聚乳酸降解材料的应用领域与降解机理和方法

聚乳酸降解材料的应用领域与降解机理和方法

一、聚乳酸的应用

聚乳酸（PLA）类材料具有很高的附加值，其研究与开发对国民经济的增长和社会的发展具有极其重要的意义。可完全生物降解聚乳酸现已广泛应用于医药、纺织、农业和包装等领域。

1、在医疗领域的应用

用可降解的生物高分子作药物载体长期植入体内后，可以控制药物的释放速度，并实现药物的靶向释放，提高药效。

PLA是骨组织工程中的优选材料之一，在硬骨组织再生、软骨组织再生、人造皮肤、神经修复等方面均可作为细胞生长载体，并取得了令人满意的结果。

聚乳酸类材料用作外科手术缝合线时，由于其具有良好的生物降解性，能在伤口愈合后自动降解并被吸收而无需二次手术。随着伤口的愈合，缝合线缓慢降解。

2、在其它领域中的应用

PLA在富氧及微生物的作用下会自动分解，并最终生成C02和H20而不污染环境。PLA作为可完全生物降解塑料，越来越受到人们的重视。可将PLA制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等。

随着 PLA

等可生物降解塑料材料的应运而生，在原有聚乙烯等传统不可降解塑料制品中加入适量PLA

等生物材料制成的塑料制品，既可部分实现生物降解，原有的力学性能又没有明显的改变。这一技术突破为解决废旧塑料制品污染找到了一条新途径，也为塑料

价值链带来了新机遇。生物塑料和普通塑料共混使用，在日本已经比较普遍，如丰田汽车公司的塑料零部件中，30%使用了可生物降解塑料，70%为传统塑料这样既提高了塑料部件的可降解程度，成本增加又不是很大，市场接受起来也相对容

易一些。

二、聚乳酸降解机理和方法

已有研究表明，自然界中目前已知的能够降解聚乳酸的微生物十分有限。通过对不同土壤环境中能够降解聚酯的微生物情况进行评价，结果显示自然界中降解PHB(聚-β-

羟基丁酸酯)、PCL和PTMS(聚四亚甲基琥珀酯)的微生物数量是基本相似的，大约都在0．8％～11％，这能与这些聚酯材料的酯键极易被相关脂肪酶水解有关：而降解PLA的微生物数量则不到0.04％。土壤掩埋的对照实验也显示，PLA在土壤中的降解速度相对比较缓慢，一般需要几年时间。目前，人们通过土壤和菌种库筛选，已经分离到了大约几十种能够降解PLA的菌株，其中大部分降解菌都属于放线菌，例如Amycolatopsis属菌株，Kibdelosporangium aridum和Saccharothrix waywayandensis等。

PLA是乳酸单体之间通过酯键连接的，其降解应该是以酯键的断裂为基础。但研究结果发现，大部分脂肪酶对PLA没有降解作用。

PLA产品废弃后，为了加快其生物降解和实现其有效循环利用，开发PLA的循环处理系统是十分必要的。关于PLA循环利用的方法已经有过一些报道，例如在高于200℃下的温度下促使其分解和水解。随着越来越多PLA降解菌株和酶的发现，人们开始尝试开发PLA废弃物的生物处理系统。