生分解性ポリマーとは?この質問に答える前に、まずポリマーとは何かを見てみましょう。 ポリマー 大きな分子または分子の鎖を持つ物質です。それらはさらに天然ポリマーに分類できます 合成ポリマー .すべての植物や動物がポリマーでできているとは信じられないかもしれません。タンパク質、DNA、セルロース (植物のタンパク質の一種) は、生物に見られるポリマーの一部です。合成ポリマーは、最も広く使用されているタイプのポリマーです。ポリエチレン、PVC、合成ゴムは合成ポリマーの例です。合成高分子を使用する上での直接的な問題は、それらが短期間の使用に使用されることですが、合成高分子は石油化学製品の副産物であるため、長期間使用できるということです。この状況は、土壌浸食、水質汚染、有毒ガスの排出など、多くの環境問題を引き起こしています。
生分解性ポリマー – 定義
すべてのポリマーは分解性です。それらは、時間とともに質量、強度、および分子量が低下します。私たちがすでに知っているポリマーのほとんどは、完全に分解するのに 100 ～ 1000 年かかります。生分解性ポリマーの特徴は、非生分解性ポリマーと比較して急速に分解し、その副産物が CO2、水、メタン、微生物によって容易に除去される無機化合物またはバイオマスなどの環境に優しい (生体適合性がある) ことです。
生分解性ポリマー – 種類
生分解性ポリマーは、その形成方法に応じて 2 つの主なトピックに分類できます。
- 農業用ポリマー
バイオマス製品
- バイオポリエステル
微生物生産によって得られるポリマー
生体由来モノマーからの従来の合成
石油製品から
バイオマス製品は、多糖類とタンパク質の 2 つのサブカテゴリに分類できます。アグロポリマーは、多糖類などのアグロ材料から得られる。多糖類 (複合炭水化物) は、生物圏で最も豊富な高分子です。でんぷんは、穀類や塊茎から抽出される最もよく知られているタイプの多糖類です。キチン、キトサン、ペクチンは多糖類の一種です。
2 番目のタイプのアグロ ポリマーは、アミノ酸から作られるタンパク質です。タンパク質の最大の特徴は、再生可能であることです。タンパク質は、食品業界で広く使用されています。植物性タンパク質には大豆タンパク質、トウモロコシタンパク質、小麦タンパク質があり、動物性タンパク質にはカゼイン、コラーゲン、ゼラチン、ケラチンが広く使用されています.乳酸脱水素酵素、キモトリプシン、およびフマラーゼは、主な細菌タンパク質です。これらのタイプのポリマーは主に食品業界で使用されていますが、包装業界は従来のプラスチックを農業用ポリマーに置き換える方法をまだ見つけていません.
バイオポリエステルは、生分解性ポリマーの 2 番目のタイプです。それらは、生物資源と非生物資源 (合成) のいずれかを介して生産できます。
生分解性ポリマーの例
乳酸 は、多くの産業で広く使用されているよく知られた生体高分子です。 L-乳酸とd-乳酸の2つの形態で存在します。それらは、生物学的または化学的の 2 つの異なる方法で生成できます。生物学的方法では、炭水化物の発酵は乳酸桿菌（バクテリア）または真菌によって行われます.乳酸は、化学連鎖反応によって生成することもできます。筋肉が疲れているときも、この反応を体で経験することができます.工業的には、乳酸は主に化粧品の製造に使用されます。
ポリヒドロキシアルカノエート (PHA) 多くのバクテリアによって細胞内炭素およびエネルギー貯蔵顆粒として合成される細胞内バイオポリマーのファミリーです。 PHA は、生分解性があるため、包装や医療の業界で利用されています。
生分解性ポリマーのほとんどは、石油資源の副産物です。ポリカプロラクトン、脂肪族コポリエステル、および芳香族コポリエステルは、そのようなタイプの石油ベースのポリエステルです。これらのポリエステルはすべて室温で柔らかい素材です.
生物医学用途における生分解性ポリマー
生分解性ポリマーは、生体適合性材料として多くの医療問題と統合する道を開きました。医療分野で生分解性ポリマーを使用することは、他の材料と比較して有害性が低いことです。生分解性ポリマーの一般的な用途とは異なり、生分解性ポリマーを生体材料として使用する場合、懸念すべき多くの事実があります。これらの事実は、非毒性、滅菌性、有効性、および生体適合性です。ほとんどの生分解性ポリマーのすべての事実を見つけるのは難しいことですが、科学者、臨床医、およびエンジニアは、特定の生分解性ポリマーが生体材料として使用されることを発見しました.
生体材料は生細胞に直接接触します。生体材料には 2 つの典型的な用途があります。 1つ目は、血液バッグ、カテーテル、注射器などの使い捨て製品としての生体材料です。 2つ目は、手術をサポートする材料として。それは、レンズ、歯科および乳房置換などの組織置換のためのプロテーゼ、または人工心臓や人工腎臓などの人工器官としてのいずれかです。
生分解性ポリマーには多くの外科的用途があります。生分解性ポリマーの生体吸収性は、結合、閉鎖、分離、足場、およびカプセル化に使用されます。生分解性ポリマーは、組織へのシールおよび接着のための手術で消費されます。この場合、液体タイプのポリマーが使用されます。液体を欠損組織に塗布すると、すぐに液体がゲル化して止血します。欠陥のある組織が治癒すると、ゲル化した物質がゆっくりと分解され、体内に吸収されます。生分解性のピン、ネジ、ワイヤーを使用した骨固定でも同じ手順が行われます。
薬物送達システムは、生分解性ポリマーを使用してその役割を果たします。これには、薬物送達の侵襲的方法と非侵襲的方法の両方を取り入れることができます。この場合、これらのポリマーは単にトランスポーターとして機能し、薬物を目的の部分に送達した後、有害な影響を与えることなく体内にすばやく吸収されます.あなたが見たことがあるかもしれない最も単純なケースは、錠剤カバーとさまざまな色のコーティングです.薬物はカバーの中に含まれており、そのカバーは体に影響を与えることなく排泄されるべきです.これらのカバーとコーティングは生分解性ポリマーでできています。
生分解性ポリマー – まとめ
• 生分解性ポリマーは短時間で分解するタイプのポリマーで、その副産物は環境に優しいものです。
• 非分解性プラスチックによる環境汚染の良い解決策です。
• 生分解性ポリマーには主に 2 つのタイプがあります。
• それらはアグロ ポリマーとバイオ ポリエステルです。
• 現在、生分解性ポリマーは、生体適合性を考慮して医療用途で広く使用されています。
