Biodegradovatelné polymery nebo biodegradovatelné polymery; Biologicky odbouratelné polymery jsou polymerní materiály, které se spontánně rozkládají v důsledku přirozených mikrobiologických a chemických procesů .
Využití syntetických biodegradabilních polymerů je nejrelevantnější pro dvě oblasti lidské činnosti – medicínu a ochranu životního prostředí.
Většina polymerů používaných k výrobě polymerních obalů je bioinertních ( polyethylen , polypropylen , polyethylentereftalát , polystyren atd.) a v přírodních podmínkách se dlouhodobě nerozkládají. To vyžaduje určitá opatření k zajištění jejich likvidace nebo, je-li to možné, recyklace . Oba procesy jsou poměrně energeticky a pracovně náročné a nevylučují znečištění životního prostředí .
V posledních letech se intenzivně pracuje na studiu a tvorbě biodegradabilních polymerů (podléhajících rychlé degradaci pod vlivem faktorů prostředí, včetně těch, které jsou zničeny vlivem mikroorganismů ), blížících se z hlediska výkonnostních charakteristik tradičním polymerním materiálům. pro balení. V řadě zahraničních zemí (Japonsko, USA, některé země EU atd.) je již značná část obalových materiálů vyrobena z biologicky rozložitelných materiálů. Z nich je třeba poznamenat: biodegradabilní materiály na bázi kopolymerů polyhydroxybutyrátu a polyhydroxyvalerátu - materiál Biopol (ICI, UK); na bázi hydroxykarboxylové kyseliny a jejího laktidu — Novon (Wamer-Lampert & Co, USA); na bázi acetátu celulózy s různými přísadami a změkčovadly - Biocell (Francie); na bázi polyamidu -6 (6,6) s přísadami přírodního původu a syntetickými biodegradabilními oligomery - Mater-Bi (Novomot, Itálie). V USA jsou široce dostupné venkovní biologicky odbouratelné obaly TONE na bázi kaprolaktamu .
Jedním ze slibných směrů v této oblasti je použití nanokompozitů na bázi biodegradabilních polymerů a organomodifikovaných vrstevnatých silikátů (speciálně upravených přírodních jílů), které mají zlepšené mechanické a tepelné vlastnosti a mohou se také rychleji rozkládat v důsledku poklesu stupeň krystalinity polymeru a zavedení interkalace.do mezivrstevného prostoru jílových iniciátorů degradace polymeru.
V procesu biodegradace se makromolekuly nejprve rozkládají na fragmenty s nižší molekulovou hmotností - oligomery , které jsou následně zpracovávány bakteriemi. Nakonec jsou produkty rozkladu oxid uhličitý a voda.
Biologicky odbouratelné polymery používané v medicíně se po kontaktu s biologickými médii živého organismu mohou v těchto médiích rozpouštět beze změny jejich molekulové hmotnosti nebo podléhat biodegradaci prostřednictvím následujících hlavních mechanismů: hydrolýza za vzniku oligomerních a monomerních produktů, enzymatická hydrolýza a fagocytární destrukce (ochranná buněčná reakce těla) . V reálných podmínkách je rychlost biodegradace dána celkovým účinkem těchto faktorů. Biologicky odbouratelný polymer široce používaný v lékařství je například chirurgický šicí materiál na bázi polymerů rozpustných ve vodě. Perspektivní je využití biodegradabilních polymerů jako implantátů , které lze v těle postupně nahradit kostí, chrupavkou nebo jinou živou tkání. Biodegradabilní syntetické biomateriály na bázi polymerů organických kyselin , jako je mléčná (PLA, polylaktát ) a glykolová (PGA, polyglykolid ), byly mezi prvními, které byly použity v tkáňovém inženýrství. Matrice na bázi organických kyselin tvořily základ pro tvorbu takových orgánů a tkání, jako jsou kůže, kosti, chrupavky, šlachy, svaly (příčně pruhované, hladké a srdeční), tenké střevo atd. Zvláštní místo mezi materiály pro nosiče biomatrice zaujímá kolagenem , chitosanem a alginátem . _ Kolagen (proteinová frakce živočišných tkání) nemá prakticky žádné antigenní vlastnosti. Alginát je polysacharid z mořských řas . Chitosan je polysacharid obsahující dusík, který se získává z chitinózních schránek korýšů a měkkýšů . Kombinovaný přípravek, komplex kolagen-chitosan, je schválen Ministerstvem zdravotnictví Ruské federace jako obvazový prostředek pro hojení ran a je již používán v klinické praxi v chirurgii a stomatologii . Biologicky odbouratelné polymery mohou být použity jako nosiče léčiv v systémech s řízeným uvolňováním.