バイオポリマー
バイオポリマーの用途は大きく2つの分野に分類され、生物医学的用途と工業的用途による違いがあります。
BiomedicalEdit
生体医工学の主な目的の1つは、正常な身体機能を維持するために身体の一部を模倣することなので、その生体適合性の特性により、生体高分子は組織工学、医療機器、製薬産業に膨大に使用されています。 多くのバイオポリマーは、その機械的特性から、再生医療、組織工学、薬物送達、および医療用途全般に使用することができます。 また、創傷治癒、生物活性の触媒、無毒性などの特性も備えています。 合成ポリマーは、免疫拒絶反応や分解後の毒性などさまざまな欠点がありますが、多くの生体ポリマーは、人体に似たより複雑な構造を持っているため、通常、身体への統合性が優れています。 ゼラチンポリマーは接着剤として傷口のドレッシングによく使われる。
コラーゲンは生物医学で使用されるより一般的な生体高分子の 1 つであるため、その使用例をいくつか紹介します。
Collagen based drug delivery systems: コラーゲン膜はバリア膜のように働き、感染した角膜組織や肝臓癌などの組織感染の治療に使用されています。
コラーゲンマトリクスまたはスポンジは、組織の再生と補強のために傷の治療に使用することができます。 コラーゲンスポンジは、火傷患者や他の深刻な傷を治療するためのドレッシングとして使用されます。 コラーゲンベースのインプラントは、培養皮膚細胞や薬物キャリアに使用され、火傷の傷や皮膚の交換に使用されています。 コラーゲンが血小板と相互作用すると、血液の急速な凝固を引き起こす。 この急速な凝固により、一時的な骨格が形成され、線維性間質が宿主細胞により再生される。 3035>
キトサンもまた、生物医学の研究において人気のあるバイオポリマーです。 キトサンは、甲殻類や昆虫の外骨格の主成分で、世界で2番目に豊富な生体高分子であるキチンから派生したものです。 キトサンは、生物医学にとって多くの優れた特性を持っています。 キトサンは生体適合性があり、生体活性が高く、体内の有益な反応を刺激し、生分解性があるためインプラントの応用において再手術が不要で、ゲルやフィルムを形成でき、選択的透過性がある。 これらの特性により、キトサンのさまざまな生物医学的応用が可能になります。 また、抗がん剤と結合したキトサンは、がん組織に遊離した薬剤を徐々に放出させることで、より優れた抗がん作用をもたらすことができます。 キトサンは、微生物の増殖を止めるために使用されます。 藻類、真菌、細菌、異なる酵母種のグラム陽性菌などの微生物で抗菌機能を発揮します。
組織工学用キトサンコンポジット：キトサンは、組織工学用コンポジットです。 アルギン酸とキトサンの混合物は、機能的な創傷被覆材を形成するために一緒に使用されています。 キトサンはアルギン酸とともに機能的な創傷被覆材を形成し、湿潤環境を作り出し、治癒過程を助けます。
IndustrialEdit
食品: バイオポリマーは食品産業において、包装、食用カプセル化フィルム、食品コーティングなどに使用されています。 ポリ乳酸 (PLA) は、その透明な色と耐水性により、食品産業で非常によく使われています。 しかし、ほとんどのポリマーは親水性があり、湿気にさらされると劣化してしまいます。 バイオポリマーは、食品を包む可食フィルムとしても利用されている。 このフィルムには、抗酸化物質、酵素、プロバイオティクス、ミネラル、ビタミンなどが含まれる。 バイオポリマーフィルムでカプセル化された食品を摂取することで、これらのものを体内に供給することができます。 包装に使われる最も一般的なバイオポリマーは、ポリヒドロキシアルカノエート（PHA）、ポリ乳酸（PLA）、およびデンプンである。 でんぷんとPLAは市販の生分解性で、包装のための一般的な選択肢となっている。 しかし、バリア性や熱特性は理想的とは言えません。 親水性ポリマーは耐水性がなく、パッケージの中に水が入り込み、パッケージの中身に影響を与える可能性があります。 ポリグリコール酸 (PGA) は優れたバリア特性を持つバイオポリマーで、PLA やスターチからのバリア障害を修正するために現在使用されています。
水の浄化。 キトサンという新しいバイオポリマーが水質浄化に使われている。 キトサンは、環境への分解に何年もかかるのではなく、数週間から数ヶ月しかかからない凝集剤として使用されています。 キトサンは、水中の金属を除去するキレート作用によって水を浄化します。 キレートとは、ポリマー鎖の結合部位が水中の金属と結合し、開裂物を形成することである。 キトサンは、汚染された雨水や廃水を浄化するために多くの場面で使用されています。