Что относятся к биополимерам

Биополимеры

Полезное

Смотреть что такое «Биополимеры» в других словарях:

БИОПОЛИМЕРЫ — высокомолекулярные (молекулярная масса 103 109) природные соединения белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные. Являются структурной основой живых организмов и играют определяющую роль в процессах жизнедеятельности … Большой Энциклопедический словарь

БИОПОЛИМЕРЫ — высокомолекулярные (мол. м. 10л 109) природные соединения белки, нуклеиновые к ты, полисахариды, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся групп атомов или звеньев одинакового или различного химич. строения. Составляют структурную… … Биологический энциклопедический словарь

биополимеры — природные высокомолекулярные соединения (мол. масса 1°3 1°9 Да), являющиеся структурной основой всех живых клеток и играющие определяющую роль в процессах жизнедеятельности. К Б. относят белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды, а также… … Словарь микробиологии

Биополимеры — класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящих в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Источник: ВП П8 2322. Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до… … Официальная терминология

Биополимеры — БИОПОЛИМЕРЫ, высокомолекулярные (молекулярная масса 103 109) природные соединения белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные. Образуют структурную основу клеток, тканей, органов всех живых организмов и играют определяющую… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

биополимеры — Термин биополимеры Термин на английском biopolymers Синонимы Аббревиатуры Связанные термины активный центр катализатора, антитело, белки, биоинженерия, биологическая мембрана, биосенсор, доставка лекарственных средств Определение… … Энциклопедический словарь нанотехнологий

Биополимеры — Биополимеры класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. Биополимеры состоят из одинаковых (или схожих) звеньев мономеров. Мономеры … Википедия

биополимеры — ов; мн. (ед. биополимер, а; м.). Высокомолекулярные природные соединения (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые углеводы), определяющие важнейшие процессы жизнедеятельности организма. ◁ Биополимерный, ая, ое. * * * биополимеры высокомолекулярные… … Энциклопедический словарь

биополимеры — (см. био. + полимеры) природные высокомолекулярные соединения, являющиеся структурной основой всех живых организмов и играющие определяющую роль в процессах жизнедеятельности; к биополимерам относятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и… … Словарь иностранных слов русского языка

биополимеры — biopolimerai statusas T sritis chemija apibrėžtis Biologiškai svarbūs gamtiniai stambiamolekuliai junginiai (baltymai, polisacharidai, nukleorūgštys). atitikmenys: angl. biopolymers rus. биополимеры … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

биополимеры — (био + полимеры) высокомолекулярные соединения биологического происхождения, молекулы которых представляют собой цепочки, образованные из большого числа повторяющихся групп атомов; к Б. относят белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды … Большой медицинский словарь

Источник

Биополимеры

Биополиме́ры — класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. Биополимеры состоят из одинаковых (или схожих) звеньев — мономеров. Мономеры белков — аминокислоты, нуклеиновых кислот — нуклеотиды, в полисахаридах — моносахариды.

Выделяют два типа биополимеров — регулярные (некоторые полисахариды) и нерегулярные (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые полисахариды).

Содержание

Белки

Белки имеют несколько уровней организации — первичная, вторичная, третичная, и иногда четвертичная. Первичная структура определяется последовательностью мономеров, вторичная задаётся внутри- и межмолекулярными взаимодействиями между мономерами, обычно при помощи водородных связей. Третичная структура зависит от взаимодействия вторичных структур, четвертичная, как правило, образуется при объединении нескольких молекул с третичной структурой.

Вторичная структура белков образуется при взаимодействии аминокислот с помощью водородных связей и гидрофобных взаимодействий. Основными типами вторичной структуры являются

Для предсказания вторичной структуры используются компьютерные программы.

Третичная структура или «фолд» образуется при взаимодействии вторичных структур и стабилируется нековалентными, ионными, водородными связями и гидрофобными взаимодействиями. Белки, выполняющие сходные функции обычно имеют сходную третичную структуру. Примером фолда является β-баррел (бочка), когда β-листы располагаются по окружности. Третичная структура белков определяется с помощью рентгеноструктурного анализа.

Важный класс полимерных белков составляют Фибриллярные белки, самый известный из которых коллаген.

В животном мире в качестве опорного, структурообразующего полимера обычно выступают белки. Эти полимеры построены из 20 α-аминокислот. Остатки аминокислот связаны в макромолекулы белка пептидными связями, возникающими в результате реакции карбоксильных и аминогрупп.

Значение белков в живой природе трудно переоценить. Это строительный материал живых организмов, биокатализаторы — ферменты, обеспечивающие протекание реакций в клетках, и энзимы, стимулирующие определённые биохимические реакции, то есть обеспечивающие избирательность биокатализа. Наши мышцы, волосы, кожа состоят из волокнистых белков. Белок крови, входящий в состав гемоглобина, способствует усвоению кислорода воздуха, другой белок — инсулин — ответственен за расщепление сахара в организме и, следовательно, за его обеспечение энергией. Молекулярная масса белков колеблется в широких пределах. Так, инсулин — первый из белков, строение которого удалось установить Ф. Сэнгеру в 1953 г., содержит около 60 аминокислотных звеньев, а его молекулярная масса составляет лишь 12 000. К настоящему времени идентифицировано несколько тысяч молекул белков, молекулярная масса некоторых из них достигает 10 6 и более.

Нуклеиновые кислоты

В соответствии с природой углевода, входящего в их состав, нуклеиновые кислоты называются рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислотами. Общеупотребительными сокращениями являются РНК и ДНК. Нуклеиновые кислоты играют наиболее ответственную роль в процессах жизнедеятельности. С их помощью решаются две важнейшие задачи: хранения и передачи наследственной информации и матричный синтез макромолекул ДНК, РНК и белка.

Полисахариды

Полисахариды, синтезируемые живыми организмами, состоят из большого количества моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Зачастую полисахариды нерастворимы в воде. Обычно это очень большие, разветвлённые молекулы. Примерами полисахаридов, которые синтезируют живые организмы, являются запасные вещества крахмал и гликоген, а также структурные полисахариды — целлюлоза и хитин. Так как биологические полисахариды состоят из молекул разной длины, понятия вторичной и третичной структуры к полисахаридам не применяются.

Полисахариды образуются из низкомолекулярных соединений, называемых сахарами или углеводами. Циклические молекулы моносахаридов могут связываться между собой с образованием так называемых гликозидных связей путём конденсации гидроксильных групп.

Наиболее распространены полисахариды, повторяющиеся звенья которых являются остатками α-D-глюкопиранозы или её производных. Наиболее известна и широко применяема целлюлоза. В этом полисахариде кислородный мостик связывает 1-й и 4-й атомы углерода в соседних звеньях, такая связь называется α-1,4-гликозидной.

Химический состав, аналогичный целлюлозе, имеют крахмал, состоящий из амилозы и амилопектина, гликоген и декстран. Отличие первых от целлюлозы состоит в разветвлённости макромолекул, причём амилопектин и гликоген могут быть отнесены к сверхразветвлённым природным полимерам, то есть дендримерам нерегулярного строения. Точкой ветвления обычно является шестой атом углерода α-D-глюкопиранозного кольца, который связан гликозидной связью с боковой цепью. Отличие декстрана от целлюлозы состоит в природе гликозидных связей — наряду с α-1,4-, декстран содержит также α-1,3- и α-1,6-гликозидные связи, причем последние являются доминирующими.

Целлюлоза содержится в коре и древесине деревьев, стеблях растений: хлопок содержит более 90 % целлюлозы, деревья хвойных пород — свыше 60 %, лиственных — около 40 %. Прочность волокон целлюлозы обусловлена тем, что они образованы монокристаллами, в которых макромолекулы упакованы параллельно одна другой. Целлюлоза составляет структурную основу представителей не только растительного мира, но и некоторых бактерий.

В животном мире в качестве опорных, структурообразующих полимеров полисахариды «используются» лишь насекомыми и членистоногими. Наиболее часто для этих целей применяется хитин, который служит для построения так называемого внешнего скелета у крабов, раков, креветок. Из хитина деацетилированием получается хитозан, который, в отличие от нерастворимого хитина, растворим в водных растворах муравьиной, уксусной и соляной кислот. В связи с этим, а также благодаря комплексу ценных свойств, сочетающихся с биосовместимостью, хитозан имеет большие перспективы широкого практического применения в ближайшем будущем.

Крахмал относится к числу полисахаридов, выполняющих роль резервного пищевого вещества в растениях. Клубни, плоды, семена содержат до 70 % крахмала. Запасаемым полисахаридом животных является гликоген, который содержится преимущественно в печени и мышцах.

Из пентоз значение имеют полимеры арабинозы и ксилозы, которые образуют полисахариды, называемые арабинами и ксиланами. Они, наряду с целлюлозой, определяют типичные свойства древесины.

Источник

Биополимер

Биополиме́ры — класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Биополимеры состоят из одинаковых (или разных) звеньев — мономеров. Мономеры белков — аминокислоты, нуклеиновых кислот — нуклеотиды, в полисахаридах — моносахариды.

Выделяют два типа биополимеров — регулярные (некоторые полисахариды) и нерегулярные (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые полисахариды).

Белки имеют несколько уровней организации — первичная, вторичная, третичная, и иногда четвертичная. Первичная структура определяется последовательностью мономеров, вторичная задаётся внутри- и межмолекулярными взаимодействиями между мономерами, обычно при помощи водородных связей. Третичная структура зависит от взаимодействия вторичных структур, четвертичная, как правило, образуется при обьединении нескольких молекул с третичной структурой.

Белки

Вторичная структура белков образуется при взаимодействии аминокислот с помощью водородных связей и гидрофобных взаимодействий. Основными типами вторичной структуры являются

Для предсказания вторичной структуры используются компьютерные программы.

Третичная структура или «фолд» образуется при взаимодействии вторичных структур и стабилируется нековалентными, ионными, водородными связями и гидрофобными взаимодействиями. Белки, выполняющие сходные функции обычно имеют сходную третичную структуру. Примером фолда является β-баррел (бочка), когда β-листы располагаются по окружности. Третичная структура белков определяется с помощью рентгеноструктурного анализа.

Важный класс полимерных белков составляют Фибриллярные белки, самый известный из которых коллаген

В животном мире в качестве опорного, структурообразующего полимера обычно выступают белки. Эти полимеры построены из 20 α-аминокислот. Остатки аминокислот связаны в макромолекулы белка пептидными связями, возникающими в результате реакции карбоксильных и аминогрупп.

Значение белков в живой природе трудно переоценить. Это строительный материал живых организмов, биокатализаторы – ферменты, обеспечивающие протекание реакций в клетках, и энзимы, стимулирующие определенные биохимические реакции, т.е. обеспечивающие избирательность биокатализа. Наши мышцы, волосы, кожа состоят из волокнистых белков. Белок крови, входящий в состав гемоглобина, способствует усвоению кислорода воздуха, другой белок – инсулин – ответственен за расщепление сахара в организме и, следовательно, за его обеспечение энергией. Молекулярная масса белков колеблется в широких пределах. Так, инсулин – первый из белков, строение которого удалось установить Ф. Сэнгеру в 1953 г., содержит около 60 аминокислотных звеньев, а его молекулярная масса составляет лишь 12 000. К настоящему времени идентифицировано несколько тысяч молекул белков, молекулярная масса некоторых из них достигает 10 6 и более.

Нуклеиновые кислоты

В соответствии с природой углевода, входящего в их состав, нуклеиновые кислоты называются рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислотами. Общеупотребительными сокращениями являются РНК и ДНК. Нуклеиновые кислоты играют наиболее ответственную роль в процессах жизнедеятельности. С их помощью решаются две важнейшие задачи: хранения и передачи наследственной информации и матричный синтез макромолекул ДНК, РНК и белка.

Полисахариды

Полисахариды, синтезируемые живыми организмами, состоят из большого количества моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Зачастую полисахариды нерастворимы в воде. Обычно это очень большие, разветвлённые молекулы. Примерами полисахаридов, которые синтезируют живые организмы, являются запасные вещества крахмал и гликоген, а также структурные полисахариды — целлюлоза и хитин. Так как биологические полисахариды состоят из молекул разной длины, понятия вторичной и третичной структуры к полисахаридам не применяются.

Полисахариды образуются из низкомолекулярных соединений, называемых сахарами или углеводами. Циклические молекулы моносахаридов могут связываться между собой с образованием так называемых гликозидных связей путем конденсации гидроксильных групп.

Наиболее распространены полисахариды, повторяющиеся звенья которых являются остатками α-D-глюкопиранозы или ее производных. Наиболее известна и широко применяема целлюлоза. В этом полисахариде кислородный мостик связывает 1-й и 4-й атомы углерода в соседних звеньях, такая связь называется α-1,4-гликозидной.

Химический состав, аналогичный целлюлозе, имеют крахмал, состоящий из амилозы и амилопектина, гликоген и декстран. Отличие первых от целлюлозы состоит в разветвленности макромолекул, причем амилопектин и гликоген могут быть отнесены к сверхразветвленным природным полимерам, т.е. дендримерам нерегулярного строения. Точкой ветвления обычно является шестой атом углерода α-D-глюкопиранозного кольца, который связан гликозидной связью с боковой цепью. Отличие декстрана от целлюлозы состоит в природе гликозидных связей – наряду с α-1,4-, декстран содержит также α-1,3- и α-1,6-гликозидные связи, причем последние являются доминирующими.

Химический состав, отличный от целлюлозы, имеют хитин и хитозан, но они близки к ней по структуре. Отличие заключается в том, что при втором атоме углерода α-D-глюкопиранозных звеньев, связанных α-1,4-гликозидными связями, OH-группа заменена группами –NHCH₃COO в хитине и группой –NH₂ в хитозане.

Целлюлоза содержится в коре и древесине деревьев, стеблях растений: хлопок содержит более 90% целлюлозы, деревья хвойных пород – свыше 60%, лиственных – около 40%. Прочность волокон целлюлозы обусловлена тем, что они образованы монокристаллами, в которых макромолекулы упакованы параллельно одна другой. Целлюлоза составляет структурную основу представителей не только растительного мира, но и некоторых бактерий.

В животном мире в качестве опорных, структурообразующих полимеров полисахариды «используются» лишь насекомыми и членистоногими. Наиболее часто для этих целей применяется хитин, который служит для построения так называемого внешнего скелета у крабов, раков, креветок. Из хитина деацетилированием получается хитозан, который, в отличие от нерастворимого хитина, растворим в водных растворах муравьиной, уксусной и соляной кислот. В связи с этим, а также благодаря комплексу ценных свойств, сочетающихся с биосовместимостью, хитозан имеет большие перспективы широкого практического применения в ближайшем будущем.

Крахмал относится к числу полисахаридов, выполняющих роль резервного пищевого вещества в растениях. Клубни, плоды, семена содержат до 70% крахмала. Запасаемым полисахаридом животных является гликоген, который содержится преимущественно в печени и мышцах.

Прочность стволов и стеблей растений, помимо скелета из целлюлозных волокон, определяется соединительной растительной тканью. Значительную ее часть в деревьях составляет лигнин – до 30%. Его строение точно не установлено. Известно, что это относительно низкомолекулярный (M ≈ 104) сверхразветвленный полимер, образованный в основном из остатков фенолов, замещенных в орто-положении группами –OCH₃, в пара-положении группами –CH=CH–CH₂OH. В настоящее время накоплено громадное количество лигнинов как отходов целлюлозно-гидролизной промышленности, но проблема их утилизации не решена. К опорным элементам растительной ткани относятся пектиновые вещества и, в частности пектин, находящийся в основном в стенках клеток. Его содержание в кожуре яблок и белой части кожуры цитрусовых доходит до 30%. Пектин относится к гетерополисахаридам, т.е. сополимерам. Его макромолекулы в основном построены из остатков D-галактуроновой кислоты и ее метилового эфира, связанных α-1,4-гликозидными связями.

Из пентоз значение имеют полимеры арабинозы и ксилозы, которые образуют полисахариды, называемые арабинами и ксиланами. Они, наряду с целлюлозой, определяют типичные свойства древесины.

Источник

Биополимеры естественны полимеры производятся клетками живые организмы. Биополимеры состоят из мономерный единицы, которые ковалентно связаны с образованием более крупных молекул. Существует три основных класса биополимеров, классифицируемых в зависимости от используемых мономеров и структуры образующегося биополимера: полинуклеотиды, полипептиды, и полисахариды. Полинуклеотиды, Такие как РНК и ДНК, представляют собой длинные полимеры, состоящие из 13 или более нуклеотид мономеры. Полипептиды и белки, представляют собой полимеры аминокислоты и некоторые основные примеры включают коллаген, актин, и фибрин. Полисахариды линейные или разветвленные полимерные углеводы и примеры включают крахмал, целлюлозу и альгинат. Другие примеры биополимеров включают: натуральные каучуки (полимеры изопрен), Суберин и лигнин (сложный полифенольный полимеры), Cutin и Cutan (сложные полимеры длинноцепочечных жирные кислоты) и меланин.

Биополимеры находят различное применение, например, в пищевой промышленности, производстве, упаковке и биомедицинской инженерии.

Содержание

Биополимеры против синтетических полимеров

Основное определяющее различие между биополимеры и синтетический полимеры можно найти в их структурах. Все полимеры состоят из повторяющихся единиц, называемых мономеры. Биополимеры часто имеют четко определенную структуру, хотя это не является определяющей характеристикой (пример: лигноцеллюлоза): Точный химический состав и последовательность, в которой эти единицы расположены, называется первичная структура, в случае белков. Многие биополимеры спонтанно складываются в характерные компактные формы (см. Также «сворачивание белка» а также вторичная структура и третичная структура), которые определяют их биологические функции и сложным образом зависят от их первичной структуры. Структурная биология это исследование структурных свойств биополимеров. синтетические полимеры ‘ имеют гораздо более простые и более случайные (или стохастические) структуры. Этот факт приводит к молекулярно-массовому распределению, отсутствующему в биополимерах, поскольку в большинстве случаев их синтез контролируется процессом, управляемым матрицей. in vivo В системах все биополимеры одного типа (скажем, один конкретный белок) одинаковы: все они содержат одинаковые последовательности и количество мономеров и, следовательно, все имеют одинаковую массу. Это явление называется монодисперсность в отличие от полидисперсность встречается в синтетических полимерах. В результате биополимеры имеют индекс полидисперсности из 1. [1]

Условные обозначения и номенклатура

Полипептиды

Конвенция о полипептид состоит в том, чтобы перечислить составляющие его аминокислотные остатки по мере их расположения от аминоконца до конца карбоновой кислоты. Аминокислотные остатки всегда соединены пептидные связи. Протеин, хотя и используется в разговорной речи для обозначения любого полипептида, относится к более крупным или полностью функциональным формам и может состоять из нескольких полипептидных цепей, а также отдельных цепей. Белки также могут быть модифицированы для включения непептидных компонентов, таких как сахарид цепи и липиды.

Нуклеиновые кислоты

Конвенция о нуклеиновая кислота последовательность состоит в том, чтобы перечислить нуклеотиды по мере их появления от конца 5 ‘до конца 3’ полимерная цепь, где 5 ‘и 3’ относятся к нумерации атомов углерода вокруг рибозного кольца, которые участвуют в образовании фосфатных диэфирных связей цепи. Такая последовательность называется первичной структурой биополимера.

Сахар

Полимеры сахара могут быть линейными или разветвленными и обычно соединяются с гликозидные связи. Точное размещение связи может варьироваться, и ориентация связывающих функциональных групп также важна, что приводит к α- и β-гликозидным связям с нумерацией, определяющей расположение связывающих атомов углерода в кольце. Кроме того, многие сахаридные звенья могут подвергаться различным химическим модификациям, таким как аминирование, и может даже образовывать части других молекул, таких как гликопротеины.

Структурная характеристика

Есть ряд биофизический методы определения информации о последовательности. Белковая последовательность может быть определено Эдман деградация, в котором N-концевые остатки гидролизуются из цепи по одному, дериватизируются, а затем идентифицируются. Масса спектрометр методы также могут быть использованы. Последовательность нуклеиновой кислоты можно определить с помощью геля. электрофорез и капиллярный электрофорез. Наконец, механические свойства этих биополимеров часто можно измерить с помощью оптический пинцет или же атомно-силовая микроскопия. Двухполяризационная интерферометрия могут быть использованы для измерения конформационных изменений или самосборки этих материалов при стимуляции pH, температурой, ионной силой или другими партнерами связывания.

Общие биополимеры

Коллаген: [2] Коллаген является первичной структурой позвоночных и наиболее распространенным белком у млекопитающих. Из-за этого коллаген является одним из наиболее легко доступных биополимеров и используется во многих исследовательских целях. Благодаря своей механической структуре коллаген обладает высокой прочностью на разрыв и является нетоксичным, легко абсорбируемым, биоразлагаемым и биосовместимым материалом. Поэтому он использовался во многих медицинских целях, таких как лечение инфекций тканей, системы доставки лекарств и генная терапия.

Целлюлоза: Целлюлоза очень структурирована с уложенными друг на друга цепями, что обеспечивает стабильность и прочность. Прочность и стабильность обусловлены более прямой формой целлюлозы, обусловленной содержанием глюкозы. мономеры соединены гликогеновыми связями. Прямая форма позволяет молекулам плотно упаковываться. Целлюлоза широко применяется из-за ее большого количества, биосовместимости и безвредности для окружающей среды. Целлюлоза широко используется в форме нано-фибрилл, называемых наноцеллюлозой. Наноцеллюлоза, представленная в низких концентрациях, дает прозрачный гелевый материал. Этот материал можно использовать для биоразлагаемых, однородный, плотные пленки, которые очень полезны в биомедицинской сфере.

Альгинат: Альгинат это самый богатый морской природный полимер, полученный из бурых морских водорослей. Области применения биополимеров альгината варьируются от упаковочной, текстильной и пищевой промышленности до биомедицинской и химической инженерии. Впервые альгинат применялся в виде перевязочного материала для ран, где были обнаружены его гелеобразные и абсорбирующие свойства. При нанесении на раны альгинат образует защитный слой геля, который оптимален для заживления и регенерации тканей и поддерживает стабильную температурную среду. Кроме того, были разработаны разработки с использованием альгината в качестве среды для доставки лекарственного средства, так как скоростью высвобождения лекарственного средства можно легко управлять из-за различных плотностей альгината и волокнистого состава.

Применение биополимеров

Биомедицинские

Поскольку одной из основных целей биомедицинской инженерии является имитация частей тела для поддержания нормальных функций организма, из-за их биосовместимых свойств биополимеры широко используются для тканевая инженерия, медицинские приборы и фармацевтическая промышленность. [2] Многие биополимеры можно использовать для регенеративная медицина, тканевая инженерия, доставка лекарств и общие медицинские применения благодаря их механическим свойствам. Они обладают такими характеристиками, как заживление ран, катализ биоактивности и нетоксичность. [5] По сравнению с синтетическими полимерами, которые могут иметь различные недостатки, такие как иммуногенное отторжение и токсичность после разложения, многие биополимеры обычно лучше интегрируются в организм, поскольку они также обладают более сложными структурами, подобными человеческому телу.

В частности, полипептиды, такие как коллаген и шелк, являются биосовместимыми материалами, которые используются в новаторских исследованиях, поскольку это недорогие и легко доступные материалы. Полимер желатина часто используется для перевязки ран, где он действует как клей. Каркасы и пленки с желатином позволяют каркасам удерживать лекарства и другие питательные вещества, которые можно использовать для доставки в рану для заживления.

Поскольку коллаген является одним из наиболее популярных биополимеров, используемых в биомедицине, вот несколько примеров его использования:

Системы доставки лекарств на основе коллагена: коллагеновые пленки действуют как барьерная мембрана и используются для лечения инфекций тканей, таких как инфицированная ткань роговицы или рак печени. [6] Коллагеновые пленки все используются в качестве носителей для доставки генов, которые могут способствовать формированию костей.

Коллагеновые губки: Коллагеновые губки используются в качестве повязки для лечения ожогов и других серьезных ран. Имплантаты на основе коллагена используются для выращивания клеток кожи или носителей лекарств, которые используются для ожоговых ран и замены кожи. [6]

Коллаген как гемостат: Когда коллаген взаимодействует с тромбоциты вызывает быстрое свертывание крови. Эта быстрая коагуляция создает временный каркас, поэтому фиброзная строма может регенерироваться клетками-хозяевами. Гемостат на основе коллагена снижает кровопотерю в тканях и помогает контролировать кровотечение в клеточных органах, таких как печень и селезенка.

Хитозан как средство доставки лекарств: Хитозан используется в основном для нацеливания на лекарства, потому что он может улучшить абсорбцию и стабильность лекарства. кроме того, хитозан, конъюгированный с противоопухолевыми агентами, также может оказывать лучшее противоопухолевое действие, вызывая постепенное высвобождение свободного лекарства в раковые ткани.

Хитозановый композит для тканевой инженерии: Смешанные свойства хитозана и альгината используются вместе для формирования функциональных повязок на раны. Эти повязки создают влажную среду, которая способствует процессу заживления. Эта повязка на рану также очень биосовместима, биоразлагаема и имеет пористую структуру, которая позволяет клеткам прорастать в повязку. [2]

Промышленное

Еда: Биополимеры используются в пищевой промышленности для таких вещей, как упаковка, съедобные инкапсуляция пленки и покрытия для пищевых продуктов. Полимолочная кислота (PLA) очень распространена в пищевой промышленности из-за ее прозрачного цвета и водостойкости. Однако большинство полимеров имеют гидрофильный природы и начинают портиться под воздействием влаги. Биополимеры также используются в качестве съедобных пленок, инкапсулирующих пищевые продукты. Эти фильмы могут нести такие вещи, как антиоксиданты, ферменты, пробиотики, минералы и витамины. Потребляемая пища, инкапсулированная в биополимерную пленку, может поставлять эти вещества в организм.

Как материалы

Некоторые биополимеры, такие как PLA, встречающиеся в природе зеин, и поли-3-гидроксибутират может использоваться в качестве пластика, заменяя необходимость полистирол или же полиэтилен пластмассы на основе.

Некоторые пластмассы в настоящее время называют «разлагаемыми», «разлагаемыми кислородом» или «разлагаемыми под действием УФ-излучения». Это означает, что они разрушаются при воздействии света или воздуха, но эти пластмассы по-прежнему в основном (до 98%) маслона основе и в настоящее время не сертифицированы как «биоразлагаемые» Директива Европейского Союза по упаковке и отходам упаковки (94/62 / EC). Биополимеры разрушаются, а некоторые подходят для домашнего использования. компостирование. [8]

Биополимеры (также называемые возобновляемыми полимерами) производятся из биомасса для использования в упаковочной промышленности. Биомасса поступает из таких сельскохозяйственных культур, как сахарная свекла, картофель или пшеница: при использовании для производства биополимеров они классифицируются как непродовольственные культуры. Их можно преобразовать следующими способами:

Сахарная свекла > Гликоновая кислота> Полигликоновая кислота

Из биополимеров могут быть изготовлены многие виды упаковки: лотки для пищевых продуктов, гранулы из крахмала, полученные методом экструзии с раздувом, для перевозки хрупких товаров, тонкие пленки для упаковки.

Воздействие на окружающую среду

Биополимеры могут быть экологичными, углеродно-нейтральными и всегда возобновляемый, потому что они сделаны из растительного сырья, которое можно выращивать бесконечно. Эти растительные материалы поступают из сельскохозяйственных непродовольственные культуры. Следовательно, использование биополимеров создаст стабильный промышленность. Напротив, сырье для полимеров, полученных из нефтехимии, со временем истощится. Кроме того, биополимеры могут сокращать выбросы углерода и снизить CO₂ количества в атмосфере: это потому, что CO₂ высвобождаемые при разложении могут быть повторно поглощены культурами, выращенными для их замены: это делает их близкими к углеродно-нейтральный.

Биополимеры поддаются биологическому разложению, а некоторые также можно компостировать. Некоторые биополимеры биоразлагаемый: они разбиты на CO₂ и вода микроорганизмы. Некоторые из этих биоразлагаемых биополимеров являются компостируемый: они могут быть подвергнуты промышленному компостированию и разлагаются на 90% в течение шести месяцев. Биополимеры, которые делают это, могут быть помечены символом «компостируемые» в соответствии с европейским стандартом EN 13432 (2000). Упаковку, отмеченную этим символом, можно использовать в промышленных процессах компостирования, и она выйдет из строя в течение шести месяцев или меньше. Примером компостируемого полимера является пленка PLA толщиной менее 20 мкм: более толстые пленки не считаются компостируемыми, даже если они «биоразлагаемые». [9] В Европе существует стандарт домашнего компостирования и соответствующий логотип, который позволяет потребителям идентифицировать и утилизировать упаковку в своей компостной куче. [8]

Источник