Il acido polilattico, il cui nome corretto è poli- (acido lattico), è un materiale formato dalla polimerizzazione dell'acido lattico. È anche noto come polilattide, in quanto può essere ottenuto dalla scomposizione e polimerizzazione del lattide, che è un dimero dell'acido lattico..
Il poli (acido lattico) o PLA non è un acido, è un poliestere, che può essere osservato nel monomero che lo compone. È un polimero facilmente biodegradabile ed è biocompatibile. Entrambe le proprietà sono dovute al fatto che può essere facilmente idrolizzato sia nell'ambiente che nel corpo umano o animale. Inoltre, la sua degradazione non genera composti tossici.
Il coinvolgimento del PLA nella sutura dei filamenti durante gli interventi chirurgici è noto da anni. Viene anche utilizzato nell'industria farmaceutica in farmaci a lento rilascio.
Viene utilizzato negli impianti per il corpo umano e sono numerosi gli studi per il suo utilizzo nei tessuti biologici, oltre che per la stampa tridimensionale (3D) per le più svariate applicazioni.
Essendo uno dei polimeri più biodegradabili e non tossici, i suoi produttori hanno proposto la sostituzione di tutte le plastiche derivate dal petrolio che sono attualmente utilizzate in migliaia di applicazioni con questo materiale..
Inoltre, secondo i suoi produttori, poiché proviene da fonti rinnovabili, la produzione e l'uso di PLA è un modo per ridurre la quantità di CO.Due che viene generato durante la produzione di materie plastiche dall'industria petrolchimica.
Indice articolo
Il poli- (acido lattico) è un poliestere, cioè ha unità estere ripetute - (C = O) -O-R, qualcosa che può essere visto nella figura seguente:
- Acido polilattico)
- Polilattide
- PLA
- Poli- (acido L-lattico) o PLLA
- Poly- (D, L-lattico) o PDLLA
- Acido polilattico
- Poli (acido D, L-lattico): solido amorfo.
- Poli (acido L-lattico): solido semicristallino trasparente fragile o fragile.
Dipende dal grado di polimerizzazione del materiale.
È la temperatura al di sotto della quale il polimero è rigido, fragile e fragile e al di sopra della quale il polimero diventa elastico e malleabile.
- Poli (acido L-lattico): 63 ºC.
- Poli (acido D, L-lattico): 55 ºC.
- Poli (acido L-lattico): 170-180 ºC.
- Poly (D, L-lattico): non ha punto di fusione perché è amorfo.
227-255 ºC.
- Amorfo: 1.248 g / cm3
- Cristallino: 1.290 g / cm3
Il poli- (acido L-lattico) ha una resistenza meccanica superiore rispetto al poli- (acido D, L-lattico).
Il PLA è facile da lavorare termoplasticamente, quindi è possibile ottenere filamenti molto fini da questo polimero..
Il suo prodotto di degradazione, l'acido lattico, è atossico e totalmente biocompatibile, perché prodotto da esseri viventi. Nel caso degli esseri umani, è prodotto nei muscoli e nei globuli rossi..
Può essere frazionato termicamente per idrolisi nel corpo umano, animali o microrganismi, che si chiama degradazione idrolitica.
Le loro proprietà fisiche, chimiche e biologiche possono essere adattate tramite modifiche, copolimerizzazioni e innesti appropriati.
Fu ottenuto per la prima volta nel 1932 riscaldando l'acido lattico sotto vuoto. L'acido lattico HO-CH3-CH-COOH è una molecola con un centro chirale (cioè un atomo di carbonio attaccato a quattro diversi gruppi).
Per questo motivo ha due enantiomeri o isomeri speculari (sono due molecole identiche ma con diverso orientamento spaziale dei loro atomi).
Gli enantiomeri sono l'acido L-lattico e l'acido D-lattico, che si distinguono per il modo in cui deviano la luce polarizzata. Sono immagini speculari.
L'acido L-lattico è ottenuto dalla fermentazione da parte di microrganismi di zuccheri naturali come melassa, fecola di patate o destrosio di mais. Questo è il modo attualmente preferito per ottenerlo.
Quando prepari il poli (acido lattico) dall'acido L-lattico, ottieni il poli (acido L-lattico) o PLLA.
D'altra parte, quando il polimero viene preparato da una miscela di acido L-lattico e acido D-lattico, si ottiene il poli- (D, acido L-lattico) o PDLLA.
In questo caso la miscela acida è una combinazione in parti uguali degli enantiomeri D e L, ottenuta per sintesi dall'etilene del petrolio. Questa forma di ottenimento è usata raramente oggi.
PLLA e PDLLA hanno proprietà leggermente diverse. La polimerizzazione può essere eseguita in due modi:
- Formazione di un intermedio: il dimero ciclico chiamato lattide, la cui polimerizzazione può essere controllata e si può ottenere un prodotto con il peso molecolare desiderato.
I suoi prodotti di degradazione sono atossici, il che ne favorisce l'applicazione in questo campo..
Il requisito fondamentale per i filamenti di sutura è che mantengano i tessuti in posizione fino a quando la guarigione naturale non fornisce tessuto forte nel sito di giunzione..
Dal 1972 è stato prodotto un materiale di sutura chiamato Vicryl, un filamento o filo bioriassorbibile molto forte. Questo filo è costituito da un copolimero di acido glicolico e acido lattico (90:10), che nel sito di sutura viene rapidamente idrolizzato, quindi viene facilmente assorbito dal corpo.
Si stima che nel corpo umano il PLA degrada il 63% in circa 168 giorni e il 100% in 1,5 anni.
La biodegradabilità del PLA lo rende utile per il rilascio controllato di medicinali.
Nella maggior parte dei casi il farmaco viene rilasciato gradualmente a causa della degradazione idrolitica e dei cambiamenti morfologici del serbatoio (realizzato con il polimero) che contiene il medicinale..
In altri casi, il farmaco viene rilasciato lentamente attraverso la membrana polimerica..
Il PLA si è dimostrato efficace negli impianti e nei supporti per il corpo umano. Buoni risultati sono stati ottenuti nella fissazione di fratture e osteotomie o interventi chirurgici alle ossa.
Attualmente sono in corso molti studi per l'applicazione del PLA nella ricostruzione di tessuti e organi..
I filamenti PLA sono stati sviluppati per la rigenerazione dei nervi in pazienti paralizzati.
La fibra PLA viene preventivamente trattata dal plasma per renderla ricettiva alla crescita cellulare. Le estremità del nervo da riparare sono unite mediante un segmento artificiale di PLA trattato con plasma.
Su questo segmento vengono seminate cellule speciali che cresceranno e riempiranno il vuoto tra le due estremità del nervo, unendole. Nel tempo, il supporto PLA svanisce lasciando un canale continuo di cellule nervose.
È stato anche utilizzato nella ricostruzione delle vesciche, fungendo da impalcatura o piattaforma su cui vengono seminate le cellule uroteliali (cellule che rivestono la vescica e gli organi del sistema urinario) e le cellule muscolari lisce..
La chimica del PLA consente il controllo di alcune proprietà della fibra che la rendono adatta a un'ampia varietà di applicazioni tessili, abbigliamento e mobili..
Ad esempio, la sua capacità di assorbire l'umidità, e allo stesso tempo la bassa ritenzione di umidità e odori, lo rende utile per realizzare capi di abbigliamento per atleti ad alte prestazioni. È ipoallergenico, non irrita la pelle.
Funziona anche per i vestiti degli animali domestici e non necessita di stiratura. Ha una bassa densità, quindi è più leggero di altre fibre.
Proviene da una fonte rinnovabile e la sua produzione è economica.
Il PLA è adatto per realizzare flaconi per vari usi (shampoo, succhi e acqua). Queste bottiglie hanno lucentezza, trasparenza e chiarezza. Inoltre, il PLA è una barriera eccezionale per odori e sapori..
Tuttavia, questo uso è per temperature inferiori a 50-60 ºC, poiché tende a deformarsi quando si raggiungono quelle temperature.
Viene utilizzato nella produzione di piatti, tazze e utensili per alimenti usa e getta, nonché contenitori per alimenti, come yogurt, frutta, pasta, formaggio, ecc. O vassoi in schiuma PLA per il confezionamento di alimenti freschi. Non assorbe grasso, olio, umidità e ha flessibilità. Il compost può essere prodotto da PLA di scarto.
Viene anche utilizzato per realizzare fogli sottili per confezionare alimenti come patatine o altri alimenti.
Può essere utilizzato per creare carte di transazione elettroniche e chiavi magnetiche per camere d'albergo. Le carte PLA possono soddisfare le caratteristiche di sicurezza e consentire l'applicazione di nastri magnetici.
Trova largo impiego nella realizzazione di scatole o cover di prodotti molto delicati, come dispositivi elettronici e cosmetici. Vengono utilizzati gradi appositamente preparati per questo uso, accoppiati con altre fibre.
La schiuma espansa può essere realizzata in PLA da utilizzare come materiale ammortizzante per la spedizione di oggetti o strumenti delicati.
Utilizzato per realizzare giocattoli per bambini.
Il PLA viene utilizzato per realizzare scarichi nei cantieri, materiali da costruzione per pavimenti come tappeti, pavimenti in laminato e carta da parati per pareti, per tappeti e tessuti per cuscini di automobili..
Il suo utilizzo è in fase di sviluppo nell'industria elettrica, come rivestimento per fili conduttivi..
Tra le sue applicazioni c'è quella dell'agricoltura, con i film protettivi del suolo in PLA, che consentono il controllo delle infestanti e favoriscono la ritenzione del fertilizzante. I film PLA sono biodegradabili, possono essere incorporati nel terreno alla fine del raccolto e quindi fornire nutrienti.
L'aggiunta di nanocompositi al PLA è allo studio per migliorarne alcune proprietà, come resistenza termica, velocità di cristallizzazione, ritardo di fiamma, caratteristiche antistatiche ed elettriche conduttive, proprietà anti-UV e antibatteriche..
Alcuni ricercatori sono riusciti ad aumentare la resistenza meccanica e la conduttività elettrica del PLA aggiungendo nanoparticelle di grafene. Ciò aumenta notevolmente le applicazioni che il PLA può avere in relazione alla stampa 3D..
Altri scienziati sono riusciti a sviluppare un cerotto vascolare (per riparare le arterie nel corpo umano) innestando un organofosfato-fosforilcolina su un'impalcatura o una piattaforma PLA.
Il cerotto vascolare ha dimostrato proprietà così favorevoli da essere considerato promettente per l'ingegneria dei tessuti vascolari.
Le sue proprietà includono il fatto che non produce emolisi (disintegrazione dei globuli rossi), non è tossico per le cellule, resiste all'adesione delle piastrine e ha una buona affinità verso le cellule che rivestono i vasi sanguigni..
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