7.6.6. Биодеструктируемые полимеры.
Эти полимеры применяют в медицине для склеивания операционных ран вместо наложения швов, покрытий для лечения ран и ожогов, обеспечивающих регенерацию тканей, для создания пролонгированных форм лекарственных препаратов и др. Продукты биодеструкции через определённое время должны выводиться естественным путём из организма.
Большое значение в медицине, в частности в хирургии, приобрели цианакрилатные клеи.
Скорость их биодеструкции зависит от длины углеводородного радикала R - чем длиннее R, тем медленнее протекает деструкция. В продуктах деструкции обнаруживается формальдегид и циануксусный эфир.
Наибольшее распространение в медицине получили полиуретановые клеи. Уретановая группа –NH – C (O) – O – близка по химическому строению к пептидной группе белков –С(О)- NH-. Это определяет биосовместимость полиуретанов. Продукты биодеструкции ПУ-клеёв не токсичны и выводятся из организма естествененым путём.
Важное значение имеют шовные хирургические материалы, рассасывающиеся в живом организме. Это, например, выпускаемая в России хирургическая кручёная нить из модифицированного полигликолидлактида. Некоторые полимеры, например, растворимый в воде поливинилпирролидон - СН2 – СН(NСН2СН2СН2СО) - используют как заменитель плазмы крови. ½_________½
Другой необычайно ёмкой областью применения биодеструктируемых полимеров являются полимерные упаковочные материалы. Дело в том, что из 130 млн. т/год всех выпускаемых полимеров почти половина (41%) используется в производстве упаковки и почти половина (47%) этого количества становится упаковкой пищевой продукции, а это 25 млн. т/год. Полимерная упаковка удобна, безопасна, дёшева, но практически вечна и это является глобальной экологической проблемой. Если не создать полимеры, разлагаемые в природе на безвредные компоненты, то современная цивилизация утонет в мусоре. Ведь 40% бытового мусора состоит именно из полимерной упаковки.
Самое перспективное в настоящее время направление – производство полимеров на основе гидроксикарбоновых кислот НОRС(О)ОН. Так, полимеры полигидроксимасляной, гликолевой, молочной, валериановой и капроновой разлагаются микроорганизмами на СО2 и Н2О. Один из самых перспективных биодестуктируемых полимеров для упаковки – продукт конденсации молочной кислоты НО-СН(СН3)-СООН : полилактид НО-[СН (CН3)- С(O)-О-]n-Н. Полилактид – прозрачный, бесцветный, термопластичный материал, в компосте разлагается за 1 месяц, разлагается микробами морской воды, в пластифицированном виде напоминает полиэтилен, полипропилен, пластифицированный поливинилхлорид. Пригоден для изготовления подносов, тарелок, плёнок, волокон, в том числе, медицинского назначения.
Массовое производство полилактида сдерживается дороговизной мономера. В настоящее время стоимость полилактида составляет 250 $ US/кг. При снижении стоимости до 1 - 2 $ US/кг полилактиду будет обеспечено широкое применение.
Другое направление в создании биодеструктируемых в природе полимерных материалов – это композиционные материалы, содержащие крахмал, целлюлозу, лигнин, хитин и другие природные материалы. Матрицей служат полиолефины, полиэфиры, полиэфирамиды, сополимеры, содержащие уретановые, карбонатные группы и фрагменты гидроксикарбоновых кислот.