Plik kwas polimlekowy, którego poprawna nazwa to poli (kwas mlekowy), jest to materiał powstały w wyniku polimeryzacji kwasu mlekowego. Znany jest również jako poli-laktyd, ponieważ można go otrzymać z rozkładu i polimeryzacji laktydu, który jest dimerem kwasu mlekowego..
Poli (kwas mlekowy) czyli PLA nie jest kwasem, jest poliestrem, co można zaobserwować w monomerze, z którego się składa. Jest to łatwo biodegradowalny polimer i jest biokompatybilny. Obie właściwości wynikają z tego, że można go łatwo hydrolizować zarówno w środowisku, jak iw organizmie człowieka lub zwierzęcia. Ponadto jego degradacja nie generuje toksycznych związków.
Udział PLA w zszywaniu włókien podczas operacji chirurgicznych jest znany od lat. Jest również stosowany w przemyśle farmaceutycznym w lekach o spowolnionym uwalnianiu.
Jest stosowany w implantach dla ludzkiego ciała i istnieje wiele badań dotyczących jego wykorzystania w tkankach biologicznych, a także do druku trójwymiarowego (3D) w najróżniejszych zastosowaniach..
Będąc jednym z najbardziej biodegradowalnych i nietoksycznych polimerów, jego producenci zaproponowali zastąpienie wszystkich tworzyw sztucznych ropopochodnych, które są obecnie używane w tysiącach zastosowań, tym materiałem..
Dodatkowo, zdaniem jego producentów, ponieważ pochodzi on ze źródeł odnawialnych, produkcja i wykorzystanie PLA to sposób na zmniejszenie ilości CO.dwa który powstaje przy produkcji tworzyw sztucznych z przemysłu petrochemicznego.
Indeks artykułów
Poli- (kwas mlekowy) jest poliestrem, to znaczy ma powtarzające się jednostki estrowe - (C = O) -O-R, co widać na poniższym rysunku:
- Poli- (kwas mlekowy)
- Polilaktyd
- PLA
- Poli (kwas L-mlekowy) lub PLLA
- Poli (kwas D, L-mlekowy) lub PDLLA
- Kwas polimlekowy
- Poli (kwas D, L-mlekowy): bezpostaciowe ciało stałe.
- Poli (kwas L-mlekowy): kruche lub kruche przezroczyste półkrystaliczne ciało stałe.
Zależy to od stopnia polimeryzacji materiału.
Jest to temperatura, poniżej której polimer jest sztywny, kruchy i kruchy, a powyżej której polimer staje się elastyczny i plastyczny.
- Poli (kwas L-mlekowy): 63 ºC.
- Poli (kwas D, L-mlekowy): 55 ºC.
- Poli (kwas L-mlekowy): 170-180 ° C.
- Poli (kwas D, L-mlekowy): nie ma temperatury topnienia, ponieważ jest bezpostaciowy.
227-255 ° C.
- Amorficzny: 1248 g / cm3
- Krystaliczny: 1290 g / cm3
Poli (kwas L-mlekowy) ma wyższą wytrzymałość mechaniczną niż poli (kwas D, L-mlekowy).
PLA jest łatwy w obróbce termoplastycznej, dzięki czemu z tego polimeru można uzyskać bardzo drobne włókna..
Jego produkt degradacji, kwas mlekowy, jest nietoksyczny i całkowicie biokompatybilny, ponieważ jest wytwarzany przez żywe istoty. U ludzi jest wytwarzana w mięśniach i krwinkach czerwonych..
Może być frakcjonowany termicznie poprzez hydrolizę w organizmie człowieka, zwierzętach lub mikroorganizmach, co nazywa się degradacją hydrolityczną.
Ich właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne można dostosować poprzez odpowiednie modyfikacje, kopolimeryzację i szczepienie.
Po raz pierwszy uzyskano go w 1932 roku przez ogrzewanie kwasu mlekowego pod próżnią. Kwas mlekowy HO-CH3-CH-COOH to cząsteczka z centrum chiralności (czyli atomem węgla przyłączonym do czterech różnych grup).
Z tego powodu ma dwa enancjomery lub izomery zwierciadlane (są to dwie cząsteczki, które są identyczne, ale mają różną orientację przestrzenną swoich atomów).
Enancjomery to kwas L-mlekowy i D-mlekowy, które różnią się od siebie sposobem, w jaki odchylają spolaryzowane światło. Są odbiciami lustrzanymi.
Kwas L-mlekowy otrzymywany jest w wyniku fermentacji przez mikroorganizmy naturalnych cukrów, takich jak melasa, skrobia ziemniaczana czy dekstroza kukurydziana. Jest to obecnie preferowany sposób jego zdobycia.
Kiedy przygotowujesz poli (kwas mlekowy) z kwasu L-mlekowego, otrzymujesz poli (kwas L-mlekowy) lub PLLA.
Z drugiej strony, gdy polimer jest przygotowywany z mieszaniny kwasu L-mlekowego i D-mlekowego, otrzymuje się poli (kwas D, L-mlekowy) lub PDLLA.
W tym przypadku mieszanina kwasów jest połączeniem w równych częściach enancjomerów D i L, otrzymanych w wyniku syntezy z etylenu z ropy naftowej. Ta forma pozyskiwania jest dziś rzadko stosowana.
PLLA i PDLLA mają nieco inne właściwości. Polimeryzację można przeprowadzić na dwa sposoby:
- Tworzenie półproduktu: cykliczny dimer zwany laktydem, którego polimeryzację można kontrolować i otrzymać produkt o pożądanej masie cząsteczkowej.
Jego produkty degradacji są nietoksyczne, co sprzyja ich zastosowaniu w tej dziedzinie..
Podstawowym wymogiem dla włókien nici jest to, aby utrzymywały tkanki na miejscu do czasu, aż naturalne gojenie zapewni mocną tkankę w miejscu połączenia..
Od 1972 roku produkowano szew o nazwie Vicryl, bardzo mocne biowchłanialne włókno lub nić. Ta nić jest wykonana z kopolimeru kwasu glikolowego i kwasu mlekowego (90:10), który w miejscu szwu jest szybko hydrolizowany, dzięki czemu jest łatwo przyswajalny przez organizm.
Szacuje się, że w ludzkim organizmie PLA degraduje 63% w ciągu około 168 dni i 100% w ciągu 1,5 roku.
Biodegradowalność PLA sprawia, że jest on przydatny do kontrolowanego uwalniania produktów leczniczych.
W większości przypadków lek jest uwalniany stopniowo w wyniku degradacji hydrolitycznej i zmian morfologicznych zbiornika (wykonanego z polimeru), w którym znajduje się produkt leczniczy..
W innych przypadkach lek jest powoli uwalniany przez membranę polimerową..
PLA okazał się skuteczny w przypadku implantów i podpór ludzkiego ciała. Dobre wyniki uzyskano w stabilizacji złamań i osteotomii lub operacjach kości.
Obecnie prowadzonych jest wiele badań nad zastosowaniem PLA w rekonstrukcji tkanek i narządów..
Włókna PLA zostały opracowane do regeneracji nerwów u sparaliżowanych pacjentów.
Włókno PLA jest wcześniej poddawane działaniu osocza, aby było podatne na wzrost komórek. Końce naprawianego nerwu łączy się za pomocą sztucznego odcinka PLA traktowanego plazmą.
Na tym segmencie wysiewane są specjalne komórki, które rosną i wypełniają pustkę między dwoma końcami nerwu, łącząc je. Z biegiem czasu wsparcie PLA zużywa się, pozostawiając ciągły kanał komórek nerwowych.
Został również wykorzystany w rekonstrukcji pęcherza, pełniąc rolę rusztowania lub platformy, na której wysiewane są komórki urotelialne (komórki wyściełające pęcherz i narządy układu moczowego) oraz komórki mięśni gładkich..
Skład chemiczny PLA pozwala na kontrolowanie pewnych właściwości włókna, które sprawiają, że nadaje się on do wielu różnych zastosowań tekstylnych, odzieżowych i meblarskich..
Na przykład jego zdolność do wchłaniania wilgoci, a jednocześnie niskie zatrzymywanie wilgoci i zapachów, sprawia, że jest on przydatny do produkcji odzieży dla wyczynowych sportowców. Jest hipoalergiczny, nie podrażnia skóry.
Działa nawet na ubraniach dla zwierząt i nie wymaga prasowania. Ma niską gęstość, dzięki czemu jest lżejszy niż inne włókna.
Pochodzi ze źródła odnawialnego, a jego produkcja jest ekonomiczna.
PLA nadaje się do produkcji butelek do różnych zastosowań (szampony, soki i woda). Te butelki mają połysk, przejrzystość i klarowność. Ponadto PLA stanowi wyjątkową barierę dla zapachów i smaków..
Jednak to zastosowanie jest stosowane w temperaturach poniżej 50-60 ° C, ponieważ ma tendencję do odkształcania się po osiągnięciu tych temperatur.
Znajduje zastosowanie przy produkcji jednorazowych talerzy, kubków i przyborów kuchennych, a także pojemników na żywność, takich jak jogurt, owoce, makaron, ser itp., Czy tacek z pianki PLA do pakowania świeżej żywności. Nie wchłania tłuszczu, oleju, wilgoci i jest elastyczny. Kompost można wytwarzać z odpadowego PLA.
Służy również do wytwarzania cienkich arkuszy do pakowania żywności, takiej jak chipsy lub inna żywność.
Służy do wykonywania elektronicznych kart transakcyjnych oraz kart-kluczy do pokoi hotelowych. Karty PLA mogą spełniać funkcje bezpieczeństwa i umożliwiać stosowanie taśm magnetycznych.
Jest szeroko stosowany do produkcji pudełek lub pokrowców na bardzo delikatne produkty, takie jak urządzenia elektroniczne i kosmetyki. Stosuje się specjalnie przygotowane do tego celu gatunki, łącząc je z innymi włóknami.
Pianka ekspandowana może być wykonana z PLA i może być stosowana jako materiał pochłaniający wstrząsy podczas transportu delikatnych przedmiotów lub instrumentów.
Służy do produkcji zabawek dla dzieci.
PLA służy do wykonywania odpływów na placach budowy, materiałów do budowy podłóg, takich jak dywany, podłogi laminowane i tapety ścienne, do dywanów i tkanin na poduszki samochodowe..
Jego zastosowanie jest w fazie rozwoju w przemyśle elektrycznym jako powłoka do przewodów przewodzących..
Wśród jego zastosowań jest rolnictwo, gdzie produkowane są folie ochronne gleby PLA, które umożliwiają zwalczanie chwastów i sprzyjają retencji nawozu. Folie PLA są biodegradowalne, można je wprowadzać do gleby pod koniec zbioru i tym samym dostarczać składników odżywczych.
Dodawanie nanokompozytów do PLA jest badane w celu poprawy niektórych jego właściwości, takich jak odporność termiczna, szybkość krystalizacji, ognioodporność, właściwości antystatyczne i przewodzące prąd elektryczny, właściwości anty-UV i antybakteryjne..
Niektórym badaczom udało się zwiększyć wytrzymałość mechaniczną i przewodność elektryczną PLA poprzez dodanie nanocząstek grafenu. To znacznie zwiększa zastosowania, jakie może mieć PLA w odniesieniu do druku 3D..
Innym naukowcom udało się opracować łatę naczyniową (do naprawy tętnic w ludzkim ciele) poprzez przeszczepienie fosforylocholiny organofosforanowej na rusztowanie lub platformę PLA.
Plaster naczyniowy wykazał tak korzystne właściwości, że można go uznać za obiecujący w inżynierii tkanek naczyniowych.
Jego właściwości obejmują to, że nie powoduje hemolizy (rozpadu czerwonych krwinek), nie jest toksyczny dla komórek, jest odporny na przyleganie płytek krwi i ma dobre powinowactwo do komórek wyściełających naczynia krwionośne..
Jeszcze bez komentarzy