生物可降解材料概况

1、生物可降解材料,2021/2/7,无机生物材料,Contents,2,2021/2/7,无机生物材料,生物降解材料概况,生物降解材料是20世纪80年代后随着环境、能源等矛盾的凸显而发展起来的新型材料，作为一种可自然降解的材料，在环保方面起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，作为解决“白色污染”最为有效的途径，已引起环境专家、材料学家及更多领域人士的关注,据美国ASTM（材料和实验协会）定义：生物降解材料是在细菌、真菌、藻类等自然界存在的微生物作用下能发生化学、生物或物理作用而降解或酶解的高分子材料,3,2021/2/7,无机生物材料,生物降解材料的种类与性能,主要包括聚-羟基丁酸酯(P

2、HB)、聚羟基戊酸酯等，它们同属于聚羟基烷酸酯(PHA)。其中，聚羟基丁酸是低毒材料，目前已被用于药物控释、缝合线和人工皮肤等,大多是在分子结构中引入酯基的脂肪族聚酯，其制备方法主要包括缩合聚合和开环聚合,由生物体内提取或自然环境中直接得到的一类大分子，具有良好的生物相容性和可降解性，但机械性能较差,但高分子量的聚酯，只能通过开环聚合方法合成，因为缩聚反应受反应程度和反应过程中产生的水的影响，很难获得高分子量的产物。目前已开发的主要产品有聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙醇酸交酯、聚丙醇酸交酯、聚琥珀酸丁二酯(PBS)等,4,2021/2/7,无机生物材料,生物降解

3、材料的可降解机理,生物降解材料的生物降解，是指生物降解材料在生物作用下发生降解、同化的过程。发挥生物降解作用的微生物主要包括真菌、霉菌或藻类，降解机理主要可分为3类,5,2021/2/7,无机生物材料,生物降解材料的应用范围,6,2021/2/7,无机生物材料,生物降解材料发展趋势,最理想的生物可降解材料是利用可再生资源，即利用生物合成的方法得到的生物材料。这种生物材料可以被生物所重新利用，能够降解，产物最好是二氧化碳和水，从而使这种材料的生产和使用纳入自然界的循环,7,2021/2/7,无机生物材料,生物降解材料发展趋势,淀粉及其衍生物因为生物降解性好，价格低廉而被改性作为填充塑料的重点，并

4、且其接枝物在很多方面具有广泛的应用前景。利用植物中的淀粉、纤维素和木质素等，以及利用动物中的壳聚糖、氨基葡聚糖、动物胶，以及海洋生物的藻类等，可制造有价值的生物可降解聚合物。高含量淀粉基聚合物则可以做为完全生物降解型聚合物。因而，将淀粉改性后，与聚己内酯等生物合成的降解聚合物共混，以此来提高材料的降解性和力学性能，已经成为当前生物降解材料研究的热点之一,8,淀粉应用,2021/2/7,无机生物材料,9,环保玉米淀粉牙签,淀粉的用途十分广泛,可制作粘胶,塑料,食品等多种产品。如名菜猪肉炖粉条是用红薯淀粉做的，龙口粉丝是用绿豆淀粉做的。淀粉牙签一般是用玉米和绿豆的淀粉制成。 淀粉牙签经济环保，能避

5、免大量森林资源被砍伐，它是国际绿色工业浪潮的必然产物，具有很强的市场潜力和竞争力,生物降解材料发展趋势,由生物合成的聚乳酸可作为天然生物材料，它是由生物发酵产生的乳酸经人工化学合成而得到的聚合物，但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性，具有与聚酯相似的防渗透性，同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、透光性和加工性,2021/2/7,无机生物材料,减少给药次数 和给药量,10,聚乳酸,2021/2/7,无机生物材料,11,聚乳酸应用,2021/2/7,无机生物材料,聚乳酸包装袋,12,聚乳酸应用,聚乳酸人造皮肤,聚乳酸导管支架,2021/2/7,无机生物材料,13,组织工程,组织工程耳朵,组织工程支架示意图,2021/2