Biológiailag lebontható polimerek vagy biológiailag lebontható polimerek; A biológiailag lebomló polimerek olyan polimer anyagok, amelyek természetes mikrobiológiai és kémiai folyamatok eredményeként spontán lebomlanak .
A szintetikus biológiailag lebomló polimerek használata az emberi tevékenység két területén – az orvostudományban és a környezetvédelemben – a leglényegesebb.
A polimer csomagolások gyártásához használt polimerek többsége bioinert ( polietilén , polipropilén , polietilén-tereftalát , polisztirol stb. ) és természetes körülmények között nem bomlik le sokáig. Ehhez bizonyos intézkedésekre van szükség az ártalmatlanításuk , vagy ha lehetséges, az újrahasznosítás megszervezéséhez . Mindkét folyamat meglehetősen energia- és munkaigényes, és nem zárja ki a környezetszennyezést .
Az elmúlt években intenzív munka folyt a biológiailag lebomló polimerek ( környezeti tényezők hatására gyors lebomlásnak kitett, beleértve a mikroorganizmusok hatására elpusztultakat is ) tanulmányozása és létrehozása terén, amelyek teljesítményjellemzői tekintetében megközelítik a hagyományos polimer anyagokat. csomagoláshoz. Számos külföldi országban (Japán, USA, egyes EU-országok stb.) a csomagolóanyagok jelentős része már biológiailag lebomló anyagokból készül. Ezek közül meg kell jegyezni: polihidroxibutirát és polihidroxivalerát kopolimerjein alapuló biológiailag lebomló anyagok - Biopol anyag (ICI, UK); hidroxikarbonsav és laktid alapú – Novon (Wamer-Lampert & Co, USA); cellulóz-acetát alapú , különféle adalékokkal és lágyítókkal - Biocell (Franciaország); poliamid -6 (6,6) alapú természetes eredetű adalékokkal és szintetikus biológiailag lebomló oligomerekkel - Mater-Bi (Novomot, Olaszország). Az Egyesült Államokban széles körben elérhető a kaprolaktám alapú kültéri biológiailag lebomló TONE csomagolás .
Az egyik ígéretes irány ezen a területen a biológiailag lebomló polimereken és szervesen módosított rétegszilikátokon (speciálisan előállított természetes agyagokon) alapuló nanokompozitok alkalmazása , amelyek javított mechanikai és termikus tulajdonságokkal rendelkeznek, és gyorsabban bomlanak le, mivel csökken a polimer kristályosság foka és az interkaláció bevezetése.a polimer lebomlását iniciátorok agyag rétegterébe.
A biológiai lebomlás során a makromolekulák először kisebb molekulatömegű fragmensekre bomlanak – oligomerekre , amelyeket aztán a baktériumok feldolgoznak. A bomlástermékek végül a szén-dioxid és a víz.
A gyógyászatban használt biológiailag lebomló polimerek élő szervezet biológiai közegeivel érintkezve feloldódhatnak ezekben a közegekben molekulatömegük megváltoztatása nélkül, vagy biológiai lebomláson mennek keresztül a következő főbb mechanizmusok révén: hidrolízis oligomer és monomer termékek képződésével, enzimatikus hidrolízis és fagocita destrukció (a szervezet sejtvédő reakciója). Valós körülmények között a biológiai lebomlás sebességét ezen tényezők összhatása határozza meg. A gyógyászatban széles körben használt biológiailag lebomló polimer például a vízoldható polimereken alapuló sebészeti varrat . Ígéretesnek ígérkezik a biológiailag lebomló polimerek implantátumként történő alkalmazása , amelyeket a szervezetben fokozatosan helyettesíthetnek csontokkal, porcokkal vagy más élő szövetekkel. A szerves savak polimerein , például tejsavon (PLA, polilaktát ) és glikolsavon (PGA, poliglikolid ) alapuló, biológiailag lebomló szintetikus bioanyagokat az elsők között alkalmazták a szövettervezésben. A szerves savakon alapuló mátrixok olyan szervek és szövetek létrejöttének alapját képezték, mint a bőr, csont, porc, inak, izmok (csíkos, sima és szívizom), vékonybél stb. A biomátrix hordozó anyagok között különleges helyet foglalnak el kollagénnel , kitozánnal és algináttal . _ A kollagénnek (az állati szövetek fehérjefrakciója) gyakorlatilag nincs antigén tulajdonsága. Az alginát tengeri moszatból származó poliszacharid . A kitozán egy nitrogéntartalmú poliszacharid, amelyet rákfélék és puhatestűek kitines héjából nyernek . A kombinált készítményt, a kollagén-kitozán komplexet az Orosz Föderáció Egészségügyi Minisztériuma jóváhagyta kötszerként, sebgyógyító szerként, és a klinikai gyakorlatban már használják a sebészetben és a fogászatban . A biológiailag lebomló polimerek gyógyszerhordozóként használhatók szabályozott hatóanyag-leadású rendszerekben.