随着人们对于环保要求的提高,同时也是应生物材料自身生物化的要求,天然及半天然的生物材料受到越来越多的重视。天然生物材料就是由生物过程形成的天然材料,如贝壳、骨、牙齿、蚕丝、蜘蛛丝、木材、蛋壳、皮肤、腱等。由于生物材料是由千万年进化形成,因陋就简,其特有的结构导致天然生物材料具有很多较合成材料优异的综合性能。而众多的这类材料中,由生物合成的乳酸聚合而成的聚乳酸(PLA)作为天然材料的典型代表,因其良好的性能及同时兼具生物工程材料和生物医用材料应用特性,成为近年来研究最活跃的生物材料。
(一)聚乳酸(PLA)
聚乳酸是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的聚合物,但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性。具有与聚酯相似的防渗透性,同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性。并提供了比聚烯烃更低温度的可热合性,可采用熔融加工技术,包括纺纱技术进行加工。因此聚乳酸可以被加工成各种包装用材料,像农业、建筑业用的塑料型材、薄膜,以及化工、纺织业用的无纺布、聚酯纤维等。而PLA的生产耗能只相当于传统石油化工产品的20%—50%,产生的二氧化碳气体则只为相应的50%。
除作为包装材料以外,PLA可成为这些药物包裹材料、组织工程材料中的研究热点之一。PLA可制成无毒并可进行细胞附着生长的组织工程支架材料,其支架内部可形成供细胞生长和运输营养的多孔结构,还可为支持和指导细胞生长提供合适的机械强度和几何形状。其缺点是缺乏与细胞选择性作用的能力。PLA在生物医用材料中的应用是广泛的,可用于医用缝合线(无须拆线),药物控释载体(减少给药次数和给药量),骨科内固定材料(避免了二次手术),组织工程支架等。
目前国际市场上出售的PLA有5种:
(1)(ECOPLA)美国CargillDow公司产品,1998年建成3600t/年的半工业化装置,当年底生产能力扩大一倍。在Nebrasla的厂子2002年可生产7X10St的PLA,在2003年达到1X106t(其生产能力为1.5X106t/年)。CargillDow公司首先和日本的4家打算用PLA做应用包装材料的企业(PacificDunlop,Sony,NTFDocomo和MitsdubishiPlastics公司)合作。然后再扩展到欧洲和美国(上述信息来自CargillDow公司主页:WWW.cdpoly。com)。
(2)LACEA日本三井化学公司产品,生产能力500t/年。
(3)LACTY日本岛津制作所产品,主要生产聚乳酸薄膜。生产能力1000t/年。
(4)CPLA大日本油墨与化学工业公司产品,生产能力1000t/年,在今后几年内,该公司将建成几千吨的CPLA装置。
(5) HEPLON 美国Chronopol公司产品,2000t/年,计划建成一套世界级的生产装置。