulását (varratok formájában) vagy mint például mesterséges véredények, inak stb. használhatók.

Bár a sérült testrész vagy szerv helyettesítésének természetes módja az átültetés (transzplantáció) volna, ez igen sok esetben a gyakorlatban nem megvalósítható. Ennek oka részben az, hogy szerves (élőlényből származó) implantátumok – ha vannak egyáltalán – nem mindig állnak rendelkezésre a kellő időben, másrészt ez a módszer nagyon drága. Fennáll az esetleges összeférhetetlenség és a kilökődés veszélye is. Ezért folyamodnak az orvosok a mesterséges anyagok használatához, az úgynevezett orvosbiológiai anyagokhoz, termékekhez, protézisekhez.

Általános követelmények Az orvosbiológiai textilanyagoknak alkalmasaknak kell lenniük arra a célra, amire készülnek. Egy külsőleg alkalmazott kötszer csak ideiglenesen van jelen a sérült testfelületen. Ennek elsősorban védelmi szerepe van, és könnyen eltávolíthatónak kell lennie. A testen belül alkalmazott sebvarró cérnának ellenben biológiailag lebomló anyagból kell készülnie; egy szöveterősítő hálónak, ínprotézisnek vagy műérnek ezzel szemben tartósnak és az azt körülvevő más szövetekkel összeférhetőnek (biokompatibilisnek) kell lennie.

Alapvető követelmény, hogy a gyógyászatban használt anyagoknak nem szabad mérgezőknek, allergiát kiváltóknak, rákkeltőknek lenniük, és hogy kémiai vagy mechanikai károsodásuk nélkül sterilizálhatók legyenek. Számos alkalmazási területen fontos a jó nedvszívó képesség.

Az emberi szervezetbe beültetett mesterséges implantátumokkal szemben a következő követelményeket támasztják:

legyenek porózusak, hogy könnyen beépülhessenek a környező szövetekbe; rövid, kör keresztmetszetű szálakból készüljenek, mert ezek könnyebben beágyazódnak a szervezet természetes szöveteibe, mint a hosszú, szabálytalan keresztmetszetű szálak; ne legyenek mérgező hatásúak, és sem a szálakat alkotó polimer, sem a szálak, sem pedig szálképzésnél és az implantátum előállításánál alkalmazott eljárás ne tartalmazzon szennyező anyagokat; az alkalmazási helytől függően legyen biológiailag lebomló, vagy éppen stabil.

A mesterséges orvosbiológiai textilanyagokat az alábbi táblázat foglalja össze.

Alkalmazási területAnyagFelhasználási formaVarratokBiológiailag lebomló (felszívódó)Kollagén, polilaktid, poliglikolidMonofilament vagy fonatoltBiológiailag nem lebomló (nem felszívódó)Poliamid, poliészter, politetrafluoretilén (PTFE), polipropilénMonofilament vagy fonatoltLágy szövetek (implantátumok)Mesterséges inakPolitetrafluoretilén (PTFE), poliészter, poliamid, polietilén, hernyóselyemSzövött vagy fonatoltMesterséges szalagokPoliészter, szénszálFonatolt, hímzettMesterséges porcokKis sűrűségű polietilén (LDPE)Nemszőtt kelmeMesterséges bőrKitinNemszőtt kelmeMűerekPolietilén, politetrafluoretilén (PTFE)Kötött, szövöttSzívbillentyűkPolietilénKötött, szövött

A szervezetbe beültethető orvosbiológiai textilkészítmények

Sebvarró fonalak

bélyegkép|200px|Tűre szerelt, fonatolt sebészeti varrófonal

A sebvarró fonalak (sebészeti cérnák) a legegyszerűbb orvosbiológiai anyagok. A műtéteknél használt sebvarró fonalak lehetnek biológiailag lebomlók vagy nem lebomlók. Az előbbieket főleg belső varratokhoz használják, az utóbbiakat pedig a testfelületen levő sebek összevarrására, mert ezeket a seb gyógyulásának előrehaladásakor el lehet távolítani. Anyagaik lehetnek természetes vagy mesterséges eredetűek, attól függően, hogy milyen kémiai és biológiai követelményeknek kell megfelelniük.

A hagyományos sebvarró fonal a bélhúr (catgut), amit kecske-, juh- vagy szarvasmarhabélből, szigorúan ellenőrzött körülmények között állítanak elő. Nagy előnye, hogy ott is alkalmazható, ahol a fertőzési veszély miatt egy nem felszívódó anyagból készült fonal nem lenne használható. Hátránya viszont, hogy nem elég erős, tisztasága kétséges lehet és drága. Ezeknek a hátrányoknak a kiküszöbölésére kollagén anyagú fonalat használnak: izomrostokat bontanak fibrillákra, ezeket extrudálják, majd visszaalakítják kollagénné és ebből varrófonalat készítenek.

Használatos még nem felszívódó sebvarró fonalként néhány természetes szálasanyag is: hernyóselyem, pamut, len.

A szintetikus sebvarró fonalak között is vannak felszívódó és nem felszívódó típusok. A felszívódó típusok között leggyakrabban a poliglikol-sav (Dexon) alapú fonalak használatosak. Ez ugyan lassabban szívódik fel, mint a bélhúr, de a belőle készült sebvarró fonal előnye a nagy szilárdság, valamint az, hogy nagyon kevéssé lép reakcióba a természetes szövetekkel és jól csomózható. Hátránya viszont, hogy szilárdsága mintegy tizenöt nap múltán erősen csökken. Kopolimerekkel – például poliglaktin (Vicryl), polidioxon (PDS), poliglikonát (Maxon) használatával – ez a hátrány kiküszöbölhető, az ilyen készítmény 4–6 hétig nem veszít a szilárdságából. A Vicryl Plus triklozánnal, egy szerves klórvegyülettel impregnált poliglaktin szál, amely antibakteriális tulajdonságával tűnik ki. A Vicryl és Dexon sebvarró fonalakat a bőrfelszín alatti varratokhoz, valamint ott használják, ahol a varrat eltávolítása veszélyeztetné a seb gyors gyógyulását, például kisgyerekeknél, akik nehezen tűrik a varratkiszedést.

Nem felszívódó szintetikus sebvarró fonal céljára a poliészter és a politetrafluoretilén (PTFE, Teflon) vált be leginkább, de használnak poliamid, polietilén, polipropilén és (főként inak varrására) polivinilidén-fluorid fonalakat is.

Megjelenési formájukat tekintve a sebvarró fonalak sima felületű monofil fonalak, vagy fonatok. A fonalak kevésbé lépnek reakcióba a környező testszövetekkel, de a kissé merev monofil (egyetlen, viszonylag vastag elemi szálból álló, inkább vékony huzalhoz hasonlító) fonalak hátránya, hogy a kibomlás megakadályozására sokszor többszörös csomóval kell őket rögzíteni. A fonatok – amelyeket a textiliparban ismert fonatolási eljárással, több fonal egyesítésével állítanak elő – eleinte gyakran okoznak gyulladást, de kevesebb csomó kötését teszik szükségessé (szerkezetüknél fogva kevésbé hajlamosak a kibomlásra) és tartósabb kötést biztosítanak. Ezeket többnyire selyemből, pamutból vagy poliészterből állítják elő.

Mesterséges ín- és ízületi szalagok Az inak a kötőszövet erős kötegei, amelyek feladata az izmok szilárd rögzítése a csontokhoz. A szalagok ugyancsak rostos kötőszövetkötegek, kis mértékben rugalmasak és nyúlékonyak, feladatuk az ízületek vagy csontok egymáshoz való rögzítése. Mesterséges úton kötéssel, fonatolással vagy szövéssel állíthatók elő 20–80 mm szélességben, viszonylag csekély, mintegy 15% szakadási nyúlást és több millió ismétlődő dinamikus terhelés után is legfeljebb néhány milliméter maradó nyúlást megengedve. A szalagok egyik vége általában hurokban vagy furatos fémlemezben végződik, ezek segítségével rögzítik a csontokhoz. A másik végükön rögzítő szálak vannak, amelyekkel az élő ízületi, illetve ínszalaghoz erősíthetők.

Mesterséges véredények (érprotézisek)

bélyegkép|200px|Elágazásos érprotézis, ahogy a kötőgépről lekerült bélyegkép|200px|Kész kötött érprotézis részlete