《Advances in Materials Science and Engineering》：Interface Pressure-Friction Mechanics of Neonatal Mattress-Textile Combinations
编辑推荐：
在新生儿及婴儿护理中，皮肤与床垫及织物覆盖层的接触对预防软组织损伤尤为关键，因其皮肤娇嫩脆弱。织物覆盖层可通过共同影响皮肤接触界面的压缩载荷与剪切载荷，改变生物力学载荷传递特性。本研究针对临床常用的四种织物分别与泡沫床垫及充气床垫组合，量化了体重依赖性的界面压
在新生儿及婴儿护理中，皮肤与床垫及织物覆盖层的接触对预防软组织损伤尤为关键，因其皮肤娇嫩脆弱。织物覆盖层可通过共同影响皮肤接触界面的压缩载荷与剪切载荷，改变生物力学载荷传递特性。本研究针对临床常用的四种织物分别与泡沫床垫及充气床垫组合，量化了体重依赖性的界面压力与摩擦力，并将二者整合为一个统一的力学风险指数。该风险指数揭示了明显的配置依赖性差异，而这些差异无法通过单独的压力或摩擦力指标捕捉。具体而言，当前临床标准配置——泡沫床垫搭配吸湿性无纺布覆盖层——产生的风险最高；相比之下，充气床垫搭配低摩擦织物在低体重区间风险最低，而间隔织物在高体重区间风险最低。低风险配置与顺应性三维织物结构内部保留的包裹性及内部剪切吸收能力相关，而薄型、低变形能力的覆盖层则会加剧复合载荷。研究结果在受控条件及测试体重范围内，为评估床垫-织物覆盖层组合提供了比较力学框架，可识别力学最优配置，支持改善新生儿与婴儿护理。
研究背景方面，新生儿皮肤屏障功能尚未成熟，住院早产儿及重症患儿常因长时间卧床、局部骨突受压而面临压力性损伤风险。现有临床实践普遍采用泡沫床垫配合一次性吸湿无纺布覆盖层，但该类覆盖层往往弹性有限、厚度较薄，易在床垫表面形成“吊床效应”，减少头部等部位的嵌入与包裹，导致局部压强升高。与此同时，织物表面的摩擦特性会直接影响剪切力传递，而剪切力已被证实是皮下组织应变与微循环障碍的重要诱因。尽管成人护理领域已提出将压力与剪切联合评估的理念，但在新生儿群体中，床垫与织物覆盖层协同作用的系统性力学数据仍十分匮乏，缺乏可量化的综合评价工具。因此，研究人员旨在构建一种同时纳入垂直压力与水平摩擦的力学风险模型，明确不同床垫-织物组合在1.3至3.3千克体重范围内的表现，为临床配置选择提供依据。
该研究发表于《Advances in Materials Science and Engineering》。研究人员采用的主要技术方法包括：选用临床标准泡沫床垫与分段式充气床垫作为支撑面；选取四种常用织物覆盖层，分别为吸湿性无纺布、低摩擦聚酯机织物、三维经编间隔织物以及含氨纶的双面针织微纤维织物；使用新生儿护理模拟人模型并在枕部固定压阻式点式传感器测量界面压力；利用自主研发的织物摩擦分析仪（Textile Friction Analyzer, TFA）在干湿条件下测定动态摩擦系数；基于二次多项式回归建立体重依赖的压力与摩擦模型，并构建归一化的综合力学风险指数，将压力贡献、摩擦贡献及其交互项纳入计算，以连续曲线与二维彩色图谱方式呈现风险变化趋势。
研究结果部分，在界面压力方面，所有织物在两种床垫上的枕部压强均随体重增加显著上升，其中吸湿性无纺布与低摩擦机织物对体重变化最敏感，间隔织物敏感性最低。充气床垫在各体重段整体压强低于泡沫床垫，且两者差异随体重增加而扩大。在干态摩擦方面，仅低摩擦聚酯织物表现出显著的载荷依赖性摩擦升高，其余织物未呈现明显趋势；湿态下，间隔织物摩擦随载荷增加而下降，而双针织微纤维织物摩擦显著升高。湿态普遍提高了各类织物的摩擦系数，尤其在较高法向载荷下更为明显。综合风险指数显示，所有组合的风险值均随体重单调上升。在测试范围内，泡沫床垫配吸湿性无纺布始终风险最高；低体重时充气床垫配低摩擦织物风险最低，高体重时充气床垫配间隔织物风险最低。湿态会使除吸湿性无纺布外的大多数组合风险曲线整体上移，但组合间的相对排序保持不变。
讨论部分指出，低压强表现与三维间隔织物及弹性微纤维织物的良好包裹性有关，这类材料允许床垫充分实现沉浸与贴合，避免吊床效应带来的局部高压。低摩擦聚酯织物凭借疏水表面与低真实接触面积，在干湿条件下均维持较低摩擦系数，有助于降低剪切传递。间隔织物的三维结构可在受压时发生层间滑移与纱线变形，吸收部分剪切位移，从而减少界面剪切。双针织微纤维织物因高贴合度与湿润条件下的毛细粘附作用，摩擦显著升高。综合风险指数首次在同一框架下量化了压力与摩擦的协同作用，能够区分仅靠单一指标无法识别的配置优劣，但其结果仅适用于同体重组内的相对比较，不能直接预测实际组织损伤。
结论部分表明，床垫与织物覆盖层的组合对载荷传递的影响超过单一压力或摩擦指标。泡沫床垫配吸湿性无纺布在测试体重范围内风险最高，充气床垫配低摩擦织物在低体重时风险最低，而充气床垫配间隔织物在高体重时风险最低。低风险配置的优势在于维持支撑面的包裹性并利用三维织物的内部剪切吸收能力。弹性微纤维覆盖层在湿润环境下因摩擦升高而风险增加。研究结果为新生儿护理中床垫与覆盖层的力学优化提供了实验依据，但需在后续临床研究中结合生理反应进一步验证。
