Ce sunt polimerii biodegradabili

Ce sunt polimerii biodegradabili? Înainte de a răspunde la această întrebare, să vedem mai întâi ce sunt polimerii. polimeri sunt substanțele cu molecule mari sau un lanț de molecule. Ele pot fi împărțite în continuare polimeri naturali și polimeri sintetici. Este posibil să nu credeți că toate plantele și animalele sunt făcute din polimeri. Proteinele, ADN-ul și celuloza (un fel de proteină în plante) sunt unii dintre polimerii pe care îi putem găsi în ființele vii. Polimerii sintetici sunt cei mai răspândiți tip de polimeri. Polietenă, PVC și cauciuc sintetic sunt exemplele de polimeri sintetici. Prima problemă a utilizării polimerilor sintetici constă în faptul că acestea sunt utilizate pentru utilizări pe termen scurt, dar durează o perioadă îndelungată, deoarece polimerii sintetici sunt produse din produse petrochimice. Această situație conduce la multe probleme de mediu, cum ar fi eroziunea solului, poluarea apei și emisiile de gaze toxice.

Polimeri biodegradabili - definiție

Fiecare polimer este degradabil. Ei se degradează în timp, în masă, în forță și în greutate moleculară. Majoritatea polimerilor pe care i-am cunoscut deja, au o perioadă de 100-1000 de ani pentru a se degrada pe deplin. Specialitățile din polimerii biodegradabili se degradează rapid atunci când se compară cu polimerii ne-biodegradabili, iar produsele lor secundare sunt ecologice (biocompatibil), cum ar fi CO2, apă, metan și compuși anorganici sau biomasă ușor de curățat de microorganisme.

Polimeri biodegradabili - Tipuri

Polimerii biodegradabili pot fi clasificați în două subiecte principale, în funcție de metoda lor de formare.

• Agro polimeri

produse din biomasă

• Bio-poliesteri 

polimeri obținuți prin producții microbiene

sinteza convențională de la monomeri derivați din bio

din produse petroliere

Produsele din biomasă pot fi împărțite din nou în două subcategorii, cum ar fi polizaharidele și proteinele. Polimerii agro-polimeri sunt obținuți din agro-materiale, cum ar fi polizaharidele. Polizaharidele (carbohidrații complexi) sunt cele mai abundente macromolecule din biosferă. Amidonul este cel mai bine cunoscut tip de polizaharide, care sunt extrase din cereale și tuberculi. Chitina, chitosanul și pectina sunt alte tipuri de polizaharide. 

Al doilea tip de agro-polimeri sunt proteinele care sunt fabricate din aminoacizi. Cea mai importantă caracteristică a proteinelor este că acestea sunt regenerabile. Proteinele sunt utilizate pe scară largă în industria alimentară. Proteinele de soia, proteinele de porumb și proteinele de grâu sunt printre proteinele vegetale, iar cazeina, colagenul, gelatina și keratina sunt tipurile de proteine ​​animale utilizate pe scară largă. Lactat dehidrogenaza, chymotripsina și fumaraza sunt principalele proteine ​​bacteriene. Chiar dacă aceste tipuri de polimeri sunt utilizate în principal în industria alimentară, industria ambalajelor nu a găsit o modalitate de înlocuire a materialelor convenționale cu polimeri agro-polimeri.

Bio-poliesterii sunt al doilea tip de polimeri biodegradabili. Ele pot fi produse fie prin resurse vii, fie prin resurse ne-vii (sintetice).

Exemple de polimeri biodegradabili 

Acid lactic este un biopolimer bine-cunoscut, utilizat în multe industrii. Există în două forme ca acidul L-lactic și acidul d-lactic. Acestea pot fi produse în două moduri diferite, fie biologic, fie chimic. În metoda biologică, fermentarea carbohidraților se realizează prin bacterii Lactobacillus (bacterii) sau ciuperci. Acidul lactic poate fi de asemenea produs prin reacții chimice în lanț. De asemenea, putem experimenta această reacție în corpul nostru atunci când avem mușchi obosiți. Acidul lactic industrial este utilizat în principal pentru a produce produse cosmetice.

Polhidroxialcanoații (PHA) sunt o familie de biopolimeri intracelulari sintetizați de multe bacterii ca granule de stocare intracelulară a carbonului și energiei. PHA sunt utilizate în industria ambalajelor și medicale datorită biodegradabilității lor.

Majoritatea polimerilor biodegradabili sunt subprodusele resurselor petroliere. Poliprolactona, copoliesterii alifatici și copoliesterii aromatici sunt astfel de tipuri de poliesteri pe bază de petrol. Toți acești poliesteri sunt materiale moi la temperatura camerei.

Polimeri biodegradabili în aplicațiile biomedicale

Polimerii biodegradabili au deschis o modalitate de a se integra cu multe probleme medicale ca un material biocompatibil. Utilizarea polimerilor biodegradabili în domeniul medical este mai puțin periculoasă în comparație cu alte materiale. Spre deosebire de aplicațiile generale ale polimerilor biodegradabili, există multe fapte care trebuie avute în vedere atunci când se utilizează bio-degradabile ca bio-materiale. Aceste fapte sunt non-toxicitate, sterilizabilitate, eficacitate și bio-compatibilitate. Este dificil să aflăm toate faptele în majoritatea polimerilor biodegradabili, dar oamenii de știință, clinicienii și inginerii au descoperit că anumiți polimeri biodegradabili sunt utilizați ca biomateriale.

Biomaterialele au contact direct cu celulele vii. Există două utilizări tipice în biomateriale. Prima este biomaterialele ca produse de eliminare, cum ar fi pungi de sânge, catetere și seringi. A doua utilizare este ca materiale care susțin operațiile chirurgicale. Poate fi fie pentru proteze pentru înlocuirea țesuturilor, cum ar fi lentilele, înlocuitorii dentare și de sân, sau ca organe artificiale, cum ar fi inimile artificiale și rinichii artificiali.

Există multe utilizări chirurgicale în polimerii biodegradabili. Calitatea bioabsorbabilă în polimerii biodegradabili este utilizată pentru lipire, închidere, separare, schelă și capsulare. Polimerii biodegradabili sunt consumați pentru intervenții chirurgicale pentru etanșarea și aderarea la țesuturi. În acest caz se utilizează polimeri de tip lichid. Imediat după aplicarea lichidului la țesutul defect, lichidul va deveni gel și va opri sângerarea. Când țesutul defect se vindecă, materialul gelatat se va degrada încet și se va absorbi în organism. Aceleași pași se întâmplă în fixarea osoasă utilizând pini, șuruburi și fire biodegradabile.

Sistemele de administrare a medicamentelor utilizează polimeri biodegradabili pentru sarcina lor. Se pot lua în considerare atât metodele invazive, cât și cele neinvazive de livrare a drogurilor. În acest caz, acești polimeri acționează doar ca un transportor și, după eliberarea medicamentului la partea dorită, vor absorbi rapid în organism fără un efect dăunător. Cel mai simplu caz pe care l-ați văzut este acoperirea pilulelor și acoperirile în diferite culori. Medicamentul este inclus în interiorul capacului și acoperirea trebuie excretată fără a afecta corpul. Aceste acoperiri și acoperiri sunt realizate din polimeri biodegradabili.

Polimeri biodegradabili - Rezumat

• Polimerii biodegradabili sunt tipurile de polimeri care se degradează într-un timp scurt și produsele lor secundare sunt ecologice.

• Este o soluție bună pentru poluarea mediului datorată materialelor plastice nedegradabile.

• Există două tipuri principale de polimeri biodegradabili.

• Sunt agro-polimeri și bio-poliesteri.

• În prezent, polimerii biodegradabili sunt utilizați pe scară largă în aplicațiile medicale, având în vedere compatibilitatea lor biologică.