聚乙交酯的应用情况

2026/6/15 8:01:45 作者:火星人

生物可降解塑料是指可以在自然环境中(土壤、水、空气)被徽生物降解的塑料,因其具有较多优异性能且降解产物无毒无害,近年来被广泛关注。聚乙交酯(PGA)是线形脂肪族聚酯中结构最为简单的一种,具有优异的降解性及生物相容性。聚乙交酯的分子链堆积较为紧密,通常结晶度可以达到60%以上,较高的结晶度使得聚乙交酯具有良好的热性能与机械性能。因此,聚乙交酯在生物医学、页岩气石油开采、食品包装等领域都有很高的应用前景。

聚乙交酯

应用[1]

聚乙交酯拥有优异气体阻隔性,良好的机械性能以及生物相容性,降解速率快且降解产物无毒无害。因而被广泛应用于制作:医用缝合线、药物控释载体、饮料包装材料以及页岩气开采的暂堵剂等。

(1)可吸收手术缝合线

传统的可吸收缝合线主要以生物材料所制成,其中最常用的是使用提纯后牛羊的肠黏膜所制成的肠线。与聚乙交酯缝合线相比肠线组成不均,易于发生分解、吸收不稳、易发生排斥反应,因此逐渐被取代。最早的聚乙交酯缝合线产品Dexon是由Cyanmid公司在上世纪七十年代生产的。但Dexon主要由复丝纺丝加工而成,通过组织的难度加大且容易导致细菌滋生,伤口恢复绶慢。随后,Ethicon公司在此基础上以乙交酯和丙交酯共聚物聚乙丙交酯(PLGA)为原料制作了Vicryl缝合线。该类缝合线由于加入了一定的增塑剂,使其柔性增加,是目前性能较为优异的产品。

(2)药物控释载体

药物控释是使药物以特定速率在人体内进行释放的技术。聚乙交酯的相容性可以有效降低人体组织器官对药物载体的排斥作用,且其降解速率稳定可控,可以在较长的时间内维持有效安全的药物浓度。目前聚乙交酯产品多用于蛋白及多肽类药物控释的,也有部分研究报道了将聚乙交酯与促甲状腺素释放激素(TRH)在溶液中组合,蒸去溶剂得到了微粒产品。

(3)页岩气石油开采

随着大量低渗透性的油气田的发现,压裂技术被更多的应用于油气田的增产。压裂技术是将高黏度的水相流体从油田储层上的缝隙中压入,将油气挤出。为防止钻井过程高压下液体泄漏,一般需要暂堵剂类材料进行封堵。聚乙交酯在低温下可以在一定时间内降解消失且对环境不会造成影响,在流体中的降解速率依然稳定可控,可以有效节省金属材料损失,降低成本。

(4)骨折固定材料

传统的骨折固定材料多以不锈钢或钛合金等金属制成。但由于金属的刚性远大于人体骨骼,生物相容性差的缺陷会严重影响疗效。并且传统金属材料需要二次手术将其取出,这极大的增加了病人的痛苦。与之相比聚乙交酯与骨头相近,生物相容性极好且可在一定时间内自动降解,避免了二次手术的风险聚乙交酯。自1960年起,大量文献聚乙交酯报道了对聚乙交酯所制成的骨折固定材料的研究,推动了该领域的快速发展。此外聚乙交酯还可以用来制作末梢神经的小管道、输尿管连接材料,以及人造皮肤、肌腱、韧带等等。

(5)食品包装

聚乙交酯对于氧气及二氧化碳的阻隔效果极好,但由于其价格昂贵,并不适合碳酸类饮料容器材料。吴羽公司以聚乙交酯为原料制成的Kuredux产品其对二氧化碳和氧气的阻隔性为PET的100倍。且只需少量产品的加入即可使混合材料的气阻性提高10倍以上,相比传统包装材料优势明显。

参考文献

[1]赵鑫磊.开环聚合制备聚乙交酯及其在温湿条件下的降解行为研究[D].浙江大学,2022.DOI:10.27461/d.cnki.gzjdx.2022.000634. 

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