生物降解聚合物

生物降解聚合体是一类特殊的聚合物，在其预期目的后通过细菌分解过程分解，产生天然副产品，如气体（CO2、N2）、水、生物质和无机盐。 这些聚合物既有天然的也有合成的，主要由酯、酰胺和醚官能团组成。 它们的特性和分解机制由它们的确切结构决定。 这些聚合物通常通过缩合反应、开环聚合和金属催化剂合成。 可生物降解的聚合物有大量的例子和应用。

生物基包装材料作为绿色替代品在过去几十年被引入，其中可食用薄膜以其环保、品种多、易得、无毒、成本低等特点受到越来越多的关注。

生物降解聚物历史悠久，由于许多是天然产物，因此无法准确追溯其发现和使用的确切时间。 最早的羊肠线缝合线是用绵羊的肠子制成的，但现代羊肠线缝合线是由从牛、绵羊或山羊的小肠中提取的纯化胶原蛋白制成的。

可生物降解聚合物的结构对其性能有重要影响。 虽然有无数种可生物降解的聚合物，包括合成的和天然的，但它们之间有一些共同点。

生物降解聚物往往由酯、酰胺或醚键组成。 通常，可生物降解的聚合物可根据其结构和合成分为两大类。 这些类别之一是农业聚合物，或源自生物质的聚合物。 另一种由生物聚酯组成，它们源自微生物或由天然或合成单体合成制成。

农业聚合物包括多糖，如在马铃薯或木材中发现的淀粉，以及蛋白质，如基于动物的乳清或植物来源的麸质。 多糖由糖苷键组成，糖苷键吸收糖的半缩醛并通过失去水分将其与醇结合。 蛋白质由氨基酸制成，氨基酸含有各种官能团。 这些氨基酸通过缩合反应再次聚集在一起，形成由酰胺官能团组成的肽键。 生物聚酯的实例包括聚羟基丁酸酯和聚乳酸。

尽管可生物降解的聚合物有许多应用，但它们有一些共同的特性。 所有可生物降解的聚合物都应该足够稳定和耐用，以用于其特定应用，但在处理后它们应该很容易分解。 聚合物，特别是可生物降解的聚合物，具有极强的碳骨架，难以断裂，因此降解通常从端基开始。 由于降解在末端开始，因此高表面积是常见的，因为它允许化学物质、光或有机体容易进入。 结晶度通常很低，因为它还会抑制进入端基。 如上所述，通常会看到低聚合度，因为这样做允许更易接近的端基与降解引发剂反应。 这些聚合物的另一个共同点是它们的亲水性。 如果水溶性酶不能轻易与聚合物接触，疏水性聚合物和端基将阻止酶轻易相互作用。

用于医药用途的可生物降解聚合物的其他常见特性包括：

• 无毒
• 能够在降解前保持良好的机械完整性
• 能够控制降解率

目标不是引发免疫反应，降解产物也不需要有毒。 这些很重要，因为可生物降解的聚合物用于药物输送，在这种情况下，随着时间的推移缓慢地将药物释放到体内而不是一次全部释放到体内至关重要。