聚乳酸(PLA)生物可降解材料..ppt

聚乳酸降解概述 由于乳酸具有旋光性,因此对应的聚乳酸有三种:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋)??。 PLLA和PDLA是部分结晶高分子，力学强度较好，常用作医用缝合线和外科矫形材料。药物控释制剂常采用PLLA和PDLLA,但更多的是使用PDLLA。PLLA的降解产物L一乳酸能被人体完全代谢，因而比D-PLA更具竞争力。 PLA的体内降解 随着降解进行，材料内部会有越来越多的羧基加速内部材料的降解，进一步增大内外差异。当内部材料完全转变成可溶性齐聚物并溶解在水性介质中时，就会形成表面由没有完全降解的高聚物组成的中空结构。进一步降解才使低聚物水解为小分子，最后溶解在水性介质中。整个溶蚀过程是由不溶于水的固体变成水溶性物质。 宏观上是材料整体结构破坏，体积变小，逐渐变为碎片，最后完全溶解并被人体吸收或排出体外； 微观上是聚合物大分子链发生化学分解，如分子量变小、分子链断开和侧链断裂等， 变为水溶性的小分子而进入体液，被细胞吞噬并被转化和代谢。 4PLA的体外降解 聚乳酸的分解有两个阶段：经水解反应分解之后再靠微生物分解 在自然环境中首先发生水解，通过主链上不稳定的酯键水解 而成低聚物，然后，微生物进入组织物内，将其分解成二氧 化碳和水。在堆肥的条件下（高温和高湿度），水解反应可 轻易完成，分解的速度也较快。在不容易产生水解反应的环 境下，分解过程是循序渐进的。 5降解影响因素 (1) pH值 酸或碱都能催化PLA水解。 聚乳酸在碱性条件下降解速率酸性条件下降解速率中性条件下降解速率。 (2)结晶度 降解过程总是从无定形区到结晶区. 这是由于结晶区分子链段堆积紧密， 水不容易渗透进去。先渗入无定型区，导致酯键的断裂，当大部分无定型区已降解时，才由边缘向结晶区的中心开始降解。在无定型区水解过程中，生成立构规整的低分子物质，结晶度增大，延缓了进一步水解的进行 5聚乳酸降解因素 (3)分子量及分子量的分布 分子量与降解速率成反比。分子量越大， 聚合物的结构越紧密， 内部的酯键越不容易断裂；而且，分子量越大，经降解所得的链段越长， 不易溶于水中，产生的水和氢正离子越少，使pH 值下降缓慢，这也是其降解速率比低分子量聚乳酸的低的原因之一。 对于平均分子量相同的聚合物来说，分子量分布越宽，降解速率越快。这是因为分子量较小的聚合物先分解后， 环境pH值由中性向酸性转变，从而加快了降解速度。 聚乳酸降解因素 (4)立构规整性的影响： 在碱性条件下， 降解速率为PDLA (PLLA)P (LDL)APDLLA PDLLA 由于甲基处于间同立构或无规立构状态， 对水的吸收速度较快， 因此降解较快； 而对PLLA及PDLA来说水解分为2个阶段：第一阶段，水分子扩散进入无定型区，然后发生水解；第二阶段是晶区的水解，相对来说较为缓慢。 （5)酶 聚乳酸主链上含有酯键，可以被酯酶加速降解。 如根霉属菌酯肪酶、猪胰腺酯肪酶、猪肝脏的梭基酯酶。 6 生物体吸收代谢途径 用于脂肪酸、丙氨酸等物质的合成 在肝脏细胞中，乳酸经由丙酮酸、乙酰辅酶A途径转变为脂肪酸、胆固醇、酮体和乙酸等物质，亦可经由丙酮酸，通过氨基转换作用生成丙氨酸，参与蛋白质代谢。 随尿液和汗液直接排出 此过程消除量极少，仅占总消除量的5%左右。 L－乳酸作为一种动物体内自然的代谢产物，不会在人畜体内留下有害物质。D－型乳酸则不能在体内代谢，并会因过量产生酸中毒。总之，人体可通过自身的各种代谢途径加以消除，以确保内环境的稳定，以利于各项生命活动的正常进行。 无机生物材料 LOGO 无机生物材料 聚乳酸生物可降解材料 * 目 录 1 2 3 4 6 5 * * 生物降解材料是20世纪80年代后随着环境、能源等矛盾的凸显而发展起来的新型材料，作为一种可自然降解的材料，在环保方面起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，作为解决“白色污染”最为有效的途径，已引起环境专家、材料学家及更多领域人士的关注。 生物可降解高分子材料一般是指降解温度不超过50℃，可在几个月到几年时间内完全降解的材料。 * 1 生物可降解材料概况 * 1 生物可降解材料概况 淀粉 聚乳酸 聚己内酯 五大热门可降解材料 近年来比较活跃 * 聚丁二酸丁二醇酯 聚羟基脂肪酸酯 聚乳酸(PLA)生产过程无污染，可以生物降解，实现在自然界中的循环，有着良好的生物相容性，是理想的绿色高分子材料,在各个行业中的应用前景