Энциклопедический словарь нанотехнологий - биодеградируемые полимеры

Термин на английском

biodegradable polymersСинонимы

биоразлагаемые полимеры, материалы с регулируемым сроком эксплуатацииАббревиатуры

Связанные термины

доставка генов, биоинженерия, биомиметические наноматериалы, биосовместимость, биосовместимые покрытия, деструкция полимеров, композиционные материалы, полимерные, нанолекарство, векторы на основе наноматериаловОпределение

Полимерные материалы, разрушающиеся в результате естественных природных (микробиологических и биохимических) процессов.Описание

Существует две основных сферы жизнедеятельности человека, которые остро нуждаются в применении искусственных биодеградируемых полимеров, это охрана окружающей среды и медицина.

Создание материалов из биодеградируемых полимеров необходимо, прежде всего, для решения глобальной экологической проблемы утилизации отходов, в частности переработки пластика, который является основным упаковочным материалом.

В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию и исследованию биоразлагаемых (непосредственно под воздействием микроорганизмов или подвергающихся быстрой эрозии под воздействием окружающей среды, с последующей деградацией микроорганизмами) полимеров. В развитых странах большая часть одноразового упаковочного материала уже производится из биоразлагаемых материалов. Перспективно использование нанокомпозитов на основе биодеградируемых полимеров и наноглин, которые обладают лучшими механическими и термическими свойствами, а также быстрее разлагаются за счет уменьшения степени кристалличности полимера. В процессе биодеградации макромолекулы сначала распадаются на небольшие участки (олигомеры), которые затем перерабатываются бактериями. Во многих случаях продуктами распада является углекислый газ и вода.

В настоящее время производится множество биоразлагаемых материалов: на основе сополимеров полигидроксибутирата и полигидроксивалерата – материал Biopol (фирма ICI, Великобритания); гидроксикарбоновой кислоты и ее лактида Novon (фирма Wamer-Lampert & Co, США); на основе ацетата целлюлозы с различными добавками и пластификаторами – Biocell (Франция); на основе полиамида-6 (6,6) с добавками природного происхождения и синтетических биоразлагаемых олигомеров Mater-Bi (Италия). В США широко распространены биоразлагаемые на открытом воздухе упаковки TONE на основе капролактама.

Биоразлагаемые полимеры, использующиеся в медицине, гидролизуются в организме при помощи различных ферментов. Широко используемым в медицине биоразлагаемым полимером является, например, шовный материал. Очень перспективно использование биоразлагаемых полимеров для контролируемой доставки лекарств, а также в качестве имплантатов, которые могут постепенно заменяться в организме костной или другой живой тканью. Одними из первых в тканевой инженерии стали применяться биодеградируемые синтетические биоматериалы на основе полимеров органических кислот, например молочной (PLA, полилактат) и гликолевой (PGA, полигликолид). При этом в состав полимера может входить как один тип кислотного остатка, так и их сочетания в различных пропорциях. Матрицы на основе органических кислот легли в основу создания таких органов и тканей, как кожа, кость, хрящ, сухожилие, мышцы (поперечно-полосатая, гладкая и сердечная), тонкая кишка и др. Особое место среди материалов для биоматриц-носителей занимают коллаген, хитозан и альгинат. Коллаген практически не имеет антигенных свойств. Альгинат – полисахарид из морских водорослей. Хитозан – азотсодержащий полисахарид, который получают из хитиновых панцирей ракообразных и моллюсков. Комбинированный по составу препарат – коллагеново-хитозановый комплекс разрешен Минздравом РФ в качестве перевязочного, ранозаживляющего средства и уже используется в клинической практике в хирургии и стоматологии.

Авторы

• Говорун Елена Николаевна, к.ф.-м.н.
• Митькевич Ольга Владимировна, к.х.н.

Теги

Разделы

Бионаноматериалы и биофункционализированные наноматериалы

Органические и полимерные наноматериалы и волокна