[0001] 本发明涉及无菌防护手术衣技术领域，尤其涉及一种智能型无菌防护手术衣及其使用方法。

[0002] 防护手术衣是医护人员在手术或其他医疗程序中穿着的特殊服装，旨在提供对医护人员、患者和手术环境的保护；它通常由一种或多种层次的材料构成，具有防水、防菌、透气等功能；医护人员在进行医疗救护中，不可避免地会接触到病人的血液与体液，病人的血液与体液往往可能携带HBV(肝炎B病毒)、HCV(肝炎C病毒)等各种病原体；因此医用手术衣对于医生的防护非常重要，尤其在一些容易通过空气传播感染的手术中，对于手术衣的要求更加高；

[0003] 手术衣作为手术过程中必要的防护服装，用于降低医务人员接触病原微生物的风险，同时也能降低病原微生物在医务人员与患者之间相互传播的风险，是手术操作中无菌区域的安全屏障，而防护手术衣通常由外层、中间层和内层构成；外层主要用于提供防护和抗菌功能，中间层通常是一种吸水性或隔离性材料，内层则是舒适透气的材料。

[0004] 现有技术中随着手术时间的延长，手术室环境也会产生变化，温湿度或多或少的会增加，从而促进手术室内微生物滋生和繁衍，也使得手术衣上附有微生物细菌，增加了交叉感染的风险，并且微生物的存在会导致手术室内空气质量下降，增加手术的并发症风险，也在一定程度上影响了患者的康复。

[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0035] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

[0036] 如图1所示，一种智能型无菌防护手术衣及其使用方法，包括：手术衣本体，手术衣本体设置为封闭型连体手术衣，且分为外层、中间层和内层；外层为抗菌涂层，中间层为超纤无纺布，内层为防水透气层，且抗菌涂层设置为包含抗菌剂和电响应聚合物的复合涂层；封闭型连体手术衣背部设置有一拉链，拉链为防水气密封拉链，且内层靠近身体的表面上设置有防电绝缘层。

[0037] 手术衣本体包括衣身，以及两侧缝合的衣袖；衣身贴近右胸部且靠近抗菌涂层的外部表面上均匀设置有若干固定口袋，且每个固定口袋内安装有一电刺激装置；电刺激装置包括：电源单元、控制电路以及若干金属电极；电源单元与控制电路通过电线连接，且控制电路与若干金属电极通过电路连接，用于调节金属电极的工作状态。

[0038] 衣身的内部设置有监测装置，监测装置设置在手术衣本体内的背部和胸部位置，且监测装置包括温度传感器和湿度传感器；衣身贴近左胸部的内部设置有一内口袋，内口袋内安装有一控制系统，控制系统与电刺激装置、监测装置通过无线通信连接。

[0039] 左侧衣袖上靠近手腕的位置设置有小型智能显示屏，小型智能显示屏与控制系统通过无线通信连接，且小型智能屏上显示有监测装置所得到的环境监测数据以及电刺激装置中电流强度、频率以及持续时间。

[0040] 其中，温度传感器与湿度传感器实时监测手术衣内部环境，将得到的环境数据传输至控制系统，控制系统接收到环境监测数据后，通过无线通信将数据传输至小型智能显示屏显示当前温湿度数据，便于医护人员实时了解穿戴情况。

[0041] 在进行电刺激调节时，控制系统根据预设参数调节电流强度、频率以及持续时间，其中电源单元提供所需电力，通过控制电路将电流传输至金属电极，并通过设置防电绝缘层防止电流刺激身体。

[0042] 对上述智能型无菌防护手术衣的使用方法，包括以下步骤：

[0043] S1、准备阶段：拿取手术衣本体，检查没有破损和污渍后，进行穿戴，将手术衣拉至合适位置，确保衣袖和衣身贴合紧密；

[0044] S2、智能监控：根据监测装置对环境中的温湿度进行监测，将监测数据实时传输至控制系统中，通过在控制系统内设定一组温湿度环境参数的阈值范围，对实时得到的温湿度数据进行监测；

[0045] S3、杀菌过程：若温湿度数值在所设定的阈值范围内，进行静态杀菌，即在不通电的情况下，涂层中的抗菌剂缓慢释放抗菌离子，在抗菌涂层表面形成一层具有抗拒效果的薄膜，保持一定的无菌条件；

[0046] 若温湿度数值超出所设定的阈值范围，进行动态杀菌，即通过控制系统发出指令，电刺激装置开始工作，电源单元启动开始通电给控制电路，金属电极释放电场，在电流的刺激下，抗菌涂层中的抗菌剂加速释放抗菌离子，破坏细菌细胞壁进行杀菌；

[0047] S4、结束使用：手术结束后，关闭电刺激装置以及监测装置，脱下手术衣本体，并对其进行清洗和消毒，以备下次使用。

[0048] 步骤S3中通过监测装置监测得到温湿度数据，其数据在小型智能显示屏显示，进行实时观察数据；且电刺激装置在工作时，产生的电流强度、频率以及持续时间的数据通过小型智能显示屏显示，且控制系统内设定有电流强度、频率以及持续时间的阈值范围，用于达到最良好的杀菌效果。

[0049] 其中，对于温湿度的阈值范围设置，温度设置在18～21℃，湿度设置在30～60％，在此温湿度范围内，微生物正常繁衍，可以使用静态杀菌，即在不通电的情况下，抗菌涂层中的抗菌剂缓慢释放抗菌离子，从而在涂层表面形成一层具有抗菌效果的薄膜，保持一定的无菌条件。

[0050] 当超出此范围后，微生物得到肆意生长的环境条件，控制系统接收到信号，采用动态杀菌，通过控制系统发送信号给电刺激装置，在电流的刺激下，抗菌涂层中的抗菌剂会加速释放抗菌离子，这些离子能够破坏细菌细胞壁，从而达到杀菌效果；

[0051] 需要说明的是，电刺激装置中电流强度设置在2～5mA，频率设置在30～45Hz，持续时间设置在8～15min，而上述电流强度、频率以及持续时间通过控制系统进行精确调节，适应不同的杀菌需求。

[0052] 本申请中在制备抗菌涂层时，具体步骤如下：

[0053] a.取一定量的电响应聚合物聚吡咯和聚苯胺，与一定量的有机溶剂混合搅拌，形成均匀的聚合物溶液；

[0054] b.取带有银离子、铜离子以及锌离子的银硝酸盐、硫酸铜和硫酸锌，将其加入到电响应聚合物溶液中，混合搅拌使其在溶液中均匀分散并充分混合；

[0055] c.超声波作用下将抗菌剂与电响应聚合物溶液充分混合均匀，使得抗菌剂均匀分散在聚合物基质中；

[0056] d.使用多次喷涂的方法，在手术衣本体的外层表面形成一层均匀的抗菌涂层，使得抗菌涂层保持一定的厚度以及均匀度；

[0057] e.对涂覆在手术衣本体表面上的抗菌涂层进行适当的热处理处理，保持其抗菌涂层的稳定性和附着力。

[0058] 需要说明的是，步骤e中热处理时的温度设置为45℃～150℃，处理时间设置在0.5～2h。

[0059] 本发明在抗菌涂层的制备步骤过程中，选择聚吡咯以及聚苯胺两种电响应聚合物，将其加入到有机溶剂水溶液中，进行适当的搅拌以及轻微加热使其溶解，形成均匀的聚合物溶液，制备过程中控制聚合物溶液的浓度为2～5％；

[0060] 选择银离子、铜离子以及锌离子的三种抗菌离子的多种溶液加入到电响应聚合物溶液中，即取银硝酸盐、硫酸铜和硫酸锌的混合溶液，进行混合搅拌，确保抗菌剂在聚合物溶液中均匀分散，其中，抗菌剂的含量控制在1.2～3.5％之间；在制备混合溶液时，通过银硝酸盐、硫酸铜和硫酸锌的摩尔质量，分别称量相应的固体，加入到水溶剂进行混合搅拌得到对应浓度的抗菌剂溶液。

[0061] 其中，电响应聚合物溶液与抗菌剂溶液按照1:1～2的比例进行混合，并且将含有抗菌剂的电响应聚合物溶液置于超声波设备中，通过超声波的作用，使得抗菌剂与电响应聚合物充分混合均匀，超声波的频率控制在20～50kHz，功率控制在25～80W/mL，在以上范围内进行调节，实现抗菌剂与电响应聚合物的充分混合均匀；

[0062] 复合溶液制备完成后，通过多次喷涂的方式在手术衣本体的外层表面上均匀地涂覆抗菌涂层，涂覆完成后对其抗菌涂层进行热处理，能够确保抗菌涂层牢固地附着在手术衣表面，并保持其抗菌性能。

[0063] 实施例1

[0064] 制备浓度为2％的电响应聚合物溶液与浓度为1.2％的抗菌剂进行混合：

[0065] 取2g聚吡咯和2g聚苯胺，与200mL的有机溶剂混合搅拌，形成均匀的聚合物溶液；并取银硝酸盐、硫酸铜和硫酸锌的混合溶液浓度为2.1％的抗菌剂200mL，将其加入到电响应聚合物溶液中，按照比例1:1混合搅拌使其在溶液中均匀分散并充分混合；

[0066] 超声波作用下频率控制在35kHz，功率控制在55W/mL，将抗菌剂与电响应聚合物溶液充分混合均匀，使得抗菌剂均匀分散在聚合物基质中；并使用多次喷涂的方法，即采用喷涂四次，每次100毫升，确保均匀覆盖，在手术衣本体的外层表面形成一层均匀的抗菌涂层，使得抗菌涂层保持一定均匀的厚度以及均匀度；对涂覆在手术衣本体表面上的抗菌涂层进行适当的热处理处理，热处理温度设置为90℃，处理时间控制在1.5h，保持抗菌涂层的稳定性和附着力。

[0067] 实施例2

[0068] 与实施例1的制备步骤基本相同，区别在于，取3g聚吡咯和3g聚苯胺，与200mL的有机溶剂混合搅拌，形成均匀的聚合物溶液；并取银硝酸盐、硫酸铜和硫酸锌的混合溶液浓度为2.1％的抗菌剂200mL，将其加入到电响应聚合物溶液中，按照比例1:1混合搅拌使其在溶液中均匀分散并充分混合。

[0069] 实施例3

[0070] 与实施例1的制备步骤基本相同，区别在于，取4.5g聚吡咯和4.5g聚苯胺，与200mL的有机溶剂混合搅拌，形成均匀的聚合物溶液；并取银硝酸盐、硫酸铜和硫酸锌的混合溶液浓度为2.1％的抗菌剂200mL，将其加入到电响应聚合物溶液中，按照比例1:1混合搅拌使其在溶液中均匀分散并充分混合。

[0071] 对比例1

[0072] 在对抗菌层进行制作时，现有技术中通常是由竹炭纤维交织组合而成，经杀菌处理后在其表面均匀涂抹抗菌剂，进行杀菌处理。

[0073] 本发明通过改变电响应聚合物的浓度以及电刺激的电流强度，多次实验进行对比，使用标准的抗菌性能测试方法，即ASTM E2149‑13a，在实验室条件下评估抗菌涂层的杀菌效果。

[0074] 实验过程如下：

[0075] 实验准备：

[0076] 样品1：取对比例1中由竹炭纤维交织组合而成且经杀菌处理后在表面均匀涂抹抗菌剂的手术衣样品；

[0077] 样品2：取实施例1中得到抗菌涂层的手术衣样品；

[0078] 样品3：取实施例2中得到抗菌涂层的手术衣样品；

[0079] 样品4：取实施例3中得到抗菌涂层的手术衣样品；

[0080] 细菌培养：选择肝炎B病毒HBV以及肝炎C病毒HCV，分别在培养基上培养细菌；

[0081] 样品接种：将培养好的两种细菌悬浮液均匀地涂布在含有抗菌涂层的每个手术衣样品表面上，确保细菌均匀接触到样品表面；

[0082] 孵育杀菌：将接种后细菌的手术衣样品置于适宜的温度和湿度条件下孵育并杀菌24小时；

[0083] 杀菌时，对于样品1直接进行杀菌，对于样品2、样品3以及样品4杀菌时分别使用不同电流强度下电刺激抗菌涂层进行杀菌处理，电流强度选择2.5mA、3.5mA、4.5mA；

[0084] 取样计数：孵育杀菌结束后，从样品表面取样，使用菌落计数法对取样进行细菌计数，得到在抗菌涂层表面上存活的细菌数量；

[0085] 数据处理：将细菌计数结果转换为对数形式，并计算抗菌涂层的抑菌率；其中，抑菌率(％)＝[(初始菌落数‑终了菌落数)/初始菌落数]×100％，

[0086] 对上述实验，为了验证结果的可靠性，重复上述实验步骤，并取平均值作为最终结果。

[0087] 根据上述实验过程得出的杀菌效果检测如下表：

[0088]

[0089]

[0090] 由上表可以得出，显而易见的是使用由竹炭纤维交织组合而成且经杀菌处理后在表面均匀涂抹抗菌剂的手术衣样品的抗菌效果，相比于使用电响应聚合物和抗菌剂复合液涂抹在手术衣上进行电刺激杀菌的效果，前者抗菌效果相比较低一些，而且在使用不同电流强度下刺激抗菌涂层进行杀菌时，电响应灵敏性不同，上表可以看出随着电流强度的增大，杀菌效果呈一定幅度的增长，杀菌效果越来越好。

[0091] 同时，在上表中在电流强度3.5mA的电刺激情况下，在对样品3进行电刺激杀菌的效果最好，而对样品4的杀菌效果稍微降低了一些，可以看出使用高浓度的电响应聚合物溶液与抗菌剂混合时，电刺激装置发射电流对其混合溶液的刺激杀菌，对两种细菌的杀菌效果都很好，当抗菌剂的浓度以及电响应聚合物的浓度再增加时，抗菌效果出现小幅度的下降，此时抗菌效果达到饱和，如果进一步增加浓度并不会提高抗菌性能，同时会增加成本。

[0092] 而在电流强度为4.5mA的情况下，随着电响应聚合物浓度的增加，加上更高的电流强度刺激，提高了抗菌涂层的导电性和电活性，从而增加电刺激对抗菌剂的作用力，更加容易触发抗菌剂中的金属离子的释放，即促使其中的金属离子更容易释放到周围环境中，达到了更好的杀菌效果。

[0093] 而使用电刺激装置释放电场刺激抗菌涂层进行杀菌的原理为，在常态下，抗菌分子被电响应聚合物包裹，处于非活动状态，对周围环境中的微生物没有杀菌作用，而当外部电场施加到涂层上时，电响应聚合物会发生构象变化，出现膨胀、收缩或重定向的现象，从而改变其内部结构和孔隙大小，这种变化导致抗菌分子被释放到涂层表面或与微生物直接接触，发挥杀菌作用，对比由竹炭纤维交织组合而成且经杀菌处理后在表面均匀涂抹抗菌剂的杀菌效果更好。

[0094] 以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。