生物降解聚合物

生物降解聚合體是一類特殊的聚合物，在其預期目的后通過細菌分解過程分解，產生天然副產品，如氣體（CO2、N2）、水、生物質和無機鹽。 這些聚合物既有天然的也有合成的，主要由酯、酰胺和醚官能團組成。 它們的特性和分解機制由它們的確切結構決定。 這些聚合物通常通過縮合反應、開環聚合和金屬催化劑合成。 可生物降解的聚合物有大量的例子和應用。

生物基包裝材料作為綠色替代品在過去幾十年被引入，其中可食用薄膜以其環保、品種多、易得、無毒、成本低等特點受到越來越多的關注。

生物降解聚物歷史悠久，由于許多是天然產物，因此無法準確追溯其發現和使用的確切時間。 最早的羊腸線縫合線是用綿羊的腸子制成的，但現代羊腸線縫合線是由從牛、綿羊或山羊的小腸中提取的純化膠原蛋白制成的。

可生物降解聚合物的結構對其性能有重要影響。 雖然有無數種可生物降解的聚合物，包括合成的和天然的，但它們之間有一些共同點。

生物降解聚物往往由酯、酰胺或醚鍵組成。 通常，可生物降解的聚合物可根據其結構和合成分為兩大類。 這些類別之一是農業聚合物，或源自生物質的聚合物。 另一種由生物聚酯組成，它們源自微生物或由天然或合成單體合成制成。

農業聚合物包括多糖，如在馬鈴薯或木材中發現的淀粉，以及蛋白質，如基于動物的乳清或植物來源的麩質。 多糖由糖苷鍵組成，糖苷鍵吸收糖的半縮醛并通過失去水分將其與醇結合。 蛋白質由氨基酸制成，氨基酸含有各種官能團。 這些氨基酸通過縮合反應再次聚集在一起，形成由酰胺官能團組成的肽鍵。 生物聚酯的實例包括聚羥基丁酸酯和聚乳酸。

盡管可生物降解的聚合物有許多應用，但它們有一些共同的特性。 所有可生物降解的聚合物都應該足夠穩定和耐用，以用于其特定應用，但在處理后它們應該很容易分解。 聚合物，特別是可生物降解的聚合物，具有極強的碳骨架，難以斷裂，因此降解通常從端基開始。 由于降解在末端開始，因此高表面積是常見的，因為它允許化學物質、光或有機體容易進入。 結晶度通常很低，因為它還會抑制進入端基。 如上所述，通常會看到低聚合度，因為這樣做允許更易接近的端基與降解引發劑反應。 這些聚合物的另一個共同點是它們的親水性。 如果水溶性酶不能輕易與聚合物接觸，疏水性聚合物和端基將阻止酶輕易相互作用。

用于醫藥用途的可生物降解聚合物的其他常見特性包括：

• 無毒
• 能夠在降解前保持良好的機械完整性
• 能夠控制降解率

目標不是引發免疫反應，降解產物也不需要有毒。 這些很重要，因為可生物降解的聚合物用于藥物輸送，在這種情況下，隨著時間的推移緩慢地將藥物釋放到體內而不是一次全部釋放到體內至關重要。