Biohajoavat polymeerit tai biohajoavat polymeerit; Biohajoavat polymeerit ovat polymeerimateriaaleja, jotka hajoavat spontaanisti luonnollisten mikrobiologisten ja kemiallisten prosessien seurauksena .
Synteettisten biohajoavien polymeerien käyttö on tärkeintä kahdella ihmisen toiminnan alueella - lääketieteessä ja ympäristönsuojelussa.
Suurin osa polymeeripakkausten valmistukseen käytetyistä polymeereistä on bioinerttejä ( polyeteeni , polypropeeni , polyeteenitereftalaatti , polystyreeni jne.) eivätkä hajoa luonnollisissa olosuhteissa pitkään. Tämä edellyttää tiettyjä toimenpiteitä niiden hävittämisen tai mahdollisuuksien mukaan kierrätyksen järjestämiseksi . Molemmat prosessit ovat melko energia- ja työvaltaisia eivätkä sulje pois ympäristön saastumista .
Viime vuosina on tehty intensiivistä työtä biohajoavien polymeerien ( joissa ympäristötekijöiden vaikutuksesta hajoavat nopeasti , mukaan lukien mikro- organismien vaikutuksesta tuhoutuneet ) tutkimukset ja luominen. pakkaamista varten. Useissa ulkomaissa (Japani, USA, eräät EU-maat jne.) merkittävä osa pakkausmateriaaleista on jo valmistettu biohajoavista materiaaleista. Näistä on huomioitava: biohajoavat materiaalit, jotka perustuvat polyhydroksibutyraatin ja polyhydroksivaleraatin kopolymeereihin - Biopol-materiaali (ICI, UK); perustuu hydroksikarboksyylihappoon ja sen laktidiin — Novon (Wamer-Lampert & Co, USA); perustuu selluloosa-asetaattiin erilaisilla lisäaineilla ja pehmittimillä - Biocell (Ranska); Polyamidi -6 (6,6) -pohjainen, jossa on luonnollista alkuperää olevia lisäaineita ja synteettisiä biohajoavia oligomeereja - Mater-Bi (Novomot, Italia). Yhdysvalloissa kaprolaktaamipohjaisia biohajoavia TONE-pakkauksia on laajalti saatavilla .
Yksi lupaavista suuntauksista tällä alueella on biohajoaviin polymeereihin ja organomodifioituihin kerrossilikaatteihin (erityisesti valmistettuihin luonnonsaveihin) perustuvien nanokomposiittien käyttö , joilla on parantuneet mekaaniset ja termiset ominaisuudet ja jotka voivat myös hajota nopeammin, koska ne voivat hajota. polymeerin kiteisyysaste ja interkalaation lisääminen polymeerin hajoamisen aloittavien savi-initiaattoreiden välikerrostilaan.
Biologisessa hajoamisprosessissa makromolekyylit hajoavat ensin fragmenteiksi, joilla on pienempi molekyylipaino - oligomeereja , joita bakteerit sitten käsittelevät. Loppujen lopuksi hajoamistuotteita ovat hiilidioksidi ja vesi.
Lääketieteessä käytetyt biohajoavat polymeerit voivat joutuessaan kosketuksiin elävän organismin biologisten väliaineiden kanssa liueta näihin väliaineisiin muuttamatta niiden molekyylipainoa tai läpikäydä biohajoamisen seuraavien päämekanismien kautta: hydrolyysi , jossa muodostuu oligomeerisiä ja monomeerisiä tuotteita, entsymaattinen hydrolyysi ja fagosyyttinen tuhoutuminen (kehon suojaava solureaktio). Todellisissa olosuhteissa biologisen hajoamisnopeuden määrää näiden tekijöiden kokonaisvaikutus. Lääketieteessä laajalti käytetty biohajoava polymeeri on esimerkiksi vesiliukoisiin polymeereihin perustuva kirurginen ommel . Implanteina on lupaavaa käyttää biohajoavia polymeerejä , jotka voidaan vähitellen korvata kehossa luulla, rustolla tai muulla elävällä kudoksella. Biohajoavat synteettiset biomateriaalit, jotka perustuvat orgaanisten happojen polymeereihin , kuten maitohappoon (PLA, polylaktaatti ) ja glykoliin (PGA, polyglykolidi ), otettiin ensimmäisten joukossa käyttöön kudostekniikassa. Orgaanisiin happoihin perustuvat matriisit muodostivat perustan sellaisten elinten ja kudosten luomiselle kuten iho, luu, rusto, jänne, lihakset (juovaiset, sileät ja sydänlihakset), ohutsuolen jne. Biomatriisin kantajamateriaalien joukossa on erityinen paikka. kollageenilla , kitosaanilla ja alginaatilla . _ Kollageenilla (eläinkudosten proteiinifraktiolla) ei käytännössä ole antigeenisiä ominaisuuksia. Alginaatti on merilevästä peräisin oleva polysakkaridi . Kitosaani on typpeä sisältävä polysakkaridi , jota saadaan äyriäisten ja nilviäisten kitiinikuorista . Yhdistelmävalmiste, kollageeni-kitosaanikompleksi, on Venäjän federaation terveysministeriön hyväksymä sidokseksi, haavanhoitoaineeksi, ja sitä käytetään jo kliinisessä käytännössä kirurgiassa ja hammaslääketieteessä . Biohajoavia polymeerejä voidaan käyttää lääkeaineen kantajina kontrolloidusti vapautuvissa järjestelmissä.