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1、生物可降解聚合物的发展概况摘要：近年来随着石油资源的日益紧缺，导致塑料原料价格飞涨，尤其是随着可持续发展 战略的深入人心，解决塑料材料与环保的协调发展问题愈加凸显。为了解决环境污染和能源 危机，开发和研究生物可降解聚合物材料已经成为重要的途径。通过检索相关中英文文献， 我对生物可降解聚合物的发展概况有了一定的了解，下面我将就其产生、应用、发展等方而 做筒要介绍。关键词：生物可降解聚合物 应用 前景Abstract: With the increasing short supply of oi 1 resources in recent years, the price of the raw m
2、aterials of plastic has gone up a lot, especially the people s awareness of the sustainable development and the highlight of the problem that contradiction between materials and environment. In order to solve the problem of environment pollution and energy crisis, the research and development of bio
3、degradable polymer materials has become an important way. Through search relevant documents in both Chinese and English, I have some 1 earn of the development of biodegradable polymers.Keywords: biodegradable polymer use foreground、生物可降解聚合物的简介通常所说的生物可降解高分子材料是指受到自然界中的生物，如细菌、真菌、藻类等，侵 蚀后可以完全降解的高聚物。目前，使
4、高分子材料被微生物降解的途径主要有两种：一种是 合成具有可以被微生物或酶降解的化学结构的大分子；另一种方法是培植专门用于降解通用 塑料材料的微生物。后者受到了舆论界严厉地抨击，认为这将会导致物种不受控制的增长。 因此，目前的研究方向主要还是以合成可.降解材料为主。材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。众所周知，合成高分子多为憎水性的, 般不能生物降解，只有能保持-定湿度的材料才有可能生物降解。含有亲水性基团的高分 子可保持一定的湿度，宜生物降解，同时含有亲水和憎水基的聚合物生物降解性好。一般分 子最大的材料较分子量小的更难生物降解；脂肪族聚合物比相应的芳香族聚合物容易生物降 解；支化和交
5、联会降低材料的生物降解性。另外，材料表血的特性对生物降解也有影响，粗 糙表血材料比光滑表面材料更易降解。二、生物可降解聚合物的应用在全球范国内，生物可降解材料的发展和应用正呈方兴末艾之势。在很多领域都得到了广 泛的应用。(-)在纺织行业的应用在纺织行业，采用可降解纤维、走对环境无污染的 绿色纺织 之路，将是必然趋势。纤 维素纤维是地球上现存的最大量的有机物纤维，主要有棉、麻、木材纤维等，以植物的组织 成分存在，其中棉纤维是自然界中最纯净的纤维素。纤维素是由- 1, 4葡萄糖单元重复 连结而成的宜链状高分子，大分子中的一个六环糖上有3个炷基，从而使其具有高的吸湿、 吸水性。分子间规则的须链结合使
6、其形成结晶。但是天然纤维的品种不同，其结晶形式也不 同。一般来说结晶度低的再生纤维素的微生物分解性比结晶度高的天然纤维素要好。如棉粘纤维虽然薄，但强度很大；醋酸纤维素纤维综合了纤维素酯与颜料的优点，纤维素 酯具有一个脱水葡萄糖单位的中等取代度，而颜料起到光氧化催化的作用，这些催化颜料 加速了纤维素酯的分解，使其具有生物可-降解性；Lyocell纤维生产过程无环境污染，纤维 具有很好的生物可降解性和成好的吸湿性、柔软性，穿着十分舒适；。将这种甲壳素衍生物 溶解在三氯乙酸/三氯甲烷混合液中制成纺丝液，经湿法纺丝、拉伸完成纤维全部制作。(二)在组织工程中的应用在组织工程中，生物可降解高分子可用于几种
7、生物可降解高分子支架材料和三维多孔可降 解组织工程支架材料的制备。组织工程学是利用工程学和生命科学的原理和方法研究生物有 机体的组织器官或其功能替代物的新兴交叉学科。材料科学的发展是组织工程的必要条件， 也是组织工程学研究的一-个里点内容,组织工程载体生物可降解高分子材料作为组织工 程的平台或三维支架，不仅提供细胞生长的框架，使之形成特定的组织或器官形状，而且生 物可降解高分子材料还作为细胞外基质成份之一，起着细胞间信号传导和相互作用的媒介功 能，是组织细胞生长所必需的生物活性剂。理想的组织工程支架材料或细胞载体应具有以下 条件：归好的生物相容性；适宜的生物降解性；有效的表面活性；一定的可塑性
8、； 具有三维多孔结构。如引导性组织再生材料，即用外科手术方法放置一物理屏障来分隔不同的组织，其主要目 的是建立一能使生物再生功能得到最大程度发挥的有利环境C作为合适的生物降解型引导性 组织再生材料，应当具有R好的弹性和生物相容性，而材料降解时间与组织再生时间平衡 及降解产物不会引起体内的不&反应。如神经导管、牙周诱导再生、压槽骨再生及其他组织 再生材料可用引导性组织再生材料。生物町降解聚合物还可以用于颌骨骨折的固定；探讨应 用聚辫基丁酸/聚羟基戊酸共聚物，聚乙醇胺/聚乳酸共聚物构建组织工程心脏瓣膜的可 行性，将体外培养的犬主动脉瓣间质细胞分别种植于两种材料上，观察其生长情况并测定 细胞合成前列
9、环素的功能。结果表明细胞在两种材料上均生长良好，并有合成、分泌前列环 素的功能。两种材料均适用于组织工程心脏瓣膜支架材料此外，生物可降解聚合物在医学中还得到了其它应用和推广，如具有生物相容性并且能够 生物降解的亲肤性聚氨酯黏胶适合于做伤口敷料，其基本形态山多醇与二异氤酸酯配合而 成的有双未端异割酸基的预聚物。当遇到渗出的体液、血液等后，聚敏酯系胶黏剂通过以高 反应性异割酸基为中心的复杂交联反应，能在短时间内变成柔软的黏接力较大的弹性体状 生成物；利用甲壳素及其衍生物制造的人造皮肤具有良好的组织相容性、成膜性、柔软性和 定的抗曲-消炎作用，促进伤口愈合作用，聚氨酯等聚合物也可作伤口覆膜材料。（三
10、）在包装工程中的应用高分子材料在包装行业中的应用越来越多，但是大最废弃的包装材料给环境造成了巨大污 染。只靠消极的减少使用量是不能根本解决问题的，只有采用降解性高分子才是可-行的。目 前，各种包装材料是聚乳酸最大、最有潜力的应用市场。聚乳酸阻气阻水性、透明性及可印 刷性息好，且其基本原料乳酸是人体固有的生理物质之一，对人体无毒无害，在食品包装市 场上大有用武之地。生物可降解聚合物在包装行业因其独特的优势而受到了不少商家的追捧，如可口可乐公司 在盐湖城冬奥会上用了50万只一次性杯子，全部是用聚乳酸型料制成的，这些杯子只需40 天就可在露天环境下消失得无影无踪。2 0 0 4年，美国College
11、Farm牌糖果开始采用以生 物降解聚乳酸树脂生产的包装薄膜，这种薄膜外观和性能与传统糖果包装膜（玻璃纸或双向 拉伸聚内烯膜）相同，具有结晶透明性、极好的扭结保持性、可印刷性和强度，并旦阻隔性 较高，能更好地保留糖果的香味。聚乳酸生物降解聚合物在美国零传市场的消费正在扩大: 美国沃尔玛连锁超市经过一年的试用之后，于2005年12月开始推广使用聚乳酸包装材料；特 拉华州Monte新鲜产品公司于2004年底开始在其WildOats市场采用聚乳酸包装材料；俄亥 俄州的AveryDennison公司也采用聚乳酸薄膜作为自粘性标签底膜。（四）在药学领域中的应用1、生物可降解聚合物纳米粒给药载体聚合物控制的
12、药物释放就是利用天然或合成的生物可降解聚合物作为药物的载体或介质, 制成-定的剂型，控制药物在人体内的释放度，使药物按设计的剂量，在要求的时间范围 内以一定的速度在体内缓慢释放，以达到治疗疾病的目的。生物可降解聚合物控制药物释放 较传统的载药体系具独特优势：长效、高效、低毒、靶向。根据聚合物载体材料对药物分子 的作用以及药物释放体系的剂型设计可将聚合物控制的药物释放体系的控制机理分为物 理过程控制-扩散；化学过程控制-化学反应；体外调节控制-溶剂活化。生物可降解聚合物纳米粒用作疫苗、生长激素、胰岛素、抗肿瘤药、避孕药等匆物载体的 研究止:广泛而深入的进行，并旦许多药物正处在实验室及临床研究阶段
13、C通过对聚合物纳米 粒进行表面修饰可以大大延长药物在体内循环时间，合成具有亲水性及亲脂性的新型嵌段 聚合物可以成功地实现药物控释、靶向。根据降解速率、环境要求和药物性质对聚合物进行 分子设计，研究和开发高安全性、靶向化、智能化纳米粒制备技术和新型生物可降解材料是 今后研究的方向。2、新型的可降解注射药物传递系统新型的可降解注射药物传递系统具有的优越性吸引了人们的兴趣，如应用方便、特殊部位 局部给药、可延长药物体内释放时间、降低体内药物剂量，降低药物毒性、减少不&反应、 提高患者顺应性等。以前研究的的传递系统有乳剂、脂质体、可生物降解微球以及胶囊等，这 些剂型已经被证明具有-定的应用性，但仍然存
14、在一些问题，需要进一步提高与改进。如乳 剂在液体中易被破坏或不溶，不能作为长效药物的选择。脂质体包封的约物在血循环中保留 的时间，多数要比游离药物长，但由于脂质体在体内易被巨细细胞或其他细胞吞噬，因此 不能长时间保持有效治疗药物浓度。此外还有如药物稳定性、火菌温度、较低的药物包封率 等问题，也限制了脂质体的应用。3、基因治疗载体生物降解聚合物微球具有自身稳定性好、化学结构和粒度大小可人为控制的优越性，并可 通过化学手段控制基因的释放速度。粒子表面用化学偶连或物理吸附等方法引入识别性分子, 使其具有识别靶细胞的能力，在细胞内聚合物逐步降解，将DNA直接释放到细胞浆内。（五）目前综合性能最出色的环
15、保材料一聚乳酸自20世纪60年代以来，人们开始研究和开发生物可降解聚合物及其制品，以保护环境.20 世纪90年代末刚刚实现工业化的聚乳酸(Poly-lactic Acid, PLA)是其中最有发展前景的 一种，它是-种真正的新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保材料。聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔点最高、结品度大、透明度极好，很适合做纤维、薄 膜及模压制品等，加上它能够用于更新的资源合成，所以人们正把更多的注意力转移到其生 物降解性能的研究.利用聚乳酸在人体内可降解的特性，它在医用绷带、一次性手术衣、防 粘连膜、尿布、医疗制成固定装置等方而的应用，以及在农业、林业、渔业、园艺以至各
16、种 各类的日用品方面将具有日益广泛的应用前景。它是一利新型环境友好、具有生物功能的可降解性材料，同时聚乳酸的成功开发和应用， 为解决资源短缺、生存环境保护及废弃物处理提供了一个非常好的方法.山于聚乳酸是一种 可完全生物降解脂肪族聚酯类高分子材料，在自然环境下，通过微生物、水等介质逐渐降解 成小分子聚合物，并最终降解为对环境无害的二氧化碳和水.聚乳酸的研究和开发有望为 解决环境污染问题提供-条新的途径.因此它被称为新型跨世纪的环保材料，而且迄今为止 它是最名副其实的山人工合成的有机高分子“绿色产品”和“环保产品”。聚乳酸作为一种无毒、无刺激性、具有优&生物相容性和生物降解性的合成高分子材料, 将成为取代以石油为来源的传统聚合物的浙一代环境友好，新型绿色环保可生物降解的高分 子材料。三、生物可降解聚合物的发展前景展望生物降解槊料产业规模不断扩大的过程，其实就是CO2减排的过程，可逐渐消除困扰全世 界多年的
