Polyaktisk syrestruktur, egenskaper, syntese, bruker

Han Polyaktsyre, hvis riktige navn er poly- (melkesyre), er et materiale dannet ved polymerisasjon av melkesyre. Det er også kjent som poly-laktert, da det kan oppnås fra brudd og polymerisasjon av laktid, som er et domGe av melkesyre.

Poly- (melkesyre) eller PLA er ikke en syre, det er en polyester, som kan observeres i monomeren som danner den. Det er en lett biologisk nedbrytbar polymer og er biokompatibel. Begge egenskapene skyldes at det lett kan hydrolysere både i miljøet og i menneskets eller dyrekroppen. I tillegg genererer ikke nedbrytningen av giftige forbindelser.

Forenklet formel av polymeren av melkesyre eller poly- (melkesyre). Polyimek [CC By-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]. Kilde: Wikipedia Commons.

I årevis har PLAs deltakelse i filamentene til sutur under kirurgiske operasjoner vært kjent. Det brukes også i legemiddelindustrien i sakte medisiner.

Det brukes i implantater for menneskekroppen, og det er mange studier for bruk i biologiske vev, så vel som for tre -dimensjonal utskrift (3D) for de mest forskjellige bruksområder.

Som en av de mest biologisk nedbrytbare og ikke-tekniske polymerene, har produsentene løftet ut erstatningen av all oljeavledet plast som for tiden brukes i tusenvis av bruksområder av dette materialet.

I tillegg, ifølge produsentene, er produksjonen og bruken av PL en måte å redusere mengden CO₂ som genereres ved å produsere plast fra den petrokjemiske industrien.

[TOC]

Struktur

Poly- (melkesyre) er en polyester, det vil si at den har repeterende enheter av ester- (c = o) -o-r, noe som kan sees i følgende figur:

Poly- (melkesyre) eller PLA-struktur. Jü [CC0]. Kilde: Wikipedia Commons.

Nomenklatur

- Poly- (melkesyre)

- Poly-laktert

- PLA

- Poly- (L-melkesyre) eller PLLA

- Poly- (syre d, l-melaktisk) eller pdlla

- Polyaktsyre

Egenskaper

Fysisk tilstand

- Poly (syre d, l-melaktisk): amorf fast stoff.

- Poly (L-melkesyre): Fragilt eller sprøtt gjennomsiktig halvtallinsk faststoff.

Molekylær vekt

Det avhenger av graden av polymerisasjon av materialet.

Glassaktig overgangstemperatur

Det er temperaturen under som polymeren er stiv, skjør og sprø, og over hvilken polymeren blir elastisk og formbar.

- Poly (L-melkesyre): 63 ºC.

- Poli (syre D, L-melaktisk): 55 ºC.

Smeltepunkt

- Poly (L-melkesyre): 170-180 ºC.

- Poli (syre d, l-melaktisk): Det har ikke noe fusjonspunkt fordi det er amorf.

Nedbrytningstemperatur

227-255 ºC.

Tetthet

- Auto: 1.248 g/cm³

- Krystallinsk: 1 290 g/cm³

Andre egenskaper

Mekanikk

Poly- (L-melkesyre) har en mekanisk kraft større enn poly- (syre D, L-kadisk).

PL er lett å behandle termoplastisk, slik at du kan få veldig fine filamenter av denne polymeren.

Kan tjene deg: alkaliske løsninger: Definisjon, egenskaper og bruksområder

Biokompatibilitet

Nedbrytningsproduktet, melkesyre, er ikke-teknisk og helt biokompatibel, fordi det er produsert av levende vesener. Når det gjelder mennesket, forekommer det i musklene og røde blodlegemer.

Biologisk nedbrytbarhet

Det kan være termisk fraksjonelt ved hydrolyse i menneskekroppen, av dyr eller ved mikroorganismer, som kalles hydrolytisk nedbrytning.

Enkel modifisering av dens egenskaper

De kan utformes for å måle deres fysiske, kjemiske og biologiske egenskaper ved hjelp av måter.

Syntese

Det ble først oppnådd i 1932 ved å varme opp vakuum melkesyre. HO-CH3-CH-COOH melkesyre er et molekyl med et chiralt senter (det vil si et karbonatom festet til fire forskjellige grupper).

Av denne grunn har den to enantiomerer eller spekulære isomerer (de er to molekyler som er identiske, men med forskjellig romlig orientering av atomene deres).

Enantiomerer er l -melkesyre og d -otisk syre, som skiller seg fra hverandre av måten de avleder polarisert lys. De er spekulære bilder.

Melkesyre enantimerer. Venstre: L-melkesyre. Til høyre: D-melkesyre. すじにく シチュー [CC0]. Kilde: Wikipedia Commons.

L-melkesyre oppnås fra gjæring av naturlige sukkermikroorganismer som melasse, potetstivelse eller mais dextrose. Dette er den foretrukne formen i dag for å skaffe den.

Ved fremstilling av poly- (melkesyre) fra L-melkesyre, oppnås poly- (L-melkesyre) eller PLLA.

På den annen side, når polymeren er fremstilt fra en blanding av L-melkesyre og D-melkesyre, oppnås poly- (syre D, L-melaktisk) eller PDLLA.

I dette tilfellet er syreblandingen en kombinasjon i like deler av D- og L -enantiomerer, oppnådd ved syntese fra oljeetylen. Denne måten å skaffe på brukes veldig lite for tiden.

Plla og pdlla har litt forskjellige egenskaper. Polymerisasjon kan gjøres på to måter:

- Dannelse av en mellomledd: Den sykliske diameteren kalt Lacida, hvis polymerisasjon kan kontrolleres og et produkt med ønsket molekylvekt kan oppnås.

Laktidpolymerisasjon for å oppnå PLA. Jü [Public Domain]. Kilde: Wikipedia Commons.- Direkte kondensering av melkesyre under vakuumforhold: som gir en lav eller middels molekylvektpolymer.

Sammenligning av de to formene for plaser av PLA. RLM0518 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Bruker innen medisin

Nedbrytningsproduktene er ikke-giftige, noe som favoriserer bruken på dette feltet.

Suturer

Det grunnleggende kravet til filamentene for suturer er at de holder vevet i stedet for den naturlige helbredelsen gir et sterkt vev i stedet for unionen.

Siden 1972 er det produsert et suturmateriale som heter Vicryl, et veldig sterkt bioabsorbibelfilament eller tråd. Denne tråden er laget av en kopolymer av glykolsyre og melkesyre (90:10), som raskt hydrolyseres på suturstedet, så den blir lett absorbert av kroppen.

Det kan tjene deg: Raault Law: Prinsipp og formel, eksempler, øvelser

Det anslås at PLA i den menneskelige organismen forringes på 63% på omtrent 168 dager og 100% på 1,5 år.

Farmasøytisk bruk

PLA -biologisk nedbrytbarhet gjør det nyttig for kontrollert frigjøring av medisiner.

I de fleste tilfeller frigjøres medisinen gradvis på grunn av den hydrolytiske nedbrytningen og morfologiske endringer av reservoaret (laget med polymeren) som inneholder medisinproduktet.

I andre tilfeller gjøres frigjøring av medisin sakte gjennom polymermembranen.

Implantater

PL har vist seg å være effektiv i implantater og støtter for menneskekroppen. Gode ​​resultater er oppnådd i fiksering av brudd og osteotomier eller beinoperasjoner.

Biologisk vevteknikk

Det utføres for tiden mange studier for anvendelse av PLA i rekonstruksjon av vev og organer.

PLA -filamenter for nervegenerering hos lammede pasienter er utviklet.

Tidligere behandles plasmaplasma for å gjøre det mottakelig for cellevekst. Nerveendene blir sammenføyet for å bli reparert av et kunstig segment av plasmabehandlet.

På dette segmentet blir det sådd spesielle celler som vil vokse og fylle tomrommet mellom nervenes to kapper, og bli med dem. Over tid forsvinner PLA -støtten å forlate en kontinuerlig nervekanal.

Det har også blitt brukt i rekonstruksjonen av Vejigas, og fungerer som stillas eller plattform som urotelceller blir sådd (celler som dekker blæren og organene i urinveiene) og glatte muskelceller.

Bruk i tekstilmaterialer

PLA -kjemien tillater kontroll av visse fiberegenskaper som gjør det tilstrekkelig for et bredt utvalg av tekstilapplikasjoner, for klær og møbler.

For eksempel gjør fuktighetsabsorpsjonskapasiteten, og samtidig lite fuktighet og lukt, gjør det nyttig for å produsere klær for idrettsutøvere med høy ytelse. Det er hypoallergen, irriterer ikke huden.

Det tjener selv for kjæledyrklær og krever ikke stryke. Den har lav tetthet, så den er lettere enn andre fibre.

Den kommer fra en fornybar kilde og produksjonen er økonomisk.

Forskjellige applikasjoner

PL er egnet for å lage flasker for flere bruksområder (sjampo, juice og vann). Disse flaskene har glans, åpenhet og klarhet. I tillegg er PLA en eksepsjonell barriere for lukt og smaker.

Imidlertid er denne bruken for temperaturer under 50-60 ºC, siden den har en tendens til å deformeres når du når disse temperaturene.

Det kan tjene deg: Bromousyre (HBRO2): Fysiske og kjemiske egenskaper, og bruker

Det brukes til produksjon av retter, kopper og engangsutstyr, samt matbeholdere, for eksempel yoghurt, frukt, pasta, oster, etc., o Pla skumbrett for å pakke fersk mat. Det absorberer ikke fett, olje, fuktighet og har fleksibilitet. Kompost kan gjøres med avfallsplaten.

Sugerør, sugerør eller plas. F. Kesselring, Fkur Willich [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/gjerning.i)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Det tjener også til å lage fine laken for å pakke mat som stekte poteter eller annen mat.

PLA Paraquelo -emballasje. F. Kesselring, Fkur Willich [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/gjerning.i)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Det kan brukes til å lage kort for elektroniske transaksjoner og nøkkelkort for hotellrom. PL -kort kan overholde sikkerhetsegenskaper og tillate påføring av magnetbånd.

Det er mye brukt til å produsere boksene eller omslagene til svært delikate produkter, for eksempel elektroniske og kosmetiske enheter. Grader spesielt forberedt for denne bruken brukes, ved kobling med andre fibre.

Det kan gjøres utvidet av PL for å bruke det som et blåsedempingsmateriale for sending av delikate instrumenter eller gjenstander.

Det tjener til å lage barneleker.

Bruker innen ingeniørfag og landbruk

PL tjener til å lage drenering i konstruksjonsarbeid, materialkonstruksjonsmaterialer, for eksempel tepper, laminerte gulv og vegg tapet, for tepper og bærerstoffer.

Bruken i elektrisitetsindustrien utvikler seg, for eksempel å utføre ledningsbelegg.

Blant bruksområdene er landbruket, med PLA produserte beskyttelsesfilmer av jorda, som gjør det mulig å kontrollere ugress og favorisere oppbevaring av gjødselen. PLA -filmer er biologisk nedbrytbare, de kan integreres i jorden på slutten av høsten og dermed gi næringsstoffer.

Planbeskytter av jordbeskytteren i avlinger. F. Kesselring, Fkur Willich [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/gjerning.i)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Nylige studier

Tilsetning av nanokompositter til PL blir studert for å forbedre noen av dens egenskaper, for eksempel termisk motstand, krystalliseringshastighet, flammeforsinkelse, elektriske antistatiske egenskaper og ledende egenskaper, anti-UV og antibakteriell egenskap.

Noen forskere har økt den mekaniske kraften og den elektriske ledningsevnen til PLA som legger grafen -nanopartikler. Dette øker applikasjonene som PL kan ha angående 3D -utskrift betydelig.

Andre forskere klarte å utvikle en vaskulær lapp (for å reparere arterier i menneskekroppen) ved å pode et organofosfat.

Den vaskulære lappen demonstrerte så gunstige egenskaper for å anse det som lovende for vaskulær vevsteknikk.

Blant egenskapene er det faktum at det ikke produserer hemolyse (oppløsning av røde blodlegemer), det er ikke giftig for celler, motstår blodplateadhesjon og presenterer god affinitet mot celler som dekker blodkar.

Referanser

1. Se Kim, et al. (2019). Elektrisk atferdende og mekanisk sterke grafen-politiske syrekompositter for 3D-utskrift. ACS Applied Materials & Interfaces. 2019, 11, 12, 11841-11848. Gjenopprettet fra puber.ACS.org.
2. Tinn sin, Lee et al. (2012). Bruksområder av poly (melkesyre). I håndboken om biopolymerer og biologisk nedbrytbar plast. kapittel 3. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
3. Gupta, Bhuvanesh, et al. (2007). Poly (melkesyre) fiber: en oversikt. Prog. Polym. Sci. 32 (2007) 455-482. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
4. Raquez, Jean-Marie et al. (2013). Polylaktid (PLA) -baserte nanokompositter. Fremgang i polymervitenskap. 38 (2013) 1504-1542. Gjenopprettet fra Scientedirect.
5. Zhang, Jun et al. (2019). Zwitterionic polymer-merafed polylactic acid vaskulære lapper basert på decellularisert stillas for vevsteknikk. ACS Biomaterials Science & Engineering. Publikasjonsdato: 25. juli 2019. Gjenopprettet fra puber.ACS.org.