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小学生物降解材料实验教案人类的生产和生活活动离不开各类材料，但随之带来的环境问题也越来越严重。
其中之一就是塑料垃圾污染。
研发和推广可降解材料是解决该问题的有效途径之一。
为此，我们需要从小抓起，让孩子们了解生活中的环保意识，初步了解降解材料的基本知识和实验方法，从而培养他们的环保意识。
一、适用对象适用于小学二年级及以上年级的学生。
二、实验目的1.了解塑料垃圾的危害和降解材料的优点；2.初步了解降解材料的基本知识；3.掌握降解材料的制作方法和实验操作技能。
三、实验器材环保材料、塑料杯、溶剂、搅拌棒、水杯、时钟、切割刀、实验笔记本等。
四、实验方法1.将环保材料切成小颗粒，放入塑料杯中；2.加入少量溶剂，用搅拌棒混合均匀；3.用切割刀在塑料杯上打上小孔，放在水杯中；4.操作人员计时并观察，记录降解的时间和其他事项；5.清除降解的环保材料，记录实验结果。
五、实验步骤1.讲解塑料垃圾的危害，并介绍降解材料的优点及其应用领域；2.让学生了解降解材料的制作方法和实验流程；3.指导学生用手将环保材料切成小颗粒，放入塑料杯中；4.加入少量的溶剂，用搅拌棒混合均匀；5.打上小孔并放入水杯中；6.操作人员计时并观察，25分钟后记录降解的时间和其他事项；7.清除降解的环保材料，并展示实验结果；8.让学生总结实验中的注意事项及所得实验结果，并将结果填写在实验笔记本上。
六、实验原理塑料垃圾长时间无法被自然界中的生物降解，在环保意识日益提高的情况下，研发出一种能够降解的材质成为当今的主要议题之一。
而这种材料主要基于生物高分子材料并采用生物降解技术制造而成。
对于小学生而言，可以通过制作生物降解实验，既学习到生物高分子材料的基础知识，又学习到降解材料的制作方法。
七、实验结果分析实验结果显示，所制作的环保材料在水中停留25分钟后，开始出现了部分降解现象，且降解的过程中没有产生任何不良影响，表明这种降解材料是可以很好地被生物降解的。
八、注意事项1.操作时需戴手套，以免产生皮肤接触；2.操作人员要注意热源或其他安全因素；3.实验结束后，要清理实验现场，保持环境卫生。
生物基材料的可降解性研究生物基材料的可降解性近年来引起了广泛的关注和研究。
在传统的医学领域，大部分的人工材料常常需要手术后再次取出，但这样的方法不仅增加了患者的痛苦，还带来了一定的风险。
因此，研发具有可降解性的生物基材料具有重要的应用前景。
生物基材料的可降解性可以通过多种方式实现。
其中一种方法是使用天然聚合物作为基础材料。
天然聚合物如明胶、壳聚糖等，具有较高的生物相容性和可降解性，这使得它们成为理想的材料选择。
研究人员通过调整材料的结构和化学性质，可以控制其降解速度和性能。
利用这些材料可以制备可降解的缝合线、骨替代材料等，用于临床医疗中。
另一种方法是利用合成高分子材料，并在其分子结构中引入可降解的键，使材料在一定条件下能够降解。
例如，可降解聚酯如聚乳酸（PLA）、聚羟基丁酯（PHB）、聚己内酯（PCL）等，以及可降解聚醚如聚乙二醇（PEG）等，已经广泛用于医学和生物工程领域。
这些可降解聚合物在体内会逐渐水解分解，最终转化为二氧化碳和水排出体外。
为了提高生物基材料的可降解性能，研究人员还可以通过微生物降解等方法进行改进。
微生物降解是一种利用微生物对材料进行降解的方法。
例如，研究人员利用微生物在材料表面形成一个降解层，使得材料可以被微生物迅速降解。
这种方法不仅可以缩短材料的降解时间，还可以降低材料降解产物对机体的不良影响。
然而，生物基材料的可降解性也存在一些挑战和难题。
首先，降解产物的安全性和影响程度需要进一步研究和评估。
虽然材料降解后会转化成水和二氧化碳等人体内正常代谢产物，但其中也可能产生一些有害物质。
因此，需要对降解产物进行全面的毒性和生物相容性评估，确保生物基材料的安全性。
其次，如何平衡材料的降解速度和功能性能也是一个重要的问题。
材料的降解速度过快可能导致功能损失，而降解速度过慢则会延长材料在体内的留存时间，增加患者的风险。
因此，研究人员需要在材料设计中综合考虑降解速度和功能性能的平衡，以满足不同临床需求。
生物材料的可再生性和可降解性研究生物材料是指可以用于生物医学工程、再生医学、药物输送系统等领域的材料。
随着环保意识的提高，可再生性和可降解性已经成为了生物材料研究的热点。
一、生物材料的可再生性可再生性是指材料在使用后能够自然地产生新的生物质或资源，而不对环境造成压力或污染。
在生物材料的研究中，可再生性是一个非常重要的考虑因素。
传统的生物材料，例如金属和塑料，很难达到可再生性的要求，因为它们在终生期间会被自然地分解或是积累在环境中。
生物材料的可再生性体现在多个方面。
例如，生物材料可以从可再生等级为高的石油衍生物中制成，例如木材或玉米淀粉等。
这些原材料可再生性高，因为它们在土地上生长。
另一方面，这些生物材料制成的物品在使用环节或废弃时也可以通过生物降解的方式被回收再利用。
二、生物材料的可降解性可降解性是指材料的分解产物可以自然地被环境消耗或利用的程度。
对于生物材料，可降解性是一个非常重要的性质。
在有些应用领域，例如再生医学，可以通过生物降解的方式来促进组织再生和细胞增殖。
在其他领域，例如药物输送，可以利用可降解材料来减少药物在体内的毒性或副作用。
生物降解是一种相对简单的过程。
在组成有机物的微生物的作用下，有机物质会分解成它们的基本部分，即碳和水。
因为生物降解过程只会产生少量的污染物和不产生没有处理的污垢和剩余物，因此生物降解过程可以被称作生态降解。
三、如何提高生物材料的可再生性和可降解性要提高生物材料的可再生性和可降解性，需要从几个角度入手。
首先，可以通过优化原材料的选择和处理方法来提高可再生性，例如使用可再生材料和采用节约资源的生产方式。
其次，可以通过调整制造过程中降解性的环境变量来提高可降解性，例如温度和湿度等因素。
最后，由于未来能源不确定，生物材料的可再生和可降解性已经成为环境和利润双赢之路，工业界推广使用生物材料的形势逐渐显现。
当然，对于生物材料的可再生性和可降解性，还需要更深入的研究和探索。
可生物降解包装材料研究报告随着全球环保意识的不断提高，人们开始重视可生物降解包装材料的研发和应用。
可生物降解包装材料指的是在自然环境中能够被微生物分解、降解的包装材料，具有较高的环保性和生物学可降解性。
本文就可生物降解包装材料的研究进行一定的探讨。
可生物降解包装材料包括多种类型，根据来源和材料组成的分类方法，主要可以分为以下几类：(1) 植物基材料：由植物生长的林木、农作物等原材料制成的生物降解材料。
具有良好的生物降解性和资源再生性，如玉米淀粉、蔗糖等。
(2) 动物基材料：从动物皮毛、角质等原材料中提取的生物降解材料，包括明胶、鱼鳞胶、丝蛋白等。
(3) 微生物产生的聚合物：以单细胞微生物作为生产菌种，通过发酵过程产生的聚合物，如聚羟基脂肪酸酯(PHAs)、多糖等。
(4) 合成材料改性：人工合成材料通过化学改性或加入生物基材料，制成生物降解材料，如聚乳酸(PLA)、聚酯等。
(1) 环保性：可生物降解包装材料可以快速降解，减少对环境的污染。
生产过程中也不会对环境造成较大破坏。
(2) 节约资源：植物基材料和微生物产生的聚合物等材料来源广泛，耗能低，加工简单，可以节约能源、减少污染物的排放。
(3) 增加包装材料的附加值：可生物降解包装材料具有良好的生物学性质和降解性质，能够防止产品腐烂、保持新鲜度。
3. 可生物降解包装材料的应用领域随着人们环保意识的逐渐提高和可生物降解包装材料的技术成熟，其应用领域也得到不断拓展。
目前，可生物降解包装材料主要应用于以下领域：(1) 食品包装：可生物降解包装材料对食品的安全保障和储存保鲜功能都有很好的发挥。
(2) 医药包装：可生物降解包装材料可替代传统的聚乙烯、聚氯乙烯等材料，做到环保、耐腐蚀、隔气等多种性能。
(3) 日用品包装：可生物降解包装材料在日常用品包装上的应用较广，如卫生巾、纸尿裤等。
(4) 农业包装：农业生产中，可生物降解包装材料可以代替传统的塑料膜，减少对土壤的污染。
生物降解材料的性能评价方法研究随着环境污染问题的不断加剧，生物降解材料作为一种环保、可持续发展的替代品，受到了广泛关注。
生物降解材料的性能评价方法研究，为我们深入了解材料的生物降解性能和应用潜力提供了重要的参考。
一、生物降解材料的定义与发展生物降解材料是指在自然环境下，通过微生物、酶等作用而被降解成无害物质的材料。
它们可以替代传统塑料和其他不可降解材料，在减少垃圾和环境污染方面具有巨大潜力。
随着人们对环境保护意识的增强，生物降解材料得到了快速发展。
传统的塑料材料通常需要几十年或几百年才能降解，给环境造成了巨大的负担。
而生物降解材料能够在较短时间内进行降解，对环境影响较小。
因此，生物降解材料在包装材料、农业膜、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。
二、生物降解材料性能的评价指标生物降解材料的性能评价是对材料降解性能、机械性能、热性能、化学稳定性等方面进行综合评估的过程。
以下将介绍生物降解材料常用的性能评价指标。
1. 降解性能评价指标：生物降解性能是评价生物降解材料的重要指标之一。
常用的评价方法包括浸泡试验、土壤埋藏试验和微生物酶降解试验等。
浸泡试验主要是将材料样品置于模拟污染液中，通过测定质量损失、表面变化等指标来评估材料的降解性能。
土壤埋藏试验是将材料样品埋在土壤中，通过观察材料的形态变化和测定重量损失等指标来评估材料的降解性能。
微生物酶降解试验是将材料样品与微生物酶接触，通过测定材料的质量损失、结构变化等来评估其降解性能。
2. 机械性能评价指标：生物降解材料应具备一定的强度和韧性，以满足应用的要求。
常用的机械性能评价指标包括拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度等。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中抵抗断裂的能力；断裂伸长率是指材料在破裂前的延展程度；冲击强度是指材料在受到冲击时抵抗破裂的能力。
3. 热性能评价指标：热性能是评价材料在高温环境下性能表现的重要指标。
常用的热性能评价指标包括玻璃化转变温度、热稳定性和热膨胀系数等。
医用材料的生物降解性是指材料在生物体内能够被自然分解并被吸收、代谢和排泄的性质。
与传统的医用材料相比，具有生物降解性的医用材料可以避免二次手术，降低术后并发症发生率，同时还能减轻对环境的污染。
目前，生物降解材料的研究已经成为了医用材料领域中的热点之一。
以下是一些生物降解材料及其研究进展：
1. 生物降解聚合物：如聚乳酸（PLA）、聚羟基酸（PHA）等，这些聚合物具有良好的生物相容性和可降解性能，近年来已经在缝合线、支架、植入物等领域得到了广泛应用。
2. 生物玻璃：此类材料在体内可以逐渐被水解为无毒无害的离子，对组织刺激小。
同时，生物玻璃还能促进新骨组织的生长，已经在牙科、骨科等领域中得到了广泛应用。
3. 生物降解蛋白质：如胶原蛋白、明胶等，这些蛋白质具有生物相容性、可调控降解速率等优点，可以用于软组织修复等领域。
4. 天然产物：如骨胶原、海藻酸钠等，这些天然产物具有良好的生物相容性和生物降解性，已经在伤口敷料、软组织修复等领域得到了广泛应用。
总的来说，生物降解材料已经成为医用材料领域中的研究热点之一，其在医学应用中的潜力还有待进一步发掘和开发，但需要注意的是，生物降解材料的性能稳定性、生物活性以及临床应用的安全性等问题也需要引起足够的关注。
生物可降解高分子材料的应用研究一、综述随着环境问题的日益严重，生物可降解高分子材料的研究与应用受到了广泛关注。
生物可降解高分子材料是一类能够在自然环境中被生物分解为水、二氧化碳和生物质的高分子材料。
本文将对生物可降解高分子材料在各个领域的应用进行综述，包括环境保护、生物医学和包装材料等。
在环境保护方面，生物可降解高分子材料可以有效减少塑料垃圾的产生，降低其对环境的污染。
这类材料在废水处理和土壤改良中也发挥了一定的作用。
研究者们通过改变聚合物的结构、组成和功能基团等方法来优化生物可降解高分子材料的性能，以提高其在环境中的降解速率和效率。
在生物医学领域，生物可降解高分子材料具有良好的生物相容性和生物活性，可用于药物载体、组织工程和生物支架等方面。
聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等生物相容性较好的聚合物已被广泛应用于药物传递和细胞培养中。
一些具有生物活性的高分子材料还可用于生物传感和生物成像等领域。
在包装材料方面，生物可降解高分子材料具有可降解性、可重复使用的优点，可以替代传统的塑料包装材料。
PLA和淀粉基聚合物等生物可降解高分子材料可用于食品包装、购物袋和快递包装等领域。
这些材料的使用不仅有利于减少塑料垃圾的产生，还有利于提高消费者的环保意识。
生物可降解高分子材料作为一种具有广阔应用前景的新型材料，对于解决当前的环境问题具有重要意义。
通过不断改进合成方法和改性手段，有望实现生物可降解高分子材料在更多领域的广泛应用。
1. 生物可降解高分子材料的重要性随着现代社会对环境保护意识的不断增强，生物可降解高分子材料在保护环境方面的作用逐渐引起了广泛关注。
与传统的高分子材料相比，生物可降解高分子材料因其具有可降解性而具有重要意义。
从资源利用的角度来看，生物可降解高分子材料具有可再生性。
它们来源于可再生的生物资源，如植物淀粉等，不仅来源广泛，而且生长周期短，可持续供应。
传统的高分子材料如石油化工产品等是不可再生的，其资源有限，使用过程中产生的废弃物难以处理，对环境的压力较大。
一、实验目的1. 了解生物可降解塑料的制备原理及方法。
2. 掌握生物可降解塑料的性能测试方法。
3. 分析不同生物可降解塑料的性能差异。
二、实验原理生物可降解塑料是指在微生物作用下能够降解的塑料，具有生物相容性、生物降解性、环境友好等特点。
制备生物可降解塑料主要采用微生物发酵、生物转化等技术，将可再生资源转化为塑料。
本实验以聚乳酸（PLA）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）为研究对象，分别进行制备与性能测试。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：玉米淀粉、葡萄糖、脂肪酸、微生物发酵菌种等。
2. 实验仪器：发酵罐、离心机、干燥箱、万能试验机、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪等。
四、实验方法1. PLA制备（1）将玉米淀粉与葡萄糖按一定比例混合，加入一定量的微生物发酵菌种，置于发酵罐中进行发酵。
（2）发酵完成后，将发酵液离心分离，收集上清液。
（3）将上清液进行浓缩、干燥，得到PLA粗产品。
（4）对PLA粗产品进行提纯、干燥，得到PLA纯产品。
2. PHA制备（1）将脂肪酸与微生物发酵菌种按一定比例混合，置于发酵罐中进行发酵。
（2）发酵完成后，将发酵液离心分离，收集上清液。
（3）将上清液进行浓缩、干燥，得到PHA粗产品。
（4）对PHA粗产品进行提纯、干燥，得到PHA纯产品。
3. 性能测试（1）PLA性能测试- 热稳定性测试：采用差示扫描量热法（DSC）测定PLA的玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）。
- 机械性能测试：采用万能试验机测定PLA的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度等。
- 光学性能测试：采用扫描电镜观察PLA的微观形貌。
（2）PHA性能测试- 热稳定性测试：采用DSC测定PHA的Tg和Tm。
- 机械性能测试：采用万能试验机测定PHA的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度等。
- 光学性能测试：采用扫描电镜观察PHA的微观形貌。
五、实验结果与分析1. PLA性能分析PLA的Tg为55-60℃，Tm为180℃，具有良好的热稳定性。
生物可降解材料的性能研究和应用随着环保意识的提高，人们对于生态、环境友好材料的需求日益增加，生物可降解材料应运而生。
生物可降解材料具有优越的性能，可应用于各行各业，例如：医疗器械、食品包装、土壤修复等领域。
本文将探讨生物可降解材料的性能研究和应用，为读者对这一领域有更深入的了解提供一些参考。
一、生物可降解材料的性能生物可降解材料是指在自然界中经微生物分解后能够转化成水、二氧化碳和有机物的材料。
它的性能是根据其基础材料决定的。
一般生物可降解材料可分为三类：生物质基材料、淀粉基材料和聚酯基材料。
1. 生物质基材料生物质基材料通常使用农业副产品、木材纤维等天然原材料。
这种材料可在土壤中降解，同时也可制成大量质地坚硬的材料，如纸张、纤维素膜等。
但生物质基材料的耐水性和机械性能相对较弱，容易受到紫外线的影响使其快速降解。
2. 淀粉基材料淀粉基材料以玉米、马铃薯、木薯等为原材料。
淀粉基材料具有良好的氧阻性、耐酸性和生物降解性，同时有较好的耐热性和透明度，具有成本低、生产工艺简单的优势。
淀粉基材料的市场需求量较大，被广泛应用于食品、饮料、医疗器械以及玩具等领域。
3. 聚酯基材料聚酯基材料以玉米淀粉、蔗糖等为原材料。
具有较强的抗拉强度和硬度，并且具有较高的氧气阻隔性和耐热性。
其材料降解后可被微生物进一步分解，最终形成水和二氧化碳。
聚酯基材料广泛应用于制造带有涂层、塑料瓶等容器，以及各种类型的包装材料。
二、生物可降解材料的应用1. 医疗器械生物可降解材料的特殊属性使其在医疗器械领域具有很大的应用前景。
例如：Implantable Medical Devices（植入式医疗器械）因其不会留下任何残留物质，被研发出来用来制造人造组织、手术盖板、医用缝合线等医疗救治器具。
生物可降解材料的使用可以使患者避免第二次手术，减少医院负担，同时也减弱了极度依赖石化产品的医疗器械产业和减少医疗废料的负担。
2. 食品包装传统的塑料包装因其不可降解、不环保、无法消失等缺陷，正在逐渐被生物可降解材料所替代。
生物材料的生物降解性能研究近年来，生物材料的研究备受关注，其中生物降解性能是一个重要的研究方向。
生物降解性能指的是材料在生物环境中被微生物或酶降解的能力，也是评价生物材料可持续发展性能的关键指标之一。
本文将就生物材料的生物降解性能进行深入研究。
一、生物降解性能的定义和重要性生物降解性是指材料在生物环境中通过微生物、酶或其他生物作用而逐渐分解、降解的过程。
生物降解性能的研究对于环境保护、资源利用以及生物材料的应用非常重要。
首先，生物降解性材料可以减少垃圾的堆积，减轻对环境的污染。
其次，通过研究生物降解性能，可以开发出更加环保、可持续的生物材料，促进可持续发展。
因此，生物降解性能的研究具有重要的意义。
二、影响生物降解性能的因素1. 材料的基础性质：材料的结构和化学成分是影响生物降解性能的重要因素之一。
具有天然有机结构的材料通常具有较好的生物降解性能，如植物纤维、淀粉等。
而对于合成高分子材料，其生物降解性能取决于聚合物结构、交联程度、分子量等因素。
2. 环境条件：生物降解性能的好坏也与材料所处的环境条件密切相关。
适宜的酸碱度、温度和湿度等因素可以提高生物降解性能。
3. 微生物和酶的作用：生物降解性能的关键在于微生物和酶的作用。
不同的微生物和酶对材料具有不同的降解效果。
通过研究微生物和酶的作用机制，可以提高材料的生物降解性能。
三、生物降解性能的评价方法1. 质量损失法：通过测量材料在一定条件下的质量变化来评价材料的生物降解性能。
该方法简单直观，但并不能全面反映材料的降解情况。
2. 形态和结构观察法：观察材料表面形态和内部结构的变化来评价材料的生物降解性能。
如扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术可以直观地展示材料的降解过程。
3. 化学变化检测法：通过测定材料化学成分的变化来评价生物降解性能。
利用红外光谱、核磁共振等技术可以定性和定量地研究材料的降解过程。
四、生物降解性能的提高策略1. 材料的改性：通过在材料的结构或表面进行改性可以提高生物降解性能。
可降解生物材料的试验关于可降解生物材料的试验篇一：可降解生物材料合成高分子材料具有质轻、强度高、化学稳定性好以及价格低廉等优点，与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱[1]。
然而，在合成高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时，其使用后的大量废弃物也与日俱增，成为白色污染源,严重危害环境,造成地下水及土壤污染,危害人类生存与健康，给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响[2]。
另外，生产合成高分子材料的原料――石油也总有用尽的一天，因而，寻找新的环境友好型材料，发展非石油基聚合物迫在眉睫，而可生物降解材料正是解决这两方面问题的有效途径。
1.可生物降解材料定义及降解机理生物降解材料,亦称为“绿色生态材料”,指的是在土壤微生物和酶的作用下能降解的材料。
具体地讲,就是指在一定条件下,能在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下,导致生物降解的高分子材料[3]。
理想的生物降解材料在微生物作用下,能完全分解为CO2和H2O。
生物降解材料的分解主要是通过微生物的作用,因而,生物降解材料的降解机理即材料被细菌、霉菌等作用消化吸收的过程。
首先,微生物向体外分泌水解酶与材料表面结合,通过水解切断表面的高分子链,生成小分子量的化合物,然后降解的生成物被微生物摄入体内,经过种种代谢路线,合成微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终转化成CO2 和H2O[4]。
在生物可降解材料中,对降解起主要作用的是细菌、霉菌、真菌和放线菌等微生物,其降解作用的形式有3种[5]: 生物的物理作用,由于生物细胞的增长而使材料发生机械性毁坏；生物的生化作用,微生物对材料作用而产生新的物质；酶的直接作用,微生物侵蚀材料制品部分成分进而导致材料分解或氧化崩溃。
2.可生物降解材料的分类及应用根据降解机理生物降解材料可分为[6]生物破坏性材料和完全生物降解材料。
生物破坏性材料属于不完全降解材料,是指天然高分子与通用型合成高分子材料共混或共聚制得的具有良好物理机械性能和加工性能的生物可降解材料,主要指掺混型降解材料；完全生物降解材料主要指本身可以被细菌、真菌、放线菌等微生物全部分解的生物降解材料,主要有化学合成型生物降解材料、天然高分子型和微生物合成型降解材料等。
2.1掺混型生物降解材料掺混型生物降解材料是指将两种或两种以上高分子物（其中至少有一种组分具有生物可降性)共混复合制得的生物降解高分子材料。
选用的生物降解组分大多采用淀粉、纤维素、木粉等天然高分子,其中又以淀粉居多。
目前已工业化的产品为美国Warn-er Lambert公司的“Novon”。
“Novon”是以变性淀粉为主, 且配有少量其他生物降解性添加剂的高淀粉含量(含量大于90%)的天然聚合物材料, 可完全生物降解, 且分解速率在一年之内可控。
另外,“Novon”可采用挤出、注塑、层压、吹塑等成型加工方法, 产品广泛应用于垃圾袋、购物袋、一次性食品容器、医疗器材、缓冲发泡制品等[7]。
2.2 化学合成型生物降解材料化学合成型生物降解材料是指利用化学方法合成制造的生物降解材料。
此类高分子材料大多是在分子结构中引入具有酯基结构的脂肪族(共)聚酯, 在自然界中酯基容易被微生物或酶分解。
目前已开发的主要产品有聚乳酸、聚己内酯( PCL) 、聚丁烯琥珀酸酯( PBS) 等。
聚乳酸具有优良的生物相容性和可吸收性,无毒、无刺激性,它在自然界中能完全分解为CO2和H2O,对环境无污染,是目前最有前途的可生物降解的聚合物之一。
聚乳酸用途广泛, 目前已被应用于生物医用高分子、纺织和包装等行业。
聚己内酯(PCL)具有优良的生物相容性、记忆性以及生物可降解性等,其产品多集中在医疗和日用方面,如矫正器、缝合线、绷带、降解塑料等。
2.3 天然高分子型生物降解材料天然高分子生物降解材料是利用生物可降解的天然高分子如植物来源的生物物质和动物来源的甲壳质等为基材制造的材料,植物来源包括细胞壁组成的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、多糖类及碳氢化合物,动物来源主要是虾、螃蟹等甲壳动物[8]。
此类降解材料原料来源丰富,可完全生物降解,而且产物安全无毒性,日益受到重视。
然而,天然高分子材料虽具有完全生物降解性,但是它的热学、力学性能差,不能满足工程材料的性能要求,因此目前的研究方向是通过天然高分子改性,得到有使用价值的天然高分子降解塑料。
2.4 微生物合成型生物降解材料微生物合成型生物降解材料是指以有机物为碳源,通过微生物的发酵而得到的生物降解材料,主要包括微生物聚酯和和微生物多糖,其中微生物聚酯方面的研究较多[9]。
材料是含碳为主的聚合物,当其进入环境后,微生物可把其作为自己的营养物质而分解、消化、吸收,通过发酵合成高分子聚酯,并将其以颗粒状存在菌体内。
目前常见的生物合成生物降解材料有生物聚酯(PHA)和聚羟基丁酯(PHB)[10]。
PHA具有类似于塑料的物化特性并具有可控的生物可降解性。
美国宝洁公司已经开发成功了作为缝合线、无纺布和各种包装用材料的PHA系列产品及其多种应用。
目前,PHA在全球的研究主要集中在利用其生物可降解性、生物相容性等特征,开发在医疗、制药、电子等高附加值领域的用途。
PHB是一种硬而脆的热塑性聚合物,其常温下的力学性能与PP相当,导致PHB这种力学性能的主要原因应为结晶度和结晶形态。
3.存在问题近年来,国内外可生物降解材料得到了很快的发展。
尤其是一次性使用材料制品,如可降解食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等已实现了工业化生产。
但是目前可生物降解材料的开发和应用还存在以下的一些问题:(1)市场应用。
由于生产可降解材料的成本偏高,造成其在市场中价格偏高, 这样就给可降解材料的推广造成了很大的影响。
(2)技术与工艺。
与传统塑料相比,可降解材料存在抗水性差、力学性能差和加工性能差的问题,很难满足工业化生产要求。
另外,降解材料准确的降解时控性,用后快速降解性、彻底降解性以及边角料的回收利用技术等还有待进一步提高和完善。
(3)降解材料的标准及试验评价方法。
对生物降解材料,世界上尚没有统一的试验评价方法,识别标志和产品检测技术,致使缺乏正确统一的认识和确切的评价,产品市场比较混乱,真假难辩。
4.展望近年来,随着原料生产和制品加工技术的进步,可生物降解材料备受关注, 成为可持续、循环经济发展的焦点。
目前我国生物降解材料开发和应用领域,在自主知识产权、创新型产品等方面的研发能力、投入量等方面均有待提高,生物降解材料的回收处理系统还有待完善。
为了更好的实现可生物降解材料的产业化,今后还应该在以下几个方面做出努力:一是建立快速、简便的生物降解性的评价方法,反映降解材料在自然界中生物降解的实际情况；二是进一步研究可生物降解材料的分解速率、分解彻底性以及降解过程和机理, 开发可控制降解速率的技术；三是通过结构和组成优化、加工技术及形态结构控制等,开发调控材料性能新手段；四是为了提高与其他材料的竞争力,必须研究和开发具有自主知识产权的新方法、新工艺和新技术,简化合成路线,降低生产成本,参与国际竞争。
篇二：生物可降解材料在医学上的应用生物可降解材料在医学上的应用1、生物可降解材料的定义生物材料是以医用为目的，用于和活体组织接触，且具有功能的无生命材料。
2、生物可降解材料的分类2.1天然可降解性高分子材料主要有胶原、明胶、甲壳糖、毛发、海藻酸、血管、血清纤维蛋白、聚氨基酸等。
最大优点是降解产物易于被吸收而不产生炎症反应，但存在力学性能差的弱点。
在自然界，通过二氧化碳、水、微生物和阳光周而复始地合成天然材料，生物界奇妙的遗传技术将材料的优良特性一代一代地传递下去。
聚乳酸纤维循环图2.2合成可降解性高分子材料是目前组织工程用生物材料的主要研究对象，其中以聚交酯系列材料为主；这类材料降解速度和强度可调，容易塑型和构建高孔隙度三维支架；这类材料本质缺陷在于其降解产物的集中释放容易产生炎症反应，会使培养环境酸度过高。
该类材料对细胞亲和力弱，往往需要物理方法或加入某些因子才能黏附细胞。
3、生物可降解材料的医学用途3.1 人体可吸收缝合线3.1.1羊肠线羊肠线是一种传统的可被人体降解吸收的体内缝合线。
但它的机械强度损失快，分解速度过快，在人体内的吸收周期约为15天左右，而人体内脏器官的外科手术刀口往往难以在此期间愈合。
此外羊肠线的缝合和打结不太容易，必须用湿的缝合线缝合伤口，易引起组织发炎，并容易产生抗原抗体反应，在体内的适应性还不理想。
国外早在80年代初，已基本不使用羊肠线。
3.1.2胶原纤维胶原材料取自于牛跟腱，通过加工可以制成海绵状轻质片。
这是一种适应性很强的敷垫药物材料，能促使肉芽组织的生长，参与组织的修复，具有良好的止血作用。
80年代研制出胶原材料缝合线，但由于吸收期较短，目前只能用于表皮缝合，而不能用于人体脏器缝合。
此外由于它的强度、手感都难以与PGLA匹敌，所以胶原缝合线的市场份额不大。
胶原材料仅在患处局部降解、吸收。
经局部白细胞和巨噬细胞的蛋白酶消化所产生的氨基酸被瘢痕组织利用，作为修复组织的原料。
3.1.3聚己内酯（PCL）聚己内酯（PCL）是一种无毒、具有良好生物相容性和血液相容性的生物降解材料，近年来广泛应用于现代医学中。
通常认为，要进入商业流通渠道的生物降解材料的热稳定温度应不低于60°C，而PCL在60°C之前就已经软化熔融，这严重影响了它在医药领域的应用。
3.1.4聚乳酸（PLA）聚乳酸（PLA）是一种比较实用的生物降解材料。
它的原料是淀粉和纤维素等，属于绿色产品，因此深受环境保护者的关注。
乳酸在自然条件下容易生物降解而不带来任何环境问题，因此PLA在自然界中看不到。
与其它可降解聚合物相比，在自然条件下PLA显示出相当慢的降解速率。
通过对PLA的改性可以控制其降解速率。
PLA降解的早期阶段被认为是化学水解，因此加入一些亲水性成分到聚合物中可以加速PLA的降解。
另外一种方法是通过共混降低PLA的结晶度以达到同样目的。
3.1.5聚乙醇酸（PGA）（PGA）纤维由于强度较高、无毒性，与机体相容性良好，作为缝合线已在临床得到应用。
但由于PGA柔性较差，作为手术缝合线可能会给人体组织带来损伤。
3.1.6聚乳酸乙醇酸共聚物（PGLA）聚乳酸乙醇酸（PGLA）共聚物是采用高新化工技术，由乳酸和乙醇酸按一定配比共聚所得到的一种新型高聚物材料。
由于PGLA具有良好的抗张强度、生物相容性和良好的降解性，对人体无毒、无积累，所以经再加工可制成人体可吸收医用缝合线。
它是一种在医学上很有应用前景的高分子生物医用材料，因此具有极高的商业价值和社会效益。
PGLA共聚物纤维具有强度较高、伸长适中、无毒性、无刺激、生物相容性好、柔韧性好，吸收周期为60～75天。
