生物可降解聚乳酸的改性及其應用研究進展
2006-11-01 10:35 來源:高分子通報 作者:曹燕琳 尹靜波 顏世峰 責編:中華印刷包裝網
1 概述
聚乳酸(PLA)是一種具有優良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。PLA這種線型熱塑性生物可降解脂肪族聚酯是以玉米、小麥、木薯等一些植物中提取的淀粉為最初原料,經過酶分解得到葡萄糖,再經過乳酸菌發酵后變成乳酸,然后經過化學合成得到高純度聚乳酸。聚乳酸制品廢棄后在土壤或水中,30天內會在微生物、水、酸和堿的作用下徹底分解成CO2和H2O,隨后在太陽光合作用下,又成為淀粉的起始原料,不會對環境產生污染,因而是一種完全自然循環型的可生物降解材料。
1.1 聚乳酸的制備
目前聚乳酸的生產和制備主要有兩條路線:(1)間接法即丙交酯開環聚合法(ROP法);(2)直接聚合法(PC法)。兩類方法皆以乳酸為原料。丙交酯開環聚合法是先將乳酸縮聚為低聚物,低聚物在高溫、高真空等條件下發生分子內酯交換反應,解聚為乳酸的環狀二聚體2丙交酯,丙交酯再開環聚合得到聚乳酸,此方法中要求高純度的丙交酯。直接法使用高效脫水劑使乳酸或其低聚物分子間脫水,以本體或溶液聚合的方式制備聚乳酸。
1.2 聚乳酸的基本性質
由于乳酸具有旋光性,因此對應的聚乳酸有三種:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋)。常用易得的是PDLLA和PLLA,分別由乳酸或丙交酯的消旋體、左旋體制得。
聚乳酸(PLA)是一種真正的生物塑料,其無毒、無刺激性,具有良好的生物相容性,可生物分解吸收,強度高,不污染環境,可塑性好,易于加工成型。由于聚乳酸優良的生物相容性,其降解產物能參與人體代謝,已被美國食品醫藥局(FDA)批準,可用作醫用手術縫合線、注射用膠囊、微球及埋植劑等。
同時聚乳酸存在的缺點是:(1)聚乳酸中有大量的酯鍵,親水性差,降低了它與其它物質的生物相容性;(2)聚合所得產物的相對分子量分布過寬,聚乳酸本身為線型聚合物,這都使聚乳酸材料的強度往往不能滿足要求,脆性高,熱變形溫度低(0146MPa負荷下為54℃),抗沖擊性差;(3)降解周期難以控制;(4)價格太貴,乳酸價格以及聚合工藝決定了PLA的成本較高。這都促使人們對聚乳酸的改性展開深入的研究。
2 聚乳酸的改性
正由于聚乳酸的上述缺點,使得目前通過對聚乳酸進行增塑、共聚、共混和復合等改性方法來改進聚乳酸的力學性能,改善其親水性,并使其降解性能不受影響,從而能更好地滿足生物醫用以及環保的應用。
2.1 增塑改性
目前,廣泛研究用生物相容性增塑劑例如檸檬酸酯醚、葡萄糖單醚、部分脂肪酸醚、低聚物聚乙二醇(PEG)、低聚物聚乳酸(OLA)、丙三醇來提高聚乳酸的柔韌性和抗沖擊性能。對增塑后的聚乳酸進行熱分析和機械性能表征研究其玻璃化轉變溫度(Tg)、彈性摸量、斷裂伸長率等的變化,從而來確定增塑劑的效能。大量研究結果顯示:其中較有效的增塑劑是OLA和低分子量的PEG(PEG400),加入20%(wt)的PEG400和OLA可使得聚乳酸的玻璃化轉變溫度由原來的58℃分別降低至12℃和18℃。
2.2 共聚改性
共聚改性是目前研究最多的用來提高聚乳酸柔性和彈性的方法,其主旨是在聚乳酸的主鏈中引入另一種分子鏈,使得PLLA大分子鏈的規整度和結晶度降低。目前聚乳酸的共聚改性主要可以分為以下幾個方面:
2.2.1 丙交酯與乙交酯共聚聚乙交酯(PGA)是最簡單的線型脂肪族聚酯,早在1970年,PGA縫合線就已以“Dexon”商品化,但PGA親水性好,降解太快,目前用單體乳酸或交酯與羥基乙酸或乙交酯共聚得到無定型橡膠狀韌性材料,其中通過調節LLAPGA的比例可控制材料的降解速度,作為手術縫合線已得到臨床應用,其中L2丙交酯與乙交酯GA的共聚物已商品化。
2.2.2 聚乳酸與聚乙二醇(PEG)的嵌段共聚物聚乙二醇(PEG)是最簡單的低聚醚大分子,具有優良的生物相容性和血液相容性、親水性和柔軟性。朱康杰等以辛酸亞錫作為催化劑的條件下,通過開環聚合合成了PLA2PEG2PLA的三嵌段共聚物。這類嵌段共聚物具有親水的PEG鏈段和疏水的PLA鏈段,通過改變共聚物組成,可大幅度調節材料的親疏水性能和降解融蝕速率[7]。華南理工大學的葛建華等[8]將可生物降解高分子聚乳酸與具有親水性鏈段的聚乙二醇共聚制得嵌段共聚物,在一定反應條件下,使得材料的接觸角由46°降為10°~23°,顯著改善了聚乳酸材料的親水性。
2.2.3 丙交酯與己內酯(CL)共聚合聚(ε2己內酯)(PCL)是一種具有良好的生物相容性和降解性的生物醫用高分子,其降解速度比聚乳酸慢,因此制備LAPCL嵌段共聚物來達到控制降解速度,LAPCL嵌段共聚物近年來由于優異的生物降解和生物相容性受到廣泛的關注,主要用于生物醫學領域。Jeon等制備了聚L2丙交酯和聚(ε2己內酯)多嵌段共聚物,進一步改善了其加工和降解等性能。
2.2.4 丙交酯與醚段和環狀酯醚共聚合聚醚高分子有著優良的血液相容性,但其水溶性太大從而限制了其應用。聚丙二醇與環氧乙烷的加聚物(PEO2PPO2PEO)(聚醚)Pluronic已被美國食品和醫藥管理部門批準可用于食品添加劑和藥物成分,Xiong等將PLA成功地接枝到Pluronic共聚物的兩端從而得到了含有短PLA鏈段的兩性分子嵌段共聚物,研究結果表明這種嵌段共聚物保留了原有Pluronic體系的熱響應性,并由于PLA鏈段的引入有效地降低了臨界膠束濃度,以親水性藥物為模型,觀察到可持續釋放,極有望用于藥物控釋。另外,丙交酯與環狀酯醚如對2二氧六環酮的共聚后可改善其親水性,該共聚物是一種具有優良的柔韌性和彈性的手術縫合線材料。
2.2.5 L2丙交酯與淀粉共聚Chen等合成了淀粉接枝聚L2乳酸共聚物,這種接枝共聚物可直接用于淀粉2聚(ε2己內酯)和淀粉2聚乳酸共混物的熱塑性塑料和兩相相容劑。涂克華等研究發現淀粉2聚乳酸接枝共聚物可有效地增加淀粉與聚乳酸的相容性,從而提高共混體系的耐水性和力學性能。
2.2.6 其它He等將含雙鍵的天然代謝物質蘋果酸(羥基丁酸,馬來酸)引入聚乳酸大分子的主鏈或側鏈中,得到既具降解性、力學性能,又具反應性的功能材料,可作靶向控釋載體以及組織和細胞工程的支架材料。
重慶大學羅彥鳳等合成了基于馬來酸酐改性聚乳酸(MPLA)的丁二胺新型改性聚乳酸(BMPLA),改善了聚乳酸的親水性,完全克服了聚乳酸和馬來酸酐改性聚乳酸降解過程中的酸性,并為進一步引入多肽和膠原等生物活性分子提供活性基團。丁二胺改性聚乳酸可望具有優良的細胞親和性,在組織工程中具有重要的應用潛力。
Wu等合成了新型兩性分子殼聚糖聚丙交酯接枝共聚物,可在水性介質中形成以憎水性聚丙交酯鏈段為內核、親水性殼聚糖鏈段為外殼的核殼膠束結構。有望用于憎水性藥物的誘捕和控制釋放。Luo等合成了低分子量聚N2乙烯吡咯烷酮(PVP)與聚D,L2丙交酯的新型兩性二嵌段共聚物,這種二嵌段共聚物在水性溶液中能自組裝成為膠束,有望用于腸道外注射用藥物的藥物載體。
Breitenbach等將聚乳酸和乙二醇的共聚物(PLG)嫁接到親水性聚乙烯醇(PVA)上得到了生物可降解梳形聚酯,通過調節PLG鏈長、組成以及PVA分子量等參數能有效控制降解速度,避免憎水性聚合物使親水性大分子藥物變性,可用于親水性大分子藥物蛋白質、縮氨酸和低(聚)核苷酸的腸道外藥物傳輸體系。
Lo等合成了具有核殼結構的聚DL丙交酯與聚N2異丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸共聚物的接枝共聚物[PLA2g2P(NIPAm2co2MAA)],其具有溫度敏感性和pH敏感性,可用于抗癌類藥物在細胞內傳輸的藥物載體。
2.3 共混改性
最普通和重要的可生物降解聚合物都是脂肪族的聚脂如聚乳酸(PLA)、聚(ε2己內酯)(PCL)、聚氧化乙烯(PEO)、聚羥基脂肪酸丁酯(PHB)、聚乙醇酸(PGA)。然而,任何一種都有些短處從而限制了其應用。共混改性是另一類可以改善材料的機械性能和加工性能,并且降低PLA成本的有效途徑。共混物樣品的制備方法目前廣泛采用以下幾種方式:熔融共混法、溶液澆鑄成膜法、溶解P沉降法、用水作發泡劑,單螺桿或雙螺桿擠出機制備發泡材料。
聚乳酸與另一類生物可降解高分子如由微生物合成的聚羥基脂肪酸酯(PHA)、化學合成的聚(ε2己內酯)(PCL)、聚氧化乙烯(PEO)、聚N2乙烯基吡咯烷酮(PVP)、可溶性磷酸鈣玻璃微粒、葡聚糖以及天然高分子淀粉組成完全可生物降解共混體系,致力于從根本上解決塑料消費后造成的環境污染問題。另一類,聚乳酸與非生物降解高分子如聚氨酯、聚苯乙烯[、聚異戊二醇接枝聚乙酸乙烯酯共聚物橡膠、對乙烯基苯酚(PVPh)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)[30]、聚丙烯酸甲酯(PMA)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)組成部分生物降解共混體系,這類體系不能從根本上解決環境污染問題。
2.4 復合改性
將聚乳酸與其它材料復合旨在解決聚乳酸的脆性問題,達到增強的目的,使其能滿足于作為骨折內固定材料的用途。目前可以分為以下幾種復合體系:
2.4.1 聚乳酸與纖維復合將聚乳酸基體與聚乳酸纖維通過纖維集束模壓成型得到聚乳酸自增強材料;用碳纖維增強PLLA復合材料,其初始彎曲強度高達412MPa,模量達124GPa,具有相當的承載能力;Oksman等用天然亞麻纖維增強PLA,與傳統用聚丙烯P亞麻復合材料相比,其制備方法類似,但復合物強度大大優于PPP亞麻復合材料;石宗利等先制得可任意調控降解速率且具有良好力學性能、相容性能和毒理學性能的聚磷酸鈣纖維,然后以該纖維為增強材料研制出CPPPPLLA軟骨組織工程三維連通微孔支架復合材料。上海交通大學孫康等研制了改性甲殼素纖維增強聚乳酸復合材料,其中;男钥捎行Ц纳萍讱に匮苌锏娜芙庑院腿廴谛裕瑥秃喜牧辖缑娼Y合好,降低了PLA的降解速度,并使其具有更好的強度保持性,可更好地滿足骨折內固定材料的應用。
2.4.2 聚乳酸與羥基磷灰石復合羥基磷灰石(HAP)是人體骨骼的基本成分,與膠原蛋白和細胞緊密結合,連接軟硬組織,并引導骨的生長,但制成的多孔狀羥基磷灰石的力學性質不適合用于骨移植,將羥基磷灰石加入聚乳酸的三氯甲烷溶液,在真空條件下揮發溶劑制備出的復合物相對密度增加,壓縮強度為9312MPa,壓縮模量為2143GPa;Toshihiro等通過熱壓含有聚乳酸和羥磷灰石纖維(HAF)的混合物制得陶瓷聚合物復合生物材料,加入少量的HAF可以有效提高彈性模量,當引入20%(wt)~60%(wt)纖維時彈性模量高達5~10GPa。目前,這種與聚乳酸的復合材料是一種重要的研究方向。
3 聚乳酸的應用
3.1 在生物醫學上的應用
目前可用的醫用高分子材料有聚四氟乙烯、硅油、硅橡膠等數十種,但是從生物醫學的角度上來看,這些材料還不算理想,在使用過程中多少有些副作用,而聚乳酸是應運而生的一種新型醫用高分子材料。脂肪族聚酯用于組織固定(如骨螺絲釘,固定板和栓)、藥物傳送體系(如擴散控制)、傷口包扎(如人造皮膚)以及傷口閉合(如應用縫合線、外科用品)。由聚乳酸和DL2乳酸與乙醇酸的共聚物制成的骨頭螺絲釘、骨頭固定板和生物器官釘已被應用,并可能在不遠的將來替代金屬移植物。這些生物可再吸收產物比金屬移植物具幾點優勢:(1)無應力屏蔽作用;(2)無須在手術后移除;(3)無金屬腐蝕產物。
3.1.1 藥物控制釋放體系可生物降解聚合物微球是繼脂質體、乳劑、天然高分子微囊后的另一種新型藥物載體。通過調節乳酸和其它單體的共聚,形成性能不同的PLA類共聚物如乳酸2羥基乙酸共聚物(PLGA)、乳酸2乙二醇共聚物(PELA)等。聚乳酸(PLA)及其共聚物作為生物可降解高分子材料由于其優良的生物可降解性、生物相容性被用作一些體內穩定性差、易變性、易被消化酶降解、不易吸收以及毒副作用大的藥物控釋制劑的可溶蝕材料,有效地拓寬了給藥途徑,減少給藥次數和給藥量,提高藥物的生物利用度,最大程度地減少藥物對全身特別肝、腎的毒副作用,因此被廣泛應用于藥物緩釋技術。用聚乳酸及其共聚物制得的載藥微球,在藥物的緩釋、靶向釋放及增長藥效等方面,都有很好的效果。武漢利元亨藥物技術有限公司易以木等研制了熊果酸聚乳酸納米粒凍干粉針劑,該藥物具有肝靶向作用,能抑制和殺滅肝癌細胞,降低p53、bcl22和ToppoⅡ的表達。
把藥物包埋于高分子聚合物基質中形成微球或微粒有多種技術:凝聚法、乳液聚合法及界面聚合法、界面沉積法、乳液-溶劑蒸發法等。其中乳液-溶劑蒸發法是應用最為普遍的一種,對于含油性藥物微球大都采用OPW乳化溶劑揮發P抽提法。制備親水性的多肽、蛋白質、疫苗微球通常采用相分離法和W1POPW2復乳法溶劑揮發法。
界面沉積法也可稱為自發乳化P溶劑擴散法,是制備均勻的納米級微球的一種方法。Fishbein等用這種方法制備了載有酪氨酸磷酸化抑制劑的PLA納米粒子;具有生物活性的蛋白類藥物也可用這種方法包埋在聚合物納米粒子中,Kamashima等用PLGA作為胰島素的載體材料,用自發乳化P溶劑擴散法制成納米粒子,通過肺部給藥。動物試驗證明,與直接用胰島素水溶液給藥相比,聚合物納米粒子給藥具有明顯的降血糖效果,且持續時間長。這種方法具有重復性好、藥物包裹量大、粒子均勻的優點。
Kumar等用PVA2殼聚糖共混物穩定的具有特定尺寸和形狀的PLGA微球,通過乳液2溶劑蒸發技術形成用于DNA傳輸的PLGA微球,用原子力顯微鏡AFM、PCS和FTIR來表征微粒。用Zeta電位和凝膠電泳研究了微粒的表面性能以及它們濃縮DNA的能力。結果表明可以形成尺寸均一的球形微粒,可以有效地載上DNA。這是目前制備水溶性多肽、蛋白質藥物微球最常用的方法,有載藥量高、蛋白質穩定性好、微球呈多孔表面、藥物易于釋放等優點。
多肽蛋白類藥物具有良好的水溶性,如采用OPW法,會造成藥物從油相轉移到水相,得到的微球藥物包埋率很低;而采用OPO法往往會導致藥物的變性失活。W1POPW2復乳溶劑蒸發法可解決這一難題,因而被廣泛應用于這類藥物微球的制備。李孝紅等就采用W1POPW2法制備了血清白蛋PELA微球,該微球球形規整,粒徑集中在015~510μm,突釋現象不明顯,釋放速率較為恒定。Meng等采用此法,以血色素為模擬蛋白質,把PLA2PEG嵌段共聚物用作載藥微球的載體材料,制得了PELA微球。
Perez等用優化的WPOPW乳液溶劑蒸發技術和一種新的WPO乳液P溶劑擴散技術,制備了包載以自由形式存在或者是用聚乙烯醇PVA或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)裝成膠囊的DNA的聚乳酸2聚乙烯醇(PLA2PEG)微粒,結果顯示,質粒DNA可以有效包封,另外,取決于加工條件,這些微粒釋放速率可快可慢。上海大學尹靜波等采用WPOPW的雙乳液溶劑揮發法制備了含有納米二氧化硅的52FuPPLA及52FuPPLA2PEG微球,利用納米二氧化硅的納米吸附作用及其表面基團對52Fu的作用,使載藥量最高可達39.9%,有效減少氟尿嘧啶的毒副作用并提高藥物利用率。
為盡量減少制備過程中有機溶劑對蛋白質的破壞,鑒于蛋白質在固體狀態下比在水溶液中穩定,許多利用非水溶液蛋白質進行包埋的微球制備技術應運而生,如噴霧干燥、超臨界流體技術、冷噴霧干燥技術等。
3.1.2 骨科固定和組織修復材料組織工程是通過將體外培養的高濃度組織細胞種植在生物支架內,形成一個生物活性的種植體,當植入病變部位,生物材料被降解吸收時,新的組織或器官就形成,達到修復或重建缺損的組織或器官。其核心就是構建種植細胞和生物材料的三維復合材料。其中骨折內固定材料要求植入聚合物在創傷愈合過程中緩慢降解,如骨夾板、骨螺釘;組織修復材料要求聚合物在相當時間內緩慢降解,在初期或一定時間內在材料上培養組織細胞,使其生長成組織、器官,如軟骨、肝、血管、神經和皮膚。聚乳酸用作骨科固定材料其初始強度和承載能力已經可以與金屬螺釘媲美。
眾所周知,傳統的骨折內固定材料一般由不銹鋼、鈦及其合金制成,但其主要存在以下三方面的缺陷。早在1971年Kulkarm等首先開始進行PLA作為骨折內固定材料的研究工作,他們制得的棒狀材料初始強度高達42~51Mpa,并將2mm厚的PLA片用于猴踝骨試驗。Getter等將PLA制成骨板和骨釘應用于狗骨折固定,試驗結果表明采用常規的注模法、壓模法制造的骨折內固定材料機械強度不能滿足臨床要求。進入上世紀90年代,Bostman和Claes等用PLLA作骨折內固定材料進行臨床試驗獲得滿意結果,但在后期由于緩慢降解出現“遲發性異物反應”導致無菌性炎癥并發癥,于是生物相容性更好的PDLLA再次引起人們的興趣,Rohman等制成了以聚DL2丙交酯P聚甲基丙烯酸甲酯為基材半互穿網絡,可作為可調孔徑大小的多孔網絡的先驅體。
目前,PLA材料作為骨科內固定材料的不足之處有以下幾方面:(1)不具有骨傳導性,修復骨缺損的速度很慢,對于較大的骨質缺損,難以達到完全骨修復;(2)材料機械強度還不足以能作為承力部位的骨折內固定材料;(3)其早期生物降解速度較快,以至于無法保證滿足在新的骨組織生長出來之前力學性能要求,中期的降解速度又太慢,使得在新的骨組織生長出來之后仍有殘余物留在體內導致并發癥;(4)日本學者1995年曾報道PLA具有致癌作用,且其實驗發生率高達44%,但也有學者質疑其實驗設計,故此問題有待于長期觀察。
組織工程這一方法目前已在皮膚細胞、胚胎干細胞、軟骨、血管修復、神經修復、視網膜色素上皮(RPE)細胞和骨等方面作過嘗試。用PLLA制成底層多孔、頂層致密的雙層膜作皮膚替代品基材,底層供粘附皮膚及傷口,頂層作細胞培養,可用于三級燒傷及大規模皮膚缺損的治療,在移植部位及整個動物無過敏反應。由于胚胎干細胞的多功能性和增殖能力使得它們有望成為用于組織工程和再生的細胞源,Kimberley等研究結果發現PLGA微球作為生物活性因素的傳輸體系和多功能性細胞的支架。值得注意的是,其研究也證明PLGA微球有望用于多功能性細胞的移植基體,用于組織工程和再生。武漢理工大學閻玉華等研制了復合型聚乳酸緩釋人工神經導管材料,是生物可吸收的聚乳酸與納米羥基磷灰石粉和誘導神經生長的神經生長因子(NGF)的復合材料,用于修復人體神經缺損,其修復效果,與自體神經移植相近。
3.1.3 外科縫合線長期以來,外科用可吸收手術縫合線主要是羊腸線和近期發展起來的PGA手術縫合線,盡管這兩種縫合線廣泛應用于外科手術,但在縫合和打結時都比較困難,羊腸線易產生抗體反應,在被人體吸收過程中強度下降過快;PGA線對細菌抵抗能力差,在空氣中易分解。而聚乳酸及其共聚物縫合線柔軟性好、易染色,縫合和打結比較方便。另外,該類聚合物還具有生物相容性好、改變共聚物組成可控制吸收周期的特點,用乙交酯和丙交酯合成的手術縫線已成功地應用于臨床治療。
由于縫合線的機械強度要求,通常用高分子量PLA經熔融或溶液紡絲制成外科縫線。大量研究考察了聚合條件對PLA分子量以及干紡、濕紡及拉伸條件等對縫線結晶度、抗張強度的影響,Suesat等考察了紡絲參數對纖維拉伸性能和結構的影響。為提高縫合線的柔韌性,在聚合物中加入限量的增塑劑,如骨膠原,低分子量的PLA,各種無機鹽類等,使得縫合線更加柔韌。當PLA纖維用作外科縫線時,局部炎癥及異物排斥反應會隨時間而消失。
3.1.4 眼科植入材料視網膜脫離是嚴重致盲性的眼病,通常是通過手術,在眼鞏膜表面植入填充物,并結合激光、冷凍等醫學手段使裂孔愈合。目前,這種填充物通常采用硅橡膠或硅膠海綿制成,由于這兩種物質是生物不可降解材料,常引起不同程度的異物反應,而聚乳酸即可解決這個問題。武漢大學卓仁禧等采用溶劑揮發法將聚乳酸制成厚度為1mm左右的膜片,將膜片植入家兔眼部的鞏膜表面,通過B超測試膜片所頂起的鞏膜嵴高度來觀察其體內降解性能。結果表明聚乳酸膜片在組織中既有一定的降解性,又符合視網膜脫離修復手術對鞏膜嵴維持時間的要求,是一種理想的填充材料。
3.2 PLA在紡織領域的應用
PLA在紡織領域的研究應用開發是最近10年左右開始的。聚乳酸可用紡粘法或熔噴法直接制成非織造布,也可先紡制成短纖維,再經干法或濕法成網制得非織造布。聚乳酸非織造布用于農業、園藝方面,可用作種子培植、育秧、防霜及除草用布等;在醫療衛生方面,可用作手術衣、手術覆蓋布、口罩等,也可用作尿布、婦女衛生巾的面料及其他生理衛生用品;在生活用品方面,可用作衣料、擦揩布、廚房用濾水、濾渣袋或其他包裝材料。1993年美國田納西大學開始研究基于PLA的紡粘和熔噴無紡布;1994年日本Kanebo公司開發了“Lactron”纖維和熔噴無紡布;1997年法國的Fiberweb公司采用PLA為原料制備了100%PLA無紡布。發明專利“聚乳酸樹脂和由其構成的纖維制品及纖維制品的制造方法”(申請號0080911012)記載了以聚乳酸為原料的纖維制品,其長纖維無紡布制品的平均纖維細度為1~15dtex(14μm~42μm)。由于其纖維細度較粗,限制了其作為過濾材料的應用。2004年東華大學研制了超細聚乳酸纖維非織造布,平均纖維細度為217μm~9107μm。可作為過濾材料]。
3.3 PLA在包裝領域的應用
PLA在包裝領域的用途主要可用做包裝帶、包裝用膜、農用薄膜、泡沫塑料、餐具、園藝用膜、冷飲杯等。2002年日本一學者開發了具有生物降解性和優良的機械性能以及柔韌性的包裝帶,該包裝帶材料由結晶性聚乳酸、增塑劑和無機填料組成,適用于自動包裝機。
沈陽師范大學的劉芙燕、陳玉璞用低聚乳酸作為包膜材料采用物理法對尿素進行包裹,制作包膜尿素,具有肥效長,養分利用率高等特點。中國科學院長春應用化學研究所韓常玉等研制了過氧化物交聯可生物降解聚乳酸泡沫塑料和含擴鏈劑可生物降解聚乳酸泡沫塑料],具有優異的物理性能,使用后可完全生物降解。
4 展望
聚乳酸材料有著勿庸置疑的優點,如良好的可降解性、生物相容性等,在當今社會必然有著廣闊的研究和應用前景。但它的缺點大大地阻礙了它的實際應用。針對聚乳酸材料的這些缺陷,今后的研究工作可以從以下幾方面展開:簡化和縮短工藝流程,降低聚乳酸材料的成本;開闊思路,嘗試用新材料對聚乳酸進行改性;提高聚合物的強度及解決植入后期反應和并發癥等方面的問題;在藥物控釋上用于其他多肽、蛋白、疫苗及基因藥物等有著良好的前景。 (peter)
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