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)A<PDLLA 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