Polyaktinsäurestruktur, Eigenschaften, Synthese, verwendet

Er Polyaktinsäure, deren richtiger Name ist Poly- (Milchsäure), ist ein Material, das durch Polymerisation von Milchsäure gebildet wird. Es ist auch als poly-laktiert bekannt, wie es aus dem Bruch und der Polymerisation von Lactid erhalten werden kann, was ein Domerge von Milchsäure ist.

Poly- (Milchsäure) oder PLA ist keine Säure, es ist ein Polyester, das in dem Monomer beobachtet werden kann, das es bildet. Es ist ein leicht biologisch abbaubares Polymer und biokompatibel. Beide Eigenschaften sind darauf zurückzuführen, dass es sowohl in der Umwelt als auch im menschlichen oder tierischen Körper leicht hydrolysieren kann. Darüber hinaus erzeugt sein Abbau keine toxischen Verbindungen.

Vereinfachte Formel des Polymers aus Milchsäure oder Poly- (Milchsäure). Polyimek [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]]. Quelle: Wikipedia Commons.

Seit Jahren ist die Teilnahme der PLA an den Filamenten zur Naht während der chirurgischen Operationen bekannt. Es wird auch in der Pharmaindustrie in langsamen Medikamenten verwendet.

Es wird in Implantaten für den menschlichen Körper verwendet und es gibt viele Studien zur Verwendung in biologischen Geweben sowie für den dreidimensionalen Druck (3D) für die unterschiedlichsten Anwendungen.

Als einer der biologisch abbaubarsten und nichttechnischsten Polymere haben die Hersteller den Austausch aller Ölkunststoffe angehoben, die derzeit in Tausenden von Anwendungen durch dieses Material verwendet werden.

Darüber hinaus ist die Produktion und Verwendung von PL nach Angaben der Hersteller eine Möglichkeit, die Menge an CO zu verringern₂ die durch die Herstellung von Kunststoffen aus der petrochemischen Industrie erzeugt wird.

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Struktur

Poly- (Milchsäure) ist ein Polyester, dh es hat sich wiederholende Einheiten von Ester- (C = O) -O-R, etwas, das in der folgenden Abbildung zu sehen ist:

Poly- (Milchsäure) oder PLA-Struktur. Jü [CC0]. Quelle: Wikipedia Commons.

Nomenklatur

- Polymilchsäure)

- Poly-lacted

- PLA

- Poly- (L-Lactinsäure) oder PLLA

- Poly- (Säure D, l-blactic) oder pdlla

- Polyaktinsäure

Eigenschaften

Körperlicher Status

- Poly (Säure D, l-blactic): amorphem Feststoff.

- Poly (L-Blaktinsäure): zerbrechliche oder spröde transparente halbkristalline Feststoff.

Molekulargewicht

Es hängt vom Grad der Polymerisation des Materials ab.

Glaskörperübergangstemperatur

Es ist die Temperatur, unter der das Polymer starr, zerbrechlich und spröde ist und über dem das Polymer elastisch und formbar wird.

- Poly (L-Blattsäure): 63 ºC.

- Poli (Säure D, l-blactic): 55 ºC.

Schmelzpunkt

- Poly (L-Blattsäure): 170-180 ºC.

- Poli (Säure D, l-blactic): Es hat keinen Fusionspunkt, weil es amorph ist.

Zersetzungstemperatur

227-255 ºC.

Dichte

- Auto: 1,248 g/cm³

- Kristalline: 1,290 g/cm³

Andere Eigenschaften

Mechanik

Poly- (L-Blaktinsäure) hat eine mechanische Kraft, die größer als Poly- (Säure D, L-Cadic).

Das PL ist leicht thermoplastisch zu verarbeiten, sodass Sie sehr feine Filamente dieses Polymers erhalten können.

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Biokompatibilität

Sein Abbauprodukt, Milchsäure, ist nicht technisch und völlig biokompatibel, da es von Lebewesen produziert wird. Im Falle des menschlichen Wesens tritt es in den Muskeln und den roten Blutkörperchen auf.

Biologische Abbaubarkeit

Es kann durch Hydrolyse im menschlichen Körper, von Tieren oder durch Mikroorganismen thermisch fraktional sein, was als hydrolytischer Abbau bezeichnet wird.

Einfache Änderung seiner Eigenschaften

Sie können so konzipiert werden, dass sie ihre physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften mit Mitteln messen.

Synthese

Es wurde erstmals 1932 durch Erhitzen von Vakuum -Milchsäure erhalten. HO-CH3-CH-COOH-Milchsäure ist ein Molekül mit einem chiralen Zentrum (dh ein an vier verschiedener Gruppen befestigter Kohlenstoffatom).

Aus diesem Grund hat es zwei Enantiomere oder spiegelende Isomere (es sind zwei Moleküle, die identisch sind, aber mit unterschiedlicher räumlicher Ausrichtung ihrer Atome).

Enantiomere sind L -Lactinsäure und d -otische Säure, die voneinander unterschieden werden, wie sie polarisiertes Licht umleiten. Sie sind Spiegelbilder.

Milchsäure Enantimere. Links: L-Lactinsäure. Rechts: D-Lactinsäure. すじにく シチュー [CC0]. Quelle: Wikipedia Commons.

L-Blattinsäure wird durch Fermentation durch natürliche Zucker-Mikroorganismen wie Melasse, Kartoffelstärke oder Mais-Dextrose erhalten. Dies ist heute die bevorzugte Form, um es zu erhalten.

Bei der Herstellung der Poly- (Milchsäure) aus L-Milchsäure wird Poly- (L-Blattsäure) oder PLLA erhalten.

Andererseits, wenn das Polymer aus einer Mischung aus L-Milchsäure und D-Milchsäure hergestellt wird.

In diesem Fall ist das Säuremisch. Diese Art der Beschaffung wird derzeit sehr wenig verwendet.

PLLA und PDLLA haben leicht unterschiedliche Eigenschaften. Polymerisation kann auf zwei Arten durchgeführt werden:

- Bildung eines Vermittler.

Laktidalpolymerisation, um die PLA zu erhalten. Jü [Public Domain]. Quelle: Wikipedia Commons.- Direkte Kondensation von Milchsäure unter Vakuumbedingungen: Dies erzeugt ein Polymer mit niedrigem oder mittlerem Molekulargewicht.

Vergleich der beiden Plasisformen der PLA. RLM0518 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]. Quelle: Wikipedia Commons.

Verwendung in der Medizin

Die Abbauprodukte sind ungiftig, was seine Anwendung in diesem Bereich bevorzugt.

Nähte

Die Grundvoraussetzung der Filamente für Nähte besteht darin, dass sie das Gewebe stattdessen, bis die natürliche Heilung ein starkes Gewebe anstelle der Union liefert, ein starkes Gewebe bietet.

Seit 1972 wird ein Nahtmaterial namens Vicryl, ein sehr starker bioabsorbibler Filament oder Faden, hergestellt. Dieser Faden besteht aus einem Copolymer aus Glykolsäure und Milchsäure (90:10), das am Nahtort schnell hydrolysiert wird und so leicht vom Körper absorbiert wird.

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Es wird geschätzt, dass sich die PLA im menschlichen Organismus in etwa 168 Tagen in 63% und in 1,5 Jahren zu 100% verschlechtert.

Pharmazeutische Verwendung

Die biologische Abbaubarkeit von PLA macht es für die kontrollierte Freisetzung von medizinischen Produkten nützlich.

In den meisten Fällen wird das Medikament aufgrund des hydrolytischen Abbaus und der morphologischen Veränderungen des Reservoirs (hergestellt mit dem Polymer), das das Heilprodukt enthält.

In anderen Fällen erfolgt die Freisetzung der Medizin langsam durch die Polymermembran.

Implantate

Die PL hat sich als wirksam in Implantaten herausgestellt und unterstützt für den menschlichen Körper. Gute Ergebnisse wurden bei der Fixierung von Frakturen und Osteotomien oder Knochenoperationen erzielt.

Biologische Tissue Engineering

Derzeit werden viele Studien zur Anwendung von PLA bei der Rekonstruktion von Geweben und Organen durchgeführt.

Es wurden Pla -Filamente für die Nervenregeneration bei gelähmten Patienten entwickelt.

Bisher wird Plasmaplasma behandelt, um es für das Zellwachstum empfänglich zu machen. Die Nervenenden werden mit einem künstlichen Segment des mit Plasma behandelten Segments repariert.

In diesem Segment werden spezielle Zellen gesät, die wachsen und die Lücke zwischen den beiden Capes des Nervs füllen und sich ihnen anschließen. Im Laufe der Zeit verschwindet die PLA -Unterstützung und hinterlässt einen kontinuierlichen Nervenkanal.

Es wurde auch bei der Rekonstruktion von Vejigas verwendet, wobei es als Gerüst oder Plattform fungiert.

Verwendung in Textilmaterialien

Die PLA -Chemie ermöglicht die Kontrolle bestimmter Fasereigenschaften, die es für eine Vielzahl von Textilanwendungen für Kleidung und Möbel ausreicht.

Zum Beispiel macht seine Feuchtigkeitsabsorptionskapazität und gleichzeitig wenig Feuchtigkeit und Gerüche für die Herstellung von Kleidung für Hochleistungssportler nützlich. Es ist hypoallergen, reizt die Haut nicht.

Es serviert auch für Haustierkleidung und erfordert kein Bügeln. Es hat eine geringe Dichte, also ist es leichter als andere Fasern.

Es stammt aus einer erneuerbaren Quelle und seine Produktion ist wirtschaftlich.

Verschiedene Anwendungen

Das PL eignet sich zum Herstellen von Flaschen für mehrere Verwendungsmöglichkeiten (Shampoo, Säfte und Wasser). Diese Flaschen haben Glanz, Transparenz und Klarheit. Darüber hinaus ist PLA eine außergewöhnliche Barriere für Gerüche und Aromen.

Diese Verwendung gilt jedoch für Temperaturen unter 50 bis 60 ° C.

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Es wird bei der Herstellung von Gerichten, Tassen und Einweg -Lebensmittel -Utensilien sowie Lebensmittelbehälter wie Joghurt, Obst, Pasta, Käse usw. verwendet., o PLA -Schaumschalen, um frische Lebensmittel zu packen. Es absorbiert kein Fett, Öl, Feuchtigkeit und hat Flexibilität. Kompost kann mit der Abfallplatte durchgeführt werden.

Strohhalme, Strohhalme oder PLAs. F. Kesselring, FKur Willich [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/Tat.In)]. Quelle: Wikipedia Commons.

Es dient auch dazu, feine Blätter zum Packen von Lebensmitteln wie gebratenen Kartoffeln oder anderen Lebensmitteln zu machen.

PLA Paraquelo -Verpackung. F. Kesselring, FKur Willich [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/Tat.In)]. Quelle: Wikipedia Commons.

Es kann verwendet werden, um Karten für elektronische Transaktionen und Schlüsselkarten für Hotelzimmer zu erstellen. PL -Karten können Sicherheitsmerkmale entsprechen und die Anwendung von Magnetbändern ermöglichen.

Es wird häufig verwendet, um die Kisten oder Abdeckungen von hochkartigen Produkten wie elektronische und kosmetische Geräte herzustellen. Die speziell für diese Verwendung speziell vorbereiteten Abschlüsse werden durch Kopplung mit anderen Fasern verwendet.

Es kann von PL erweitert werden.

Es dient dazu, Kinderspielzeuge zu machen.

Verwendung in Engineering und Landwirtschaft

Der PL dient dazu, die Bauarbeiten, Materialien für Materialien wie Teppiche, laminierte Fußböden und Wandtapeten für Teppiche und Trägergewebe zu entwachsen.

Die Verwendung in der Stromindustrie entwickelt sich, z. B. die Durchführung von Drähtenbeschichtung.

Zu seinen Anwendungen gehört die Landwirtschaft, wobei die PLA Schutzfilme des Bodens herstellen, die es ermöglichen, Unkraut zu kontrollieren und die Aufbewahrung des Düngers zu fördern. PLA -Filme sind biologisch abbaubar, sie können am Ende der Ernte in die Erde eingebaut werden und somit Nährstoffe liefern.

Planen Sie die Protektora des Bodenschutzes in Pflanzen. F. Kesselring, FKur Willich [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/Tat.In)]. Quelle: Wikipedia Commons.

Aktuelle Studien

Die Zugabe von Nanokompositen zum PL wird untersucht, um einige seiner Eigenschaften zu verbessern, wie z.

Einige Forscher haben die mechanische Kraft und die elektrische Leitfähigkeit der PLA -Zugabe von Graphen -Nanopartikeln erhöht. Dies erhöht erheblich die Anwendungen, die der PL im 3D -Druck haben kann.

Andere Wissenschaftler gelang es, ein Gefäßenfeld zu entwickeln (um Arterien des menschlichen Körpers zu reparieren) durch Transplantat eines Organophosphats.

Das Gefäßenfeld zeigte solche günstigen Eigenschaften, dass es für das Gefäßtissue -Engineering vielversprechend betrachtet wurde.

Zu den Eigenschaften gehört die Tatsache, dass es keine Hämolyse (Zerfall der roten Blutkörperchen) erzeugt, es ist nicht toxisch für Zellen, widersteht Blutplättchenadhäsion und zeigt eine gute Affinität zu Zellen, die Blutgefäße bedecken.

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