Polimeri biodegradabili sau polimeri biodegradabili; Polimerii biodegradabili sunt materiale polimerice care se degradează spontan ca urmare a proceselor microbiologice și chimice naturale .
Utilizarea polimerilor sintetici biodegradabili este cea mai relevantă pentru două domenii ale activității umane - medicină și protecția mediului.
Majoritatea polimerilor utilizați pentru producerea ambalajelor cu polimeri sunt bioinerți ( polietilenă , polipropilenă , polietilen tereftalat , polistiren etc.) și nu se descompun în condiții naturale pentru o lungă perioadă de timp. Acest lucru necesită anumite măsuri pentru a aranja eliminarea lor sau, atunci când este posibil, reciclarea . Ambele procese consumă destul de mult energie și forță de muncă și nu exclud poluarea mediului .
În ultimii ani, s-a desfășurat o activitate intensă de studiu și creare de polimeri biodegradabili (supusi unei degradări rapide sub influența factorilor de mediu, inclusiv a celor distruși sub influența microorganismelor ), apropiindu-se din punct de vedere al caracteristicilor de performanță de materialele polimerice tradiționale. pentru ambalare. Într-un număr de țări străine (Japonia, SUA, unele țări UE etc.), o parte semnificativă a materialelor de ambalare este deja fabricată din materiale biodegradabile. Dintre acestea, trebuie menționate: materiale biodegradabile pe bază de copolimeri de polihidroxibutirat și polihidroxivalerat - material Biopol (ICI, UK); pe bază de acid hidroxicarboxilic și lactida acestuia — Novon (Wamer-Lampert & Co, SUA); pe bază de acetat de celuloză cu diverși aditivi și plastifianți - Biocell (Franța); pe bază de poliamidă -6 (6,6) cu aditivi de origine naturală și oligomeri sintetici biodegradabili - Mater-Bi (Novomot, Italia). În SUA, ambalajul TONE biodegradabil în aer liber pe bază de caprolactamă este disponibil pe scară largă .
Una dintre direcțiile promițătoare în acest domeniu este utilizarea nanocompozitelor pe bază de polimeri biodegradabili și silicați stratificati organomodificați (argile naturale special preparate), care au proprietăți mecanice și termice îmbunătățite și, de asemenea, se pot descompune într-un ritm mai rapid datorită scăderii gradul de cristalinitate a polimerului şi introducerea intercalării.în spaţiul interstrat al argilei iniţiatori ai degradării polimerului.
În procesul de biodegradare, macromoleculele se descompun mai întâi în fragmente cu o greutate moleculară mai mică - oligomeri , care sunt apoi procesați de bacterii. În cele din urmă, produsele de descompunere sunt dioxidul de carbon și apa.
Polimerii biodegradabili utilizați în medicină, la contactul cu mediile biologice ale unui organism viu, se pot dizolva în aceste medii fără a-și modifica greutatea moleculară sau pot suferi biodegradare prin următoarele mecanisme principale: hidroliză cu formarea de produși oligomeri și monomeri, hidroliză enzimatică și distrugere fagocitară . (reacția celulară de protecție a organismului) . În condiții reale, rata de biodegradare este determinată de efectul total al acestor factori. Un polimer biodegradabil utilizat pe scară largă în medicină este, de exemplu, o sutură chirurgicală pe bază de polimeri solubili în apă. Este promițătoare utilizarea polimerilor biodegradabili ca implanturi , care pot fi înlocuiți treptat în organism de os, cartilaj sau alt țesut viu. Biomaterialele sintetice biodegradabile pe bază de polimeri ai acizilor organici , cum ar fi lactic (PLA, polilactat ) și glicolic (PGA, poliglicolidă ), au fost printre primele care au fost utilizate în ingineria țesuturilor. Matricele pe bază de acizi organici au stat la baza formării unor astfel de organe și țesuturi precum pielea, oasele, cartilajele, tendonul, mușchii (striați, netezi și cardiaci), intestinul subțire etc. prin colagen , chitosan si alginat . Colagenul (fracțiunea proteică a țesuturilor animale) nu are practic proprietăți antigenice . Alginatul este un polizaharid din alge marine . Chitosanul este o polizaharidă care conține azot care este obținută din cochiliile chitinoase ale crustaceelor și moluștelor . Preparatul combinat, complexul colagen-chitosan, este aprobat de Ministerul Sănătății al Federației Ruse ca pansament, agent de vindecare a rănilor și este deja utilizat în practica clinică în chirurgie și stomatologie . Polimerii biodegradabili pot fi utilizați ca purtători de medicamente în sistemele cu eliberare controlată.