一、研究背景

随着科学技术的快速发展和社会对生活质量和健康的要求越来越高，对非侵入性医疗技术和材料的研究越来越成为医疗保健部门的核心。非侵入性医疗技术消除了对传统外科手术的需求，降低了感染风险，加速了康复，并为各种疾病提供了更温和、负担更少的治疗。这大大提高了患者的生活质量和治疗体验。非侵入性医疗材料的选择和疗效至关重要。传统材料往往不能满足现代医学对精度、生物相容性和多功能性的要求。纳米纤维材料的出现为这一问题提供了一个很有希望的解决方案。纳米纤维以其微小的尺寸、高表面积体积比和独特的物理化学特性而闻名，在药物输送、组织工程和生物传感等领域显示出巨大的应用潜力。纳米纤维的主要生产技术包括拉伸、沉积、自组装和相分离，但它们往往受到复杂性、低效率和严格的环境要求的阻碍，限制了它们的广泛应用。因此，静电纺丝已成为该领域的一项重要创新。

静电纺丝是一种高效的纳米纤维制造工艺，它利用高压电场将聚合物溶液或熔体拉伸成纳米纤维，代表了物理、化学和流体动力学的跨学科融合。这种现代纳米技术提供了快速、可控、经济、可扩展的生产，在制造具有一致或定制微结构的微/纳米纤维方面显示出相当大的优势。制备的纳米纤维具有高的表面积体积比和细小的直径，提高了药物的载放效率和药效。该技术的优势在于其原材料的多功能性，包括天然聚合物、合成聚合物和无机物。通过微调配方和工艺变量，纳米纤维可以为特定应用量身定制。静电纺丝操作简单，适合连续生产，有助于降低成本，提高效率，满足对高性能纳米材料的广泛医疗需求。

关于电纺纳米纤维的许多评论已经发表，但很少有对其在非侵入性医疗领域的应用进行全面概述。本文系统回顾和分析了国内外研究，详细总结了电纺纳米纤维在非侵入性医疗方面的进展，包括人体健康诊断、个人防护装备、热调节和伤口护理，如图1所示。强调了静电纺纳米纤维在增进人体健康方面的重要作用。此外，本文还探讨了该领域面临的挑战和未来的发展方向。本文的分析综述旨在为研究人员提供见解和启发，促进静电纺丝纳米纤维技术在非侵入性医疗保健领域的进一步探索和广泛应用。

图1.静电纺纳米纤维在非侵入性医疗中的应用。

二、摘要

非侵入性医用纳米纤维技术具有高比表面积、生物相容性和多孔性等特点，在组织修复和生物传感等多个医疗领域具有巨大的潜力。通过为当代医学提供更安全和更有效的治疗选择，它正日益成为医疗保健的核心。近年来，许多研究对非侵入性医用纳米纤维进行了探索，但仍缺乏对该领域的全面概述。本文从多个方面和角度综述了电纺纳米纤维在非侵入性医疗领域的应用。首先，我们介绍静电纺丝纳米纤维。随后，我们详细介绍了它们在非侵入性健康方面的应用，包括健康监测、个人防护、热调节和伤口护理，强调了它们在改善人类健康方面的关键作用。最后，本文讨论了目前与电纺纳米纤维相关的挑战，并提供了潜在的未来发展轨迹的见解。

三、结论

电纺纳米纤维以其高比表面积、优异的渗透性和可调的表面功能化特性，在非植入式医疗领域具有重要的应用价值。本文首先比较了基于喷丝网系统的两种主要静电纺丝技术的优缺点，然后讨论了纳米纤维的结构多样性及其各自的应用领域。本文重点介绍了电纺纳米纤维在非侵入性医疗领域的主要应用：

1. 可穿戴智能传感器：本文讨论了纳米纤维在智能传感器应用中的应用，根据它们检测的信号类型将其分为物理传感器和生物传感器。物理传感器利用纳米纤维的机械特性来检测压力和变形等物理信号，而生物传感器利用其高比表面积和生物相容性来灵敏检测生物分子，从而能够监测生理活性物质；

2. 个人防护装备：本文详细介绍了纳米纤维在个人防护装备中的应用。个人防护用品按防护面积分为面部防护（口罩）、身体防护（防护服）和手部防护（手套）。静电纺纳米纤维的高孔隙率和高过滤效率使其非常适合过滤空气中的颗粒和液体飞溅物，从而提高PPE的安全性和舒适性；

3. 温度管理：本文根据其调节机制将温度调节应用分为主动和被动两种。主动调节采用智能响应材料进行动态温度控制，而被动调节利用纳米纤维的绝缘和透气特性为人体维持稳定的热环境；

4. 伤口敷料：本文总结了纳米纤维在伤口护理中的应用，强调了纳米纤维敷料在伤口愈合中的多功能性，并强调了其功能特性，包括止血、抗菌、抗炎、抗氧化和促进细胞增殖和血管生成。

图2.静电纺丝原理图。针基静电纺丝：(a)单轴静电纺丝；(b)同轴静电纺丝；(c)三轴静电纺丝；(d)多流体静电纺丝；(e)并排静电纺丝。（f-i）无针静电纺丝发电机。