生物可降解材料研究现状及进展

生物降解塑料的发展现状及应用前景探究摘要：白色污染是环境污染的重要元凶之一，可降解塑料是解决白色污染最直接的手段。

可降解塑料包括生物降解塑料、水降解塑料、光/生物降解塑料等。

为深入了解生物降解塑料的应用及价值，文章研究生物降解塑料的发展历程，并对其未来发展进行展望，一方面推动生物降解塑料的应用，另一方面了解可降解塑料使用规模，为相关人士提供参考。

关键词：生物降解塑料；发展现状；应用前景塑料是现代化工业及人类生活最重要的基础材料之一，由于传统塑料不可降解，可对环境造成可持续性损害，因此可降解塑料的研发及应用成为各国关注的热点课题。

生物降解塑料是可降解塑料的一种，据初步统计，2021年全球生物降解塑料消费量达到1200kt左右，涉及众多行业。

由此可见，生物降解塑料得到极为广泛的应用，成为健康有序地推动产业发展的重点，研究生物降解塑料的发展历程也成为学术界的核心话题之一。

1、生物可降解塑料的发展现状生物降解塑料依照程度划分可分为部分降解、完全降解两种。

部分降解包括淀粉基塑料，完全降解塑料包括聚丙交酯塑料、石油基可降解塑料等。

1.1 PLA聚丙交酯塑料即PLA，通过乳酸直接缩聚制备法制备时成品分子质量较低，适用场景相对受限。

对此，有学者对制备工艺进行优化，即先用乳酸制备丙交酯，随后在催化作用下进行开环聚合，制备分子量约为700000的聚丙交酯塑料。

乳酸分子含有手性碳原子、光学异构体，所以聚丙交酯也可称为聚左旋乳酸。

聚左旋乳酸为部分结晶性聚合物，具有质地硬的特点。

相比传统塑料，聚丙交酯没有毒害作用，和生物相容性良好，并且透明度高，满足塑料制品的使用需求。

202等国。

美国企聚丙交酯生产企业以NatureWorks为主，是全球最大的聚丙交酯生产商，产能约为每年180000吨。

我国聚丙交酯生核心生产企业坐落在浙江，浙江海正生物材料集团产能约65000吨。

目前，我国兴起了大量的聚丙交酯生产企业，并着力研发新型生物可降解塑料，如山东同邦、浙江友诚、安徽丰源泰富等。

生物可降解聚合物材料的发展前景一、背景介绍随着全球环保意识的提高和塑料污染问题的日益严重，生物可降解聚合物材料作为一种环保、可持续发展的替代品逐渐受到人们的关注。

生物可降解材料是指在自然环境中能够被微生物降解而不产生有害物质的材料，具有良好的可降解性和生物相容性，被认为是一种解决传统塑料难降解、对环境污染严重的有效途径。

二、应用领域拓展生物可降解聚合物材料在各个领域的应用日益广泛，尤其在塑料制品、包装材料、医疗器械等方面有着巨大的市场潜力。

例如，生物可降解塑料袋、一次性餐具、包装材料等可以有效减少塑料废弃物对环境的影响；生物可降解医疗器械可以降低医疗废物处理难度和成本，减少对环境和健康的危害。

三、技术研发进展随着技术的不断进步，生物可降解聚合物材料的研发水平也在不断提升。

目前，人们已经成功研发出各种基于生物质、藻类、菌类等天然材料的生物可降解聚合物，具有良好的力学性能和热性能，并且在降解速度、降解产物方面也有了较大突破。

未来，有望通过生物技术、生物化学等领域的深入研究，进一步提高生物可降解材料的性能和降解速度。

四、市场前景展望生物可降解聚合物材料的发展前景十分广阔。

随着全球对环保和可持续发展的重视程度不断提高，生物可降解材料将逐渐替代传统的塑料制品，成为塑料工业的重要发展方向。

未来，随着技术的不断成熟和产业化规模的逐步扩大，生物可降解聚合物材料有望在市场上占据重要地位，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。

综上所述，生物可降解聚合物材料作为一种环保、可持续发展的替代品，具有广阔的应用前景和市场潜力，其发展将为全球环境保护工作带来积极影响。

希望未来在科研人员和产业界的共同努力下，生物可降解材料能够更好地为人类社会发展和环境保护提供支持。

第44卷第1期2008年1月林业科学SCIE NTI A SI LVAE SI NIC AE V ol 144,N o 11Jan.,2008天然植物纤维Π可生物降解塑料生物质复合材料研究现状与发展趋势3郭文静　王　正　鲍甫成　常　亮(中国林业科学研究院木材工业研究所　北京100091)摘　要:　由天然植物纤维材料与可生物降解塑料复合制备生物质复合材料是本世纪新的研究热点,也是复合材料科学发展的必然趋势并具有非常广阔应用前景的完全环境友好新材料。

本文从复合材料的原材料、复合途径、复合材料性能改善及复合机制等方面论述天然植物纤维Π可生物降解生物质复合材料的研究现状,并就生物质复合材料的发展趋势与前景进行分析。

关键词:　天然植物纤维;生物质复合材料;聚乳酸(P LA );聚丁二酸丁二醇酯;可生物降解中图分类号:T Q325 文献标识码:A 文章编号:1001-7488(2008)01-0157-07收稿日期:2007-06-05。

基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFINT 2007C02)。

3鲍甫成为通讯作者。

The Status and T rend of N atural Fiber ΠBiodegradable Plastic Bio 2CompositesG uo W enjing W ang Zheng Bao Fucheng Chang Liang(Research Institute o f Wood Industry ,C AF Beijing 100091)Abstract :　The bio 2com posites made of natural fiber and biodegradable plastics are the new research area of the new century and the entirely environmental friendly new com posites with widely use areas.In this paper ,the current status of the researches about the natural fiber Πbiodegradable plastic bio 2com posites ,such as the raw material of the com posites ,com pounding methods ,the im provements of the com posites properties ,and the mechanism of the com pounding of natural fiber with biodegradable plastics ,was summarized.The future and developing trend of the com posites was analyzed in this paper too.K ey w ords :　natural fiber ;bio 2com posites ;polylactic acid (P LA );polybutylene succinate (P BS );biodegradable用木材、麻或农业剩余物等天然植物纤维材料与聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等各种石油来源塑料复合制备复合材料在汽车内饰部件、建筑结构部件、室内外装修装饰材料等领域已有较广泛应用(Clem ons ,2002)。

生物降解纳米材料的研究进展随着生物技术和纳米技术的飞速发展，生物降解纳米材料的研究越来越受到人们的关注。

这种材料可以在自然界中通过微生物和其他生物体降解，具有更强的环保性和生物兼容性。

本文就生物降解纳米材料的研究进展做一个详细的介绍。

一、生物降解纳米材料的概念生物降解纳米材料指的是由天然材料或人工合成材料经过改性后得到的具有纳米级尺寸的材料，在自然界中能够被微生物或其他生物体降解。

这种材料可以在自然界中自然循环，不会对环境造成污染。

二、生物降解纳米材料的制备方法1、生物体法生物体法是利用生物体合成生物纳米粒子的过程，通过控制生物体内条件和抑制剂的添加，使得生物体合成的纳米粒子稳定，并具有可控的形貌和尺寸。

这种方法制备的纳米材料具有天然可降解性、可再生性和良好的生物兼容性。

2、植物提取物法植物提取物法是利用植物提取物作为还原剂和稳定剂制备纳米材料的方法。

这种方法具有简单、快速、低成本等优点，同时由于植物提取物在自然界中广泛存在，可以降低对环境的污染。

3、化学还原法化学还原法是将金属离子还原成纳米金属颗粒的方法。

这种方法操作简单，可控性好，可以合成多种纳米材料，但其生物兼容性和降解性有限。

三、生物降解纳米材料的应用领域1、医药领域生物降解纳米材料在医药领域中的应用体现在：药物传输系统、生物传感器、组织修复材料等方面。

与传统的药物传输系统相比，生物降解纳米材料可以提升药物在人体内的生物利用度，并减少药物对人体的毒副作用。

此外，生物降解纳米材料还可以用于制备仿生材料，用于提高人体组织修复效果。

2、环保领域生物降解纳米材料在环保领域中的应用主要集中在废水处理、土壤修复、污染物检测等方面。

这种材料具有较强的降解作用，可以有效地促进污染物的分解和去除。

同时生物降解纳米材料在环保领域的应用也可以避免由传统材料带来的生态环境问题。

3、食品领域生物降解纳米材料在食品领域中的应用主要包括食品保鲜、食物保质期延长、食物品质保障等方面。

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O.03SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 高新技术生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯的研究进展张帅1辛嘉英1王冬梅2（1哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150076;2黑龙江中医药大学药学院黑龙江哈尔滨150040）摘要:本文对国内外生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯（P HB ）的研究现状进行了较为详尽的综述，分析了目前各种提取技术的原理、特点和存在的问题以及今后的发展前景。

关键词:可降解性塑料聚β羟基丁酸酯（PHB ）提取中图分类号：Q61文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2008)01(c )-0007-01环境污染问题已成为任何国家都无法忽视的重大问题。

其中，固体废弃物的污染就占有相当大的比重。

随着科学技术和工农业的高速发展以及塑料工业的崛起，各种塑料制品的需求量与日俱增，同时也带来废旧塑料“白色污染”的公害，废弃塑料积累大约4000万吨/年，且数量正以惊人的速度增长。

为此，1984年以来，美国、日本、欧洲等一些国家一面相继立法，限制合成塑料的适用范围，一面投入大量资金进行可降解塑料的研究开发[1]。

生物可降解塑料就是一种在使用过程中能保持与不降解的通用塑料相似的力学强度和材料性能，而使用后可以在自然环境中微生物的作用下，经过一段时间被降解成C O 2和H 2O 等无毒副产物的一种聚合物。

它在消费后能进入生态循环系统，自然降解，不留残毒，可以从根本上解决塑料废弃物污染环境的问题，因此最为人们所看好。

聚羟基脂肪酸酯（Po l yh yd r ox ya l -ka n oa t e s ，PHA ）是原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下，作为碳源和能源贮存而合成的一类热塑性聚酯。

目前已经发现P HA 至少有125种不同的单体结构，并且还在不断地发掘出新的单体；而聚β-羟基丁酸酯（P HB ）是P HA 中发现最早、研究最多的一种，目前已经初步进入商品化生产阶段。

可降解材料在吸管方面的应用研究进展摘要：在全球经济的大发展下，人们对改善环境的诉求越来越强烈,使用生物降解材料被认为是解决"白色污染"最有效的方案。

从我国的双碳战略目标来看,使用可降解材料也可以有效减少温室气体排放。

在此背景下,本文总结了生物可降解吸管的生产技术现状，综述了可降解材料在吸管方面的应用研究进展，对相关产业发展提出了建议。

关键词：可降解；吸管；聚乳酸引言：2020年初，国家发展改革委和生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，要求全国范围餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管，这意味着餐饮业不可降解吸管要停用，需要寻找新材料吸管替代市场。

但目前市场上的生物可降解吸管在耐热性、力学强度、加工性能等方面还存在不足，并且价格较高。

据有关报道可知，仅2019年中国的餐饮业吸管使用量达到了400多亿根（吸管的成本为0.03元/根），如果采用PLA等生物基原料，成本将达到0.10元／根，因此，如何提高生物可降解吸管的使用性能同时降低材料成本也是研发的热点话题。

下文通过对近年来可降解材料在吸管方面的应用研究进展分析，希望能给行业提供参考。

一、生物可降解吸管生产技术现状目前市面上常用的习惯分为纸吸管和改性降解塑料吸管两类。

纸吸管吸水性太好，但不能长时间在较热液体使用；改性降解塑料吸管可以长时间在较热液体中使用，但由于其价格高，使用过程中也会出现韧性不足、刚度不够等问题，急需要新的材料添加改良更优。

在常用的众多可降解材料中，由于PLA具有好的光泽度、好的生物相容性、阻隔性能强以及生物可降解性优良等特点，被用于可降解吸管领域；但PLA也有比较明显的缺陷，主要是耐热性差、缺乏柔性、弹性不足。

当热软化温度在70℃以下制成吸管后，其降解容易变脆，在较热液体中无法使用。

PBAT的分子链段具备长链脂肪烃的柔性和芳环的刚性，因此其具有较优的柔韧性，但是强度不不够；而PBS耐热性和柔韧性比较好，但是刚性不足；PHA共聚物则具有较好的柔韧性和热稳定性以及加工性能良好，但是成本太高［1］。

生物降解塑料的发展现状随着环保意识的不断提高，塑料污染问题成为了现代社会的一大难题。

传统的塑料制品通常采用石化原料，难以降解，对环境造成了严重的影响。

为此，科学家们一直在探索新型的生物降解塑料。

生物降解塑料，也称为可降解塑料，指的是在自然环境中能够被微生物完全分解的塑料。

与传统的塑料制品不同，生物降解塑料具有良好的环保性能，且不会对环境造成污染。

目前，生物降解塑料已经成为全球环保领域的一个研究热点。

一、生物降解塑料的分类生物降解塑料按照来源可以分为三大类：植物来源、动物来源、微生物合成。

1、植物来源植物来源的生物降解塑料主要从淀粉类和纤维类制品中提取原料制备而成。

淀粉类生物降解塑料是以玉米、木薯或其他淀粉质材料为原料生产的，具有优秀的生物降解性能，并且其可生产成本相比其他生物降解塑料较低。

纤维类生物降解塑料则采用棉、麻、草等植物纤维为原料制成，具有良好的生物降解性能，但是在工业化生产上还存在一定的技术难点。

2、动物来源与植物来源的原料不同，动物来源的生物降解塑料以动物骨骼、蹄、角等无害原料为材料，通过一系列生物发酵、浸出、精制等工艺制成。

这些生物降解塑料具有优秀的可降解性能和高强度，广泛应用于医疗、食品、包装等领域。

3、微生物合成微生物合成的生物降解塑料是使用微生物发酵法合成的，是目前生物降解塑料的新兴领域。

微生物合成的生物降解塑料因为采用微生物发酵法制成，相较于其他生物降解塑料，其制备工艺更为复杂，成本相对较高，但是其生物降解性能极佳，能够在自然环境中快速分解，不会造成环境污染。

二、生物降解塑料的应用前景生物降解塑料不仅可以代替传统的塑料制品，还可以在农业生产、医疗、包装等领域产生广泛应用。

在农业生产方面，生物降解塑料可以制作成农膜、果膜等农业材料，具有良好的降解性能，不会对土壤造成二次污染。

在医疗器械方面，生物降解塑料可以用来制作医用注射器、培养皿等，具有较高的生物安全性能，能够减少污染源。

生物材料的研究现状与发展一、简述生物材料作为当今科研领域中极具潜力的新型材料，已经成为解决人类健康、环境危机和资源短缺等重大问题的重要途径之一。

随着生物技术、纳米技术和新材料研究技术的迅速发展，生物材料的研究现状迎来了空前的繁荣。

在生物材料的种类方面，涵盖了天然高分子材料、合成高分子材料和生物降解材料等多种类型。

天然高分子材料因其良好的生物相容性和生物活性而受到广泛关注，例如透明质酸、胶原蛋白等。

天然高分子材料在力学性能、耐热性和加工性能等方面存在一定的局限性。

研究者们积极开发具有高性能和高稳定性特点的合成高分子材料。

这些材料不仅能够模拟天然聚合物的生物活性，同时还能提高材料的力学性能、耐磨性和耐化学性。

聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)和聚羟基丁酸(PHO)等合成高分子材料在生物医药领域得到了广泛应用。

传统的生物材料在发展和应用过程中仍然面临着众多挑战。

许多生物材料在人体内可能会产生不良反应，如免疫反应、过敏反应等，限制了其临床应用。

环境污染和可持续发展问题也日益凸显，亟需开发更加环保和可再生的生物材料。

针对不同疾病的治疗需求，科学家们还需要深入研究生物材料的表面改性、可控释放和作用机制等问题。

1. 生物材料的重要性与广泛应用生物材料作为人体器官移植的替代品，对于那些病患无法进行器官移植的患者来说具有巨大的实用价值。

生物材料可以作为心脏起搏器、人工关节等医疗器械的优良材料；还可以用于组织工程，如人工皮肤、骨骼、软骨及血管等。

在药物控制释放领域，生物材料也具有广泛的应用前景。

生物材料可以作为药物载体，实现缓释、靶向递送等功能，从而提高药物的疗效和降低副作用。

随着人们生活水平的提高及老龄化问题的加剧，对功能性生物材料的需求也日益增加。

市场上已有多种骨钉、牙科植入物及人工皮肤等产品，这些产品通过利用生物材料满足了患者的需求，并提高了生活质量。

生物材料的重要性和广泛应用体现在生命科学、医学以及人们日常生活等多个领域，为人类健康和生活质量的提升做出了巨大贡献。

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。

PVA可生物降解材料研究进展刘鹏;李东立;许文才;付亚波【摘要】聚乙烯醇是一种可生物降解、水溶性的聚合物，具有生物相容性能优良、易成膜、制备工艺相对简单等特点，在包装领域得到广泛应用。

简述了聚乙烯醇的性能特点、降解机理、影响降解机理的各种因素；综述了淀粉、改性淀粉、壳聚糖、聚乳酸改性聚乙烯醇( PVA)制备可生物降解材料的方法与研究成果，对聚乙烯醇的研究成果进行了分析，指出低成本、力学性能优良、降解完全的PVA可生物降解改性薄膜将是今后的研究重点；聚乙烯醇/纳米黏土改性高阻隔包装材料也是主要的研究方向。

%Polyvinyl alcohol ( PVA) is a biodegradable, water-soluble polymer which has excellent biocompatibility, easy film formation properties and relatively simple preparation and it has been widely used in packaging area. This paper describes the performance characteristics of polyvinyl alcohol, degradation mechanism, the various factors affecting the degradation mechanism of polyvinyl alcohol and summarizes the preparation method and research results of polyvinyl alcohol ( PVA) biode-gradable material which modified by starch, modified starch, chitosan, polylactic acid. In the end, it indicates that PVA bi-odegradable film of low cost, excellent mechanical properties and completely biodegradable film is the research priorities. Also, the PVA/nanoclay high barrier packaging materials is the main point for research.【期刊名称】《北京印刷学院学报》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P23-26)【关键词】聚乙烯醇;生物降解;改性;薄膜【作者】刘鹏;李东立;许文才;付亚波【作者单位】北京印刷学院印刷与包装材料重点实验室，北京102600;北京印刷学院印刷与包装材料重点实验室，北京102600;北京印刷学院印刷与包装材料重点实验室，北京102600; 天津科技大学包装与印刷工程学院，天津300222;北京印刷学院印刷与包装材料重点实验室，北京102600; 天津科技大学包装与印刷工程学院，天津300222【正文语种】中文【中图分类】TB484.3随着我国经济的迅速发展，国民生活水平的提高以及对产品质量、外观要求的不断提高，包装行业迅速崛起，在四大包装材料(纸、塑料、金属、玻璃)中，塑料包装凭借其色彩绚丽、功能丰富、形式多样的特点，用量也远超其他三大类包装材料［1-2］。

可降解材料研究报告
近年来，全球环保意识的不断提高，可降解材料作为一种环保材料受到了广泛关注。

可降解材料是指在一定条件下可以分解为小分子或微生物可利用的物质，不会对环境造成污染的材料。

目前，可降解材料主要分为生物可降解材料和化学可降解材料。

生物可降解材料主要由淀粉、聚乳酸等天然高分子材料制成，这些材料可以在自然环境下被微生物分解并转化为二氧化碳和水等无
害物质。

化学可降解材料则是利用化学反应、光解等方法，将高分子链断裂，达到降解的效果。

可降解材料的应用范围非常广泛，包括塑料袋、包装材料、医疗器械、农业膜等。

在这些领域中，可降解材料可以有效地减少塑料垃圾的产生，降低对环境的污染。

然而，目前可降解材料的研究和应用还存在一些问题。

首先，可降解材料的性能和稳定性还不够理想，需要进一步改进和完善。

其次，可降解材料的生产成本较高，目前还无法与传统材料竞争。

同时，可降解材料的回收和再利用也面临一定的挑战。

未来，可降解材料的研究和应用将是环保领域的重点之一。

科研人员需要不断探索新的材料和制备方法，提高可降解材料的性能，并降低生产成本。

政府和企业也应该积极支持可降解材料的研究和推广，促进可持续发展。

- 1 -。

可吸收止血材料现状及效果评价的研究进展可吸收止血材料的类型主要包括生物可降解聚合物、胶原纤维和海绵状材料等。

生物可降解聚合物是一类由可吸收聚合物制成的材料，如聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）和聚并乙二醇酸（PGA）等。

这些材料具有生物相容性好、生物降解速率可调控的优点。

胶原纤维是一种由胶原蛋白制成的材料，具有良好的生物降解性和生物相容性。

海绵状材料是一种由多孔结构构成的材料，可用于吸收大量的血液和其他体液，以快速止血。

可吸收止血材料的效果评价主要包括止血效果、生物相容性和生物降解性等方面。

止血效果是评价可吸收止血材料的重要指标之一、研究表明，生物可降解聚合物和胶原纤维材料都具有较好的止血效果，可以有效地控制出血情况。

另外，海绵状材料由于其多孔结构具有更好的吸血性能，能够更快速地吸收血液并止血。

生物相容性是评价可吸收止血材料的另一个重要指标。

可吸收止血材料应具有良好的生物相容性，以避免对人体组织产生不良的影响。

生物降解性是衡量可吸收止血材料的持续时间和安全性的指标。

研究表明，生物可降解聚合物和胶原纤维材料的降解速率可调控，并且在体内的降解产物对人体无害。

近年来，随着生物医学工程的发展，可吸收止血材料的研究领域取得了长足的进展。

研究人员通过改变材料的成分和结构，设计出一种种新型可吸收止血材料，提高了止血效果和生物降解性。

一些研究还注重了可吸收止血材料的表面改性，以提高其与受伤组织的黏附力和血液凝集力。

此外，生物可降解聚合物与其他生物材料的复合也成为可吸收止血材料研究的热点之一总的来说，可吸收止血材料是一种具有广泛应用前景的医疗材料。

通过不断改进材料的成分和结构，科研人员在提高止血效果和生物降解性方面取得了显著的进展。

然而，目前针对可吸收止血材料的研究还存在一些问题，如材料与人体组织的黏附力和血液凝集力的改善、材料的持续性和安全性等。

因此，未来的研究应该继续关注这些问题，并寻求更好的解决方法，以促进可吸收止血材料的发展和应用。

羟基磷灰石／聚合物可降解生物复合材料的研究进展羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展/罗平辉等?357?羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展罗平辉,赵玉涛,戴起勋,林东洋,施秋萍(江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013)摘要HA/聚合物生物降解复合材料在一定程度上模仿了天然骨,可降解聚合物成分逐渐被机体溶解吸收或新陈代谢排出,HA陶瓷成分在体液的作用下,会发生部分降解,游离出钙和磷,并被人体组织吸收,利用,生长出新的组织;同时可降解聚舍物成分对HA的过快降解具有控制作用,使得HA降解与新生骨组织生成速率匹配总结了羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的最新研究进展,并分析了目前该材料在研究和临床应用上存在的问题,讨论了其未来的发展方向.关键词羟基磷灰石/聚合物复合材料生物可降解研究进展TheResearchPlofBiodegradableHydroxyapatite/PolymerBio-compositeMaterials LUOPinghui,ZHAOYutao,DAIQixun,LINDongyang,SHIQiuping (SchoolofMaterialsScienceandEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013) AbstractBiodegradablehydroxyapatite/polymerbiomaterialsmimicthenaturalbonetOso meextent,andthe degradablepolymerisdissolvedandabsorbedormetabolizedbydegrees,thehydroxyapatite (HA)ceramicdegradespartlyandextricatesCaandP()i—whichareabsorbedandutilizedbyhumantissuestOgeneratefreshtissues.Fur thermore,degradablepolymercancontributetOtoofastdegradationofHAtOmatchtherateb etweendegradationofHAandformationoffreshbonetissues.Inthisarticle.thelatestadvancementinresearchofbio degradableHA/poly—merbiomaterialsaresummarized.Simultaneously,someproblemsofthebiomaterialsinrese archandclinicareanalyzed andsomepossiblefuturedevelopingtrendsarealsodiscussed. Keywordshydroxyapatite/polymercomposites,biodegradable,researchprogressO前言羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),其化学组成为ca10一(P4)s(0H)z,与天然磷灰石矿物相似,具有良好的生物相容性(biocompatibility)和生物活性(bioactivity),是脊椎动物骨和齿的主要无机成分[1].自2O世纪7O年代中期美国和日本的学者研制成功人造多晶羟基磷灰石以来,这种生物材料已广泛用于外科手术中,作为人工骨骨骼和人工牙齿骨的填充,置换与结合材料[2j.然而,单一HA在生理环境下的脆性及低疲劳强度限制了其在负荷下骨修复或骨替代的应用[3].因此,为了适应临床需要,基于HA的复合材料是近年来生物复合材料研究与开发的热点.当前,基于HA的复合材料可分为3类,即HA/金属复合材料,HA/陶瓷复合材料和HA/聚合物复合材料.其中,HA/金属复合材料是目前临床上研究较多的一种,但该复合材料仍存在金属腐蚀,在骨一移植体界面可能形成密集纤维组织问题_4]以及应力屏蔽问题_5].而HA/陶瓷复合材料也存在许多问题,如生物惰性Al.()3和Zb陶瓷的断裂特性比人体骨要差,陶瓷材料弹性模量较高且具有脆性,它们在力学上并不与骨相容等.因此,开发生物活性HA陶瓷与断裂韧性较好的有机聚合物进行复合是一条行之有效的途径,特别是HA/聚合物生物降解复合材料在一定程度上模仿了天然骨,可降解聚合物成分逐渐被机体溶解吸收或新陈代谢排出,HA陶瓷成分在体液的作用下,会发生部分降解,游离出钙和磷,并被人体组织吸收,利用,生长出新的组织;同时可降解聚合物成分对HA的过快降解具有控制作用,使得HA降解与新生骨组织生成速率匹配.生物可降解性植入材料具有以下优点而受到国内外研究者的重视:(1)无需二次手术取出;(2)机械强度逐渐衰减,不抑制骨骼生长,降低了金属装置由于应力屏蔽效应引发骨质疏松症的危险性;(3)无金属腐蚀引发的组织反应.HA/生物可降解复合材料除了具备上述性能外.HA本身的生物活性有可能得以提高.因此,HA/聚合物可降解复合材料的研究与开发对人工骨修复材料在基础理论和临床上应用均具有十分重要的意义.1国内外研究现状目前国内外研究主要在探索与HA复合较理想的聚合物材料以及复合材料的制备技术上.对于材料方面,研究较多的是胶原(collagen,Co1),聚乳酸(poly(1acticacid),PLA)及聚己内酯(polyeaprolactone,PCL)与HA的复合,如ShinHasegawa*江苏省自然科学基金项目资助(BK2OO3O51);江苏省铝基复合材料工程技术研究中心研发项目(BM2Oo3Ol4)罗平辉:男,1980年生,硕士研究生E-mail:******************赵玉涛:联系人,1964年生,博士,教授,博士生导师Tel:0511—8791919E-mail:**************.cn358材料导报2006年11月第2O卷专辑Ⅶ等[]植入HA/PLLA至兔股骨长期研究表明HA/PI.,LA复合材料表现出优异的生物降解性和骨传导性而且植入后长达7年没有明显的无菌反应.C.V.M.Rodrigues等l_7]制备的Col/HA复合材料用于组织工程中支架材料综合了骨胶原的诱导性和HA的生物活性及骨传导性但用于制备Col/HA复合材料的I型胶原由于其成本及商业来源有限,使得其工艺控制变得困难起来.用明胶(gelatin,GEL)~I驱体替代I型胶原也是目前研究的热点.Hae-W(onKin等_日制备的GEI/HA复合材料具有多孔结构,与传统复合材料相比,其表面附着有较高水平的成骨细胞,对于制备技术方面,原位技术主要是改善仿生工艺模拟天然骨矿化过程.非原位技术主要集中在对HA或聚合物材料进行改性.牛丽婷等_g]用聚乙烯醇改性HA,改性后的HA具有较高的纯度,提高了HA的粒度分布,且降低了HA的晶化温度.ZhongkuiHong等_】阳为了改善HA与PIJ.A间的结合强度以提高复合材料的机械性能,用PILA先对HA纳米颗粒表面进行接枝改性.根据复合材料的基体材料同,HA/生物可降解复合材料可大致分为两类:一类是以可降解材料为基体,HA为增强材料的复合材料;另一类是以多孔HA为基体,可降解材料作为增韧的复合材料.对于第一类复合材料,主要是将HA引入可降解材料中,利用HA的高弹性模量增加复合材料的刚性及赋予材料生物活性.对于第二类复合材料,主要是将可降解聚合物引入到多孔HA中,形成多孔HA为支架可降解材料增韧的仿骨结构.通过选择合适的复合组分或结构,改变组分之间的配比,得到的复合材料降解特性和力学性能均可调,并相互匹配以适应临床上实际应用.几类HA/生物可降解复合材料的性能见表1裹1nn/聚合物生物可降解复合材料的力学特性Table1Mechanicalpropertiesofbiodegradablehydroxyapatite/polymercomposites材料抗压强度,MPa弹性模量,GPaHA/C0l[]168.855.87HA/PLLA[12]14010HA/壳聚糖_13]120——目前实验及临床上HA与可降解材料进行复合主要有以下几类:(1)与生物可降解聚合物的复合,生物可降解材料(bio—degradablematerials)包括人工合成的生物可降解聚合物和天然材料提纯的可降解材料,如聚乳酸(poly(1acticacid),PLA),聚酰胺(polyami&,PA),聚乙烯醇(pd:~i.ylalcohol,PVA),聚己内酯(polycaprolactone,PCL),等,这些可降解材料具有良好的组织相容性,并且不需要二次手术取出内植物,已经成为骨科医生和生物材料研究人员关注的热点;(2)与天然生物材料的复合,天然生物材料主要指从动物结缔组织(如骨,肌腱)或皮肤中提取的,经过特殊化学处理的具有某些活性或特殊性能的物质. 如胶原(collagen,C01),明胶(gelatin,GEL)及骨形成蛋白(Bone morpho)geneticprotein.BMP)等;(3)与其它可降解材料的复合,如聚羟基丁酸酯(Poly-hyI|r0xybutyrate,PHB).近年来,以可降解聚合物为基体所形成的复合材料已成为人工骨材料研究和开发的主流.与不可降解体系相比,可降解聚合物在生物体内的降解使得本体骨组织逐渐长人复合材料, 有助于自体骨和移植骨之间形成紧密结合的界面,这无疑提高了HA的骨传导性.与纯HA粉末或粒子相比,以膏状或水泥状存在的HA/可降解聚合物在手术中易于处理,因而在应用中具有更大的优越性.固态的HA/可降解聚合物则可用作承力环境中的骨替代材料.与国外相比,我国的骨修复替代材料产业正处于起步阶段,应用市场主要在传统骨修复材料,综合性能良好的新型生物材料还不能大规模满足购买能力提高,保健意识增强的患者,只能临床使用,7O～8O医用材料要依靠进口.主要原因在于产品技术还处于初级阶段,且产品单一,总体上技术及资金力量不足,产业化方面研发总体投入较少,同类产品基本上属于仿制,自主知识产权较少.面对日益扩大的市场需求和竞争,我国在硬组织修复材料研发与产业化方面需要加大研发力量,加强学科交叉,发展具有自主知识产权的技术与产品;增加开放度,加强国内外合作;加强产一学一研结合.2制备技术进展在HA/生物可降解复合材料的制备过程中,HA的形成方式有两类:一类是制备复合材料前制备HA粉体,该方法中HA 的制备通常与单一HA粉体的制备方法大致相同;另一类是直接在形成HA过程中制备复合材料,即所谓原位技术,此类方法中复合材料的制备应考虑可降材料所能允许的条件,如温度等,整个工艺过程与前一类方法明显有所不同,其目的是从仿生的角度制备出类骨材料,因此,相对于前一类方法,该类方法制备的复合材料组分间结合强度较好,其综合性能也更接近天然骨.从目前研究来看,HA/生物可降解复合材料的主要制备工艺有:①混合法(混炼+模压),②沉淀法,③仿生法,④沥滤法,⑤热致相分离(TIPS)其中,混合法,沥滤法,热致相分离属前一类,仿生法属后一类.而沉淀法既有原位技术,也有非原位技术.在制备技术方面也有经改进后发展的新技术.在制备具体复合材料中依据所使用的可降解材料的不同特性而采用相应的方法.下面就这些方法进行简要介绍.2.1混合法混合法是制备HA/生物可降解复合材料最简单的工艺,在适当溶剂中混合HA与可降解材料,后洗涤并去除溶剂模压成HA/生物可降解复合材料,一般用于制备块材.李亚军等_l]将纳米HA粉末和聚丙交酯及造孔剂氯化钠混合后加入三氯甲烷和聚乙烯醇溶液,混炼后模压制得的多孔聚乳酸/羟基磷灰石复合材料能够提高高分子的力学性能及骨诱导特性,且对羟基磷灰石的过快降解具有控制作用,保证了骨组织恢复速度与材料降解速度一致.虽然HA/PLA复合材料具有良好的生物相容性和骨结合能力,但这类材料在生理环境下,未等材料完全降解而过早丧失其机械强度,因此有人_1研究HA/PLA复合材料失效的主要原因是HA/PLA界面缺乏有效结合所致.而S.M.Zhang等["]加HA至PLA液相中,挥发掉有机溶剂后热压成HA/P1.A复合材料,其研究表明:用硅烷衍生物对HA表面进行改性后,HA/PLA复合材料的界面强度,膨胀性能及最终的力学性能均有较大改善,最大弯曲强度提高27.8,扫描电镜(图1)实验表明HA颗粒在复合材料中均匀分布,大小在2～15m.且改性的HA/PLA复合材料属韧性断裂.羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展/罗平辉等?359? 围1复合材料的扫描电镜图片Fig.1SEMmicrographofthecomposites全大萍等口将HA与PDLLA混合塑炼后模压成型的HA/PDILA复合材料,其研究也表明HA经偶联剂处理后其表面能也能降低从而提高复合材料界面强度,BiqiongChen等L1.]以不同HA含量与PCI熔混后热压成型出HA/PCL复合材料,研究表明窄分子量范围的PCL及较小颗粒大小的HA复合而成的复合材料具有较好的加工性,力学性能及界面强度.2.2沉淀法沉淀法是目前制备粉体最广泛的方法之一.该方法设备简单,操作方便,还能尽可能不带人杂质离子.ZhongkuiHong等l_19_均匀加入三氯甲烷至纳米HA中,在电磁搅拌和超声处理下形成悬浮液,悬浮液中加入PLLA/三氯甲烷溶液,得到的混合物在过量乙醇中沉淀,干燥得到PLIA/HA复合材料(图2)试验表明:与P1LA材料相比,PLIA/HA纳米复合材料表现出较高的弯曲强度和冲击能,提高HA含量时,复合材料的模量显着提高.圈2PLLA/g-HAP纳米复合材料的制备方法Hg.2MethodforpreparingofthePIA/g-HAPnano-comp~itesWeiJie等口._通过共沉淀法制备的HA/PA66多孔支架材料相分布均匀,晶粒大小10~20nm,且具有很好的生物活性及强的界面反应,力学性能接近天然骨.王迎军等r21]采用沉淀法原位复合技术制备的PV A/HA复合材料HA陶瓷颗粒粒度细,分散性好,复合水凝胶的结晶度和拉伸强度均比PV A试样或物理共混复合水凝胶的有所提高.孙恩杰等[2幻按一定CatP 配制Ca(H2PO4)2?HzO溶液,将GEL溶于蒸馏水得到GEL溶液,一定温度下将Ca(0H)和ca(H2P04)2?H20逐滴滴入明胶溶液中并搅拌至溶胶稳定该均相沉淀法制备的HGEL复合材料呈自组装结构,HA—GEL间产生键连作用,且颗粒分布均匀.2.3仿生法由于天然骨是纳米级HA的晶体互相平行堆积,沉积于骨胶原中而形成的.胶原是多种组织的主要成分和细胞外基质, 约占动物总蛋白的i/3.胶原蛋白在体内以胶原纤维的形式存在,其基本组成单位是原胶原分子,原胶原分子经多级聚合形成胶原纤维,其纤维状结构利于组织培养中的细胞粘附生长繁殖. 故从仿生的角度出发,将纳米级HA与胶原复合制得的HA/胶原复合材料是当今的一个研究热点.N.Roveri等啼0]以Ca(OH)2及含有Col的H3P0{通过原位的方法制备出的纳米HA/Col复合材料中HA与Col界面有很强的化学反应,与天然骨组织非常相似.MasanoriKikuchi等[2]也用同样的原料以仿生工艺(图3)通过自组装机制制备的HA/Col复合材料的相容性较HA陶瓷好,复合材料的骨组织反应表明了破骨细胞再吸收后有新骨形成,与自体骨移植很相似.T田3HAp/Col复合材料合成装置示意圈脚3SchematicdrawingoftheapparatusfortheHAp/Col王振林等_2通过体外模拟天然骨生物矿化和材料自组装机制,制备出HA/col仿生复合材料,其中,纳米羟基磷灰石均匀分布在胶原基质上并择优取向排列,复合材料的成分,微观结构与天然骨类似.MyungChulChang等]通过仿生工艺制备出HA/GEL复合材料,实验表明纳米HA沿着明胶原纤维进行自组装,且HA与GEL间形成了化学键.由于仿生工艺是通过原位复合技术制备出复合材料,因此,HA/可降解复合材料中组分间具有较好的结合强度,与其他方法相比,制备出的复合材料的综合性能更接近天然骨.2.4沥滤法溶剂浇铸/粒子沥滤技术(solventcasting/particulateleac—hing)用于制备高孔隙率,高比表面积的组织工程多孔支架材料,该技术采用氯化钠等不溶于有机溶剂的颗粒作为致孔剂,可用于制备PLLA,PLGA等可溶于有机溶剂的高分子聚合物多孔支架材料.张利等[]通过粒子沥滤法制备的纳米HA/CS多孔材料,当复合材料/致孔剂质量比为1:1时,抗压强度可达17MPa,满足组织工程支架材料的要求,且复合材料呈高度多孔结构,孔壁上富含微孔,能够很好地吸附人体骨形成蛋白等骨生长因子, 使其具有良好的骨再生能力.J.AJansen等口]采用PEG/PBT为嵌段共聚物,制备出polyaetive/HA复合材料,实验表明该复合材料与周围组织有很好的生物相容性.且轻微细胞反应会伴一～一匿360材料导报2006年11月第2O卷专辑Ⅶ随着polyactive生物膜的降解,降解过程主要受PEG/PBT比的影响.2.5热致相分离组织工程材料的特点是具有三维立体结构,制备组织工程材料的关键是组织生长的模板或支架材料的获取.热致相分离(thermallyinducedphaseseparation,TIPS)是通过将高温的聚合物溶液冷冻,由温度改变来驱动以实现相分离的.其典型工艺过程如图4[.所示,它适用于制备热塑性,结晶性高聚物孔径可控多孔材料.….M咖c幽..硒甜图4热致相分离技术流程图Fig.4TheflowclIartofTIPSteelmology程俊秋等口.j通过热致相分离原理采用纳米羟基磷灰石同PLA复合制得多孔纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料,研究表明纳米HA有利于降低HA粒子的表面能从而提高HA_PLA 两相界面粘结强度,且无明显空隙存在.2.6其它方法随着复合材料制备技术的发展及对材料性能要求的提高,多种制备技术联合使用可弥补单一制备技术的不足.Qiaoling Hu等[3采用原位混杂技术(insituhybridization)制备的Cs/HA纳米复合材料具有层状结构,CS/HA(质量比1oo/5)时弯曲强度高达86MPa,比松质骨高3～4倍.相当于致密骨的1/2. Boix等r3幻研究了HA对BMP吸附的影响因素,外加钙离子提高吸附.而磷酸根却抑制其吸附,pH虽然也有影响,但相对钙离子,磷酸根显得不是很重要,该研究对制备出在移植处释放合适蛋白量的BMP-HA复合材料具有重要意义.然而,其它的影响因素也有待研究,如生理情况.江涛等【3.]采用混合及控制析出法制备了PHB/HA复合材料,其研究表明,用硅烷对HA 进行表面改性后.PHB/HA复合材料的力学性能明显提高.3存在问题及发展趋势HA植入人体后在短期内能与骨骼形成骨性结合并具有诱导成骨作用.它及其生物复合材料作为骨组织修复,替代等骨科临床治疗方面的应用已经取得了可喜的进步.尽管针对临床上实际出现的各种问题,对HA复合材料的研究与开发陆续开展起来.其中,HA/生物可降解复合材料的研究也从各个方面进行了探索,改进,如复合材料中HA采用纳米级以进一步仿生天然骨;HA或聚合物加以改性以提高复合材料的性能;采用仿生工艺制备HA复合材料以期望获得结构类似天然骨的复合材料;采用多元复合弥补二元复合材料的不足之处等等,所制备出复合材料有一定骨修复,替代功能,但其综合性能与天然骨还有一定的距离.究其原因,主要是在材料制备中对骨愈合的复杂过程还未重视起来,没有把骨生长,代谢的生物学机理完全应用到材料制备上.人体是一个最完美的功能自适应系统,从生命意义上讲,骨并不是简单的复合材料,它是一种高度复杂的系统,一种多功能的组织,具有大量的互相联系的生物物理,生物化学的生命过程.Knese(1958)详细地画出了骨的各级结构,将其分为5个层次:纤维与相邻的无机材料,骨板,骨板系统,骨板系统的组合, 最后是密质骨与松质骨的分布[3.而骨组织(包括其它组织)缺陷的修复过程也是非常复杂的,本质上是细胞的生物学过程和应力作用下的生长过程.从骨的细胞学水平看,骨从产生乃至在整个生命期中总是在应力/应变场中建造(modeling)和重建(remodeling)E35_.在骨重建过程中,由破骨细胞引起的"骨吸收"和成骨细胞引起的"骨形成"偶联成不断更新的动态过程,从而完成骨的生长代谢.因此,破骨与成骨过程的平衡是维持正常骨量的关键,而成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成,分泌和矿化.虽然人工骨科材料在仿生学方面取得了一定的进展,但对细胞在骨重建过程中的作用还未用到仿生制备中,使得目前仿生制备的骨科材料的性能受到限制,而HA/可降解复合材料的组分与天然骨类似(无机/有机),在发展人工骨科材料方面具有一定的优势,骨组织修复,替换的研究有从宏观向细胞和分子水平发展的趋势.同时骨生长,代谢还受生物力学因素的影响和制约,其重建过程中应力场与微观结构之间存在依赖关系,可以预想.在人工骨科材料制备方面,借助应力场(特别是变应力场),模拟骨重建过程中的复杂环境可能是制备更理想的骨修复,替代材料的途径之一.参考文献1俞耀庭,张兴栋.生物医用材料I-M3.天津:天津大学出版社,2000.132李世普.生物医用材料导论EM3.武汉:武汉工业大学出版社,2000.843ToshiakiKitsugi,TakaoY amamuro,TakashiNakamura,eta1.Fourcalciumphosphateceramicsasbonesubstitutesfornon-weight-bearing[J].Biomaterials,1993,14:2164DucheyneP,QiuQBioactiveceramics:theeffectofsurface reactivityonboneformationandbonecellfunctionEJ3.Bio—materials,1999,20:22875MakarandGJoshi,SureshGAdvani,FreemanMiller,eta1.Analysisofafemoralhipprosthesisdesignedtoreduce stressshielding[刀.JBiomechanics,2000.33:16556ShinHasegawa.ShinsukeIshii,JiroTamura,eta1.A5-7 yearinvivostudyofhigh-strengthhydroxyapatite/poly(L- lactide)compositerodsfortheinternalfixationofbonefrac—tures[J].Biomaterials,(accepted1September2005)7RodriguesCVM.SerricellaP,LinharesABR,eta1. Characterizationofabovinecollagen-hydroxyapatitecorn-,positescaffoldforbonetissueengineering口].Biomaterials, 2003,24:49878Hae-WanKin,Hyoun-EeKim,V ehidSalih.Stimulationof osteoblastresponsestObiomimeticnanocompositesofgelati—n-hydroxyapatitefortissueengineeringscaffolds[刀.Bio—materials,2005,26:52219牛丽婷,刘敬肖,周靖,等.聚乙烯醇该性羟基磷灰石超细粉的制备及表征口].大连轻工业学院,2004,23(4){23910HongZhongkui,ZhangPeibiao,HeChaoliang,eta1.Nano-compositeofpoly(L-lactide)andsurfacegrafted hydroxyapatite:Mechanicalpropertiesandbiocompatibility[J].Biomaterials,2005,26:6296羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展/3平辉等?361? 11林晓艳,温贤涛,李虎,等.共滴定法制备纳米羟基磷灰石/胶原复合材料及其性能EJJ.四川大学,2004,36(4):6712NenadIgnjatovic,DraganUskokovic.Synthesisandappli—cationofhydroxyapatite/polylactidecompositebiomaterialEJ].ApplSurfSci,2004,238:31413张利,李玉宝,魏杰,等.纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨修复材料的共沉淀法制备及其性能表征[J].功能材料,2005,36(3):44114李亚军,阮建明.聚乳酸/羟基磷灰石复合型多孔状可降解生物材料[J].中南工业大学,2002,33(3);26115V erheyenCCPMRestorablematerialswithbonebondingability,evaluationofhydroxyapatite/poly(L-lactide)com—posites[D].Leiden;UniversityofLeiden,199316ZhangSM,LiuJ,ZhouW,eta1.Interfacialfabrication andpropertyofhydroxyapatite/polylactideresorbablebone fixationcompositesEJ].CurrentApplPhys,2005,5:51617全大萍,李世普,袁润章,等.聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA)复合材料——Ⅱ:硅烷偶联剂处理羟基磷灰石表面的作用研究[J].复合材料,2000,17(4):11418ChenBiqiong,SunKang.Poly(~一caprolactone)/Hydmxy—apatitecomposites:effectsofparticlesize,molecularweight distributionandirradiationoninterfacialinteractionand properties[J].PolymerTesting,2005,24:6419HongZhongkui,ZhangPeibiao,HeChaoliang.eta1.Nano-compositeofpoly(L-laetide)andsurfacegrafted hydroxyapatite:Mechanicalpropertiesandbiocompatibility EJ].Biomaterials,2005,26:62962OWeiJie,IiYubao.Tissueengineeringscaffoldmaterialofnano-apatitecrystalsandpolyamidecomposite[刀.Eur PolymJ,2004,40:50921王迎军,刘青,郑裕东,等.沉淀法原位复合聚乙烯醇(PV A)/羟基磷灰石(HA)水凝胶的结构与性能研究[J].中国生物医学工程,2005,24(2):15022孙恩杰,杨冬,颜文龙.羟基磷灰石一明胶复合物的制备及表征[J].化学与生物工程,2005,6:4923RoveriN.FaliniG,SidotiMC,eta1.Biologicallyinspired growthofhydroxyapatitenanocrystalsinsideself-assembled ,),(上接第356页)23EddaoudiM.eta1.Systematicdesignofporesizeandfunc—tionalityinisoreticularMOFsandtheirapplicationinmeth—anestorage.JScience.2002.295(5554):46924ChenZhenfeng,ZhangJing.XiongRengen,eta1.Anoveltwo-dimensionalchiralcoordinationpolymer:bis((一)一lac—tate)zinc(1I).JInorganicChemCommu,2000,3:49325JiangChao,WangZY_Synthesis.structureandintercon—versionoftwoCo(II)coordinationpolymersshowingtopoi—ogicalisomerismfrom1Dchainto3Dchiralnetwork.JPol—yhedron,2003,22:295326EzuharaT,EndoK,AoyamaY_Synthesis,spectroscopy, andstructureofafamilyofiridabenzenesgeneratedbythe reactionofvaska-typecomplexeswithanucleophilic3-vinyl- collagenfibers[J].MaterSciEng,2003,23:44124MasanoriKikuchi,ToshiyukiIkoma,SoichiroItoh,eta1. 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PBS及其共聚酯生物降解性能的研究进展可生物降解的高聚物是近年来引起人们极大兴趣的高分子材料之一。

目前，脂肪族聚酯是生物降解材料中最有发展前景的一类高分子材料，包括聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚乳酸，以及由二元酸、二元醇制成的聚酯等。

其中，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种具有良好的热性能、机械性能和加工性能的生物降解脂肪族聚酯。

现阶段对PBS及其共聚酯的研究最为广泛，PBS及其共聚酯的化学结构、分子构成、分子量、结晶度及聚酯的形态等均对其生物降解性能有较大的影响。

文章综述了PBS及其共聚酯的结构、分子量、聚酯形态、熔点、结晶度等和生物降解性能之间的关系。

1 PBS的结构及其降解机理1.1 PBS的结构PBS为白色结晶型聚合物，其密度为1.27 g/cm3，熔点为115℃，结晶化度为30%-60%，结晶化温度为75℃。

其化学结构如图1(略)所示。

1.2 PBS的生物降解机理降解是与形成相反的一个过程，是指大分子化合物经化学反应回归到小分子化合物的过程。

PBS降解的本质是聚合物中化学键的断裂，其中既包括主链中化学键的断裂，又包括支链中化学键的断裂，主链结构中化学键的断裂对聚合物的降解起着决定性的作用。

在PBS分子链中引入较弱的化学键或较易发生化学反应的化学键，则该键较易断裂，聚合物就较易于降解。

反之，则难以降解。

PBS在微生物的作用下可发生降解。

微生物首先侵蚀聚酯的表面，然后由微生物分泌的酶对聚酯中的酯键发生作用使其水解。

酶催化水解聚酯的过程分为以下两步。

第一步，酶起一个醇的作用，可以把该反应看做是PBS聚酯的醇解，产物为酰基酶和聚酯链的一部分；第二步，酰基酶榱水解，产物为聚酯的其余部分和再生的酶。

该酶可被循环利用，如图2所示。

2 PBS的降解研究暨南大学理工学院材料科学与工程系赵剑豪等研究发现：数均分子量为4.8万的PBS，在杂色曲菌酶作用下降解30d，降解率为21%。

Mal-NamKimt采用污泥降解法研究发现：数均分子量约为7万的PBS，降解30 d，降解率约为3%。

生物材料发展现状及未来趋势分析随着科技和医学的进步，生物材料作为一种新型材料，已经在很多领域中扮演着重要的角色。

生物材料具有生物相容性好、可降解性强、生物活性高等优点，因此在医学、生物工程、食品科学和环境保护等领域得到了广泛的应用。

本文将对生物材料的发展现状以及未来的趋势进行分析。

生物材料的发展现状：1.医学领域：生物材料在医学领域的应用非常广泛，例如可用于人工关节、骨修复、心血管支架等。

目前，金属、聚合物和陶瓷是最常用的生物材料。

金属材料例如钛合金在人工关节和牙科修复领域有着广泛的应用，聚合物材料例如聚乳酸和聚卡波内酯可用于可降解的封闭线和缝合线，陶瓷材料例如羟基磷灰石可用于骨修复。

2.生物工程领域：生物材料在生物工程领域中起着关键作用。

生物工程主要利用可降解的聚合物材料制造出支架或载体，用于组织工程和再生医学应用。

例如，可通过三维打印技术制造出支架，并通过种植干细胞或其他细胞类型来实现组织再生。

3.食品科学领域：生物材料在食品科学领域中的应用也越来越受到关注。

生物材料可以用于包装、保鲜和改善食品质量。

例如，天然的生物材料如淀粉和纤维素可以用作食品包装材料，可降解聚合物可以用于食品保鲜膜的制造。

4.环境保护领域：生物材料还可以用于环境保护领域。

例如，利用生物材料制造的吸附剂可以去除废水中的有毒物质，生物降解材料可以降解有机污染物。

生物材料未来的趋势：1.多功能性：未来生物材料的发展趋势将更加注重其多功能性。

研究人员将努力开发具有多种功能的生物材料，例如既能促进组织再生又能释放药物的材料。

2.仿生材料：仿生材料是模仿生物体组织结构和功能的材料。

未来生物材料的发展趋势有望向仿生材料发展，以使材料更好地与人体组织相容。

3.纳米技术：纳米技术在生物材料领域具有巨大的潜力。

纳米技术可以提高生物材料的性能，例如增加生物活性和可控释放性，同时还可以加强材料与细胞之间的相互作用。

4.可降解性：生物材料的可降解性在未来也将是一个重要的趋势。

生物可降解金属材料的研究与开发近年来，生物可降解金属材料备受关注。

随着环境污染问题的日益严重以及可持续发展的要求，寻找一种替代传统金属材料的新型材料成为了科研领域的热点之一。

而生物可降解金属材料的研究与开发，正是一个有着巨大潜力的领域。

首先，什么是生物可降解金属材料？它是一种通过生物降解机制将金属材料分解为非有害物质，最终被环境吸收的材料。

与传统金属材料相比，生物可降解金属材料具有诸多优势。

首先，它们能够在特定条件下被微生物降解，从而减少环境污染。

其次，生物可降解金属材料可以在特定时间内逐渐分解，避免了传统金属材料长期积存、难以处理的问题。

此外，生物可降解金属材料还有良好的生物相容性，可应用于医学器械、植入物等领域。

目前，生物可降解金属材料的研究与开发主要集中在两个方面：一是材料本身的开发，二是研究其在不同领域的应用。

在材料本身的开发方面，科研人员积极探索新的金属合金，以提高生物可降解性能。

例如，镁合金是一种备受关注的材料，因其良好的生物相容性和生物降解性，被视作理想的生物可降解金属材料。

研究人员通过调控镁合金中的成分和微观结构，进一步提高其降解速率和力学性能。

此外，钛合金、铁合金等也是研究的热点材料。

另一方面，生物可降解金属材料在医学和环境领域的应用也备受关注。

在医学领域，生物可降解金属材料可以作为植入物，替代传统的金属材料。

它们能够为组织提供暂时性支持，并逐渐被生物组织替代，减少了二次手术的风险。

同时，生物可降解金属材料还可用于药物控释系统，实现药物的缓慢释放。

在环境领域，生物可降解金属材料可用于水处理、土壤修复等方面，有效减少了环境污染的影响。

生物可降解金属材料的研究与开发仍面临一些挑战。

首先，目前研究集中在材料的降解性能和力学性能之间的平衡上。

在提高降解速率的同时，如何保持材料的力学强度成为了一个难题。

其次，生物可降解金属材料的长期影响和生物安全性尚待进一步研究。

在应用中，我们需要充分了解材料降解的过程，以及降解产物对生物体的影响。