天然生物高分子材料聚乳酸
聚乳酸(PLA)生物可降解材料全
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6 聚乳酸材料的发展前景
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简而言之：发展前景广阔
国内 追求 国外
环保 绿色 可再生 低能耗 可持续
PLA
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LOGO
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开环聚合法
首先由乳酸脱水缩合成环状丙交酯，再在引发剂存在下丙 交酯开环聚合成聚乳酸，如下：
开环聚合法是制备高分子量PLA的一个重要途径，可以制 备分子量高达70到100万的PLA。
缺点：工艺路线长且复杂、价格昂贵。
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3 聚乳酸材料的合成
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直接缩聚法
在高温条件下乳酸分子中的羟基和羧基发生酯化反应，逐 步缩合聚合成聚乳酸。其反应过程可简单表示如下：
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PLA改性方法
分为化学改性和物理改性。 化学改性包括共聚、交联、表面修饰等，主要是通过改 变聚合物大分子或表面结构改善其脆性、疏水性及降解速率 等; 物理改性主要是通过共混、增塑及纤维复合等方法实现 对聚乳酸的改性。
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6 聚乳酸材料的发展前景
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随着生物医学和材料学的进一步结合，聚乳酸及其共聚物在生 物医学领域的研究和应用将会越来越广泛深入。
要想获得高分子量的聚乳酸，水分的脱出及抑制聚合物的 降解是关键。
聚乳酸直接缩聚合成方法主要分为溶液聚合和熔融聚合。
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4 聚乳酸材料的应用
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4 聚乳酸材料的应用
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聚乳酸人造皮肤 聚乳酸导管支架
聚乳酸包装袋
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5 聚乳酸材料的不足及改性
聚乳酸材料的不足
a) PLA脆性大、抗冲击力差、缺乏柔性和弹性； b) 结晶度不高、降解速度不易控制； c) 含有很多酯基，亲水性差。
聚乳酸材料制备及性能研究
聚乳酸材料制备及性能研究在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年来最受研究者们关注的一种。
它是一种生物可降解的热塑性脂肪族聚酯，是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性、强度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。
合成聚乳酸的原料可以通过发酵玉米等粮食作物获得，因此它的合成是一个低能耗的过程。
废弃的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解产物经光合作用后可再形成淀粉等物质，可以再次成为合成聚乳酸的原料，从而实现碳循环[3]。
因此，聚乳酸是一种完全具备可持续发展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。
迄今为止，学者们对聚乳酸的合成、性质、改性等方面进行了深入的研究。
2.1聚乳酸的合成聚乳酸以微生物发酵产物-乳酸为单体进行化学合成的，由于乳酸是手性分子，所以有两种立体结构。
聚乳酸的合成方法有两种；一种是通过乳酸直接缩合；另一种是先将乳酸单体脱水环化合成丙交酯，然后丙交酯开环聚合得到聚乳酸[4]。
2.1.1直接缩合[4]直接合成法采用高效脱水剂和催化剂使乳酸低聚物分子间脱水缩合成聚乳酸，是直接合成过程，但是缩聚反应是可逆反应，很难保证反应正向进行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。
但是工艺简单，与开环聚合物相比具有成本优势。
因此目前仍然有大量围绕直接合成法生产工艺的研究工作，而研究重点集中在高效催化剂的开发和催化工艺的优化上。
目前通过直接聚合法已经可以制备具有较高分子量的聚乳酸，但与开环聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制较难。
2.1.2丙交酯开环缩合[4]丙交酯的开环聚合是迄今为止研究较多的一种聚乳酸合成方法。
这种聚合方法很容易实现，并且制得的聚乳酸分子量很大。
根据其所用的催化剂不同，有阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位聚合三种形式。
（1）阳离子开环聚合只有在少数极强或是碳鎓离子供体时才能够引发，并且阳离子开环聚合多为本体聚合体系，反应温度高，引发剂用量大，因此这种聚合方法吸引力不高；（2）阴离子开环聚合的引发剂主要为碱金属化合物。
聚乳酸的降解
聚乳酸的降解聚乳酸是一种生物可降解高分子材料，具有广泛的应用前景。
本文将就聚乳酸的降解过程进行详细介绍。
聚乳酸是由乳酸分子通过酯键连接而成的高分子链。
其分子结构中含有酯键，这使得聚乳酸具有较好的生物可降解性。
在自然环境中，聚乳酸可被微生物或酶降解，最终转化为二氧化碳和水等无毒物质。
这种降解过程被称为聚乳酸的生物降解。
聚乳酸的降解速度受多种因素的影响，包括聚乳酸的分子结构、降解环境的温度和湿度等。
一般来说，聚乳酸的分子量越低，降解速度越快。
此外，较高的温度和湿度也有利于聚乳酸的降解。
例如，在土壤中，聚乳酸的降解速度通常比在水中要快。
聚乳酸的降解过程主要分为两个阶段：表面降解和体内降解。
在表面降解阶段，聚乳酸会逐渐溶解，并形成微孔结构，从而增加了降解表面积。
这有利于降解酶的进一步作用。
在体内降解阶段，降解酶会进一步降解聚乳酸链，将其分解为低分子量的化合物。
最终，这些化合物会通过代谢途径被微生物分解，最终转化为无毒物质。
聚乳酸的降解产物对环境没有污染，因此被广泛应用于医疗领域。
例如，聚乳酸可以制备生物可降解的缝合线和缝合钉，在手术后自行降解，无需二次手术取出。
此外，聚乳酸还可以制备药物缓释系统，通过控制聚乳酸的降解速率来实现药物的缓慢释放。
这种系统可以提高药物疗效，减少用药频率。
除了医疗领域，聚乳酸还被广泛应用于包装材料和生物塑料等领域。
由于聚乳酸的生物可降解性，使用聚乳酸制作的包装材料可以减少对环境的污染。
与传统塑料相比，聚乳酸减少了对石油资源的依赖，具有更好的可持续性。
尽管聚乳酸具有良好的生物可降解性，但在实际应用中仍存在一些挑战。
首先，聚乳酸的降解速度较慢，尤其是在非理想的环境条件下。
其次，降解过程中会产生一些中间产物，可能对环境造成一定影响。
此外，聚乳酸的生产成本较高，限制了其大规模应用。
聚乳酸作为一种生物可降解高分子材料，具有广泛的应用前景。
通过研究聚乳酸的降解过程，可以进一步优化其性能，并推动其在医疗、包装和塑料等领域的应用。
聚乳酸材料介绍
聚乳酸材料介绍聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料，其化学名称为聚乳酸酯（PLA），是由乳酸分子经过聚合反应而成。
它具有优异的物理、化学和机械性能，同时还具有良好的生物相容性和可降解性，被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
聚乳酸材料的物理性质聚乳酸是一种无色透明的高分子材料，在常温下为固体。
它的密度约为1.25 g/cm³，熔点在165-175℃之间。
聚乳酸具有良好的耐热性和耐候性，在高温下也不易变形或变色。
此外，它还具有一定的透光性和柔软性。
聚乳酸材料的化学性质聚乳酸是一种相对稳定的高分子材料，在常规条件下不会发生明显的化学反应。
但在强碱或强酸环境下，聚乳酸会发生水解反应，并最终分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种非常环保的材料，可以有效地减少对环境的污染。
聚乳酸材料的机械性能聚乳酸具有较高的强度和硬度，可以用于制造各种机械零件和工业用品。
它还具有良好的抗拉伸性、弯曲性和冲击性能，在一定程度上可以代替一些传统材料。
此外，聚乳酸还具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，可用于制造化学容器、医疗器械等。
聚乳酸材料的生物相容性由于聚乳酸是一种天然产物，因此它具有良好的生物相容性。
在人体内分解时，它会被分解成二氧化碳和水，并被人体代谢掉。
这使得聚乳酸成为一种理想的医疗材料，在制造缝合线、支架、修复组织等方面应用广泛。
聚乳酸材料的可降解性聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料，在自然界中会被微生物分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种环保的材料，可以有效地减少对环境的污染。
此外，聚乳酸还可以通过物理方法（如加热）或化学方法（如水解）来分解，从而实现回收再利用。
聚乳酸材料的应用由于聚乳酸具有良好的物理、化学和机械性能，以及优异的生物相容性和可降解性，因此被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
在医疗领域中，聚乳酸被广泛用于制造缝合线、支架、修复组织等医疗器械。
它具有良好的生物相容性和可降解性，在人体内不会产生任何不良反应。
聚乳酸的性能、合成方法及应用
聚乳酸的性能、合成方法及应用一、本文概述聚乳酸（Polylactic Acid，简称PLA）是一种由可再生植物资源（例如玉米）提取淀粉原料制成的生物降解材料，具有良好的生物相容性和生物降解性。
随着全球环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心，聚乳酸作为一种环保型高分子材料，其研究和应用受到了广泛的关注。
本文将全面介绍聚乳酸的性能特点、合成方法以及在实际应用中的广泛用途，旨在为读者提供关于聚乳酸的深入理解，推动其在各个领域的应用和发展。
本文首先将对聚乳酸的基本性能进行概述，包括其物理性能、化学性能以及生物相容性和降解性等方面的特点。
接着，将详细介绍聚乳酸的合成方法，包括开环聚合和缩聚法等，并分析不同合成方法的优缺点。
在此基础上，文章还将深入探讨聚乳酸在各个领域的应用情况，如包装材料、医疗领域、汽车制造、农业等。
文章还将对聚乳酸的未来发展趋势进行展望，以期为读者提供全面的聚乳酸知识，并为其在实际应用中的创新和发展提供参考。
二、聚乳酸的性能聚乳酸（PLA）作为一种生物降解塑料，具有一系列独特的性能，使其在众多领域中具有广泛的应用前景。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性。
由于其来源于可再生生物质，聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
这使得聚乳酸在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用空间。
聚乳酸具有较高的机械性能。
通过调整合成方法和工艺条件，可以得到具有优异拉伸强度、模量和断裂伸长率的聚乳酸材料。
这些特性使得聚乳酸在制造包装材料、纤维、薄膜等方面具有显著优势。
聚乳酸还具有良好的加工性能。
它可以在熔融状态下进行热塑性加工，如挤出、注塑、吹塑等，从而制成各种形状和尺寸的制品。
同时，聚乳酸的表面光泽度高，易于印刷和染色，为其在装饰、包装等领域的应用提供了便利。
另外，聚乳酸还具有较好的阻隔性能。
它可以有效地阻止氧气、水分和其他气体的渗透，从而保护包装物品免受外界环境的影响。
聚乳酸杨氏模量
聚乳酸杨氏模量一、什么是聚乳酸？聚乳酸（Polylactic acid，PLA）是一种生物降解性高分子材料，由乳酸单体经过聚合反应制备而成。
乳酸是一种天然有机酸，可由玉米淀粉、蔗糖等植物糖类或乳清、奶粉等动物源性物质发酵制得。
二、聚乳酸的特性1.生物降解性：聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
2.可加工性：聚乳酸可以通过注塑、吹塑、挤出等工艺进行加工成型。
3.透明度高：聚乳酸具有很好的透明度和光泽度，可以用于制作透明包装材料。
4.耐热性差：聚乳酸的热稳定性较差，在高温下易发生降解。
三、什么是杨氏模量？杨氏模量（Young's modulus）又称弹性模量，是指材料在弹性变形范围内单位应力下的应变值。
它是描述材料弹性性能的一个重要参数，用于衡量材料抵抗形变的能力。
四、聚乳酸的杨氏模量聚乳酸的杨氏模量与温度、加工方式、结晶度等因素密切相关。
一般来说，聚乳酸的杨氏模量在室温下约为2-4 GPa，随着温度升高而降低。
加工方式也会对聚乳酸的杨氏模量产生影响，注塑制品的杨氏模量较高，吹塑制品的杨氏模量较低。
此外，聚乳酸具有一定的结晶性，其结晶度越高，杨氏模量也越高。
因此，在制备聚乳酸制品时可以通过控制加工参数和添加剂等手段来调节其结晶度和性能。
五、聚乳酸在不同领域中的应用1.医疗领域：由于聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性，在医疗领域中被广泛应用于缝合线、修复器械、植入物等方面。
2.包装领域：聚乳酸的透明度和生物降解性使其成为一种理想的包装材料，可以用于制作食品包装、药品包装等。
3.纺织领域：聚乳酸可以与其他纤维混合使用，制成具有特殊功能的纺织品，如抗菌、防臭、防紫外线等。
4.环保领域：聚乳酸是一种可生物降解的材料，在环保领域中有着广泛应用。
例如，可以用于制作生物降解性垃圾袋、一次性餐具等。
六、聚乳酸的发展前景随着人们对环境保护意识的提高和对可持续发展的追求，生物降解材料逐渐受到人们的关注。
医药用高分子材料——聚乳酸
医药用高分子材料——聚乳酸聚乳酸（PAL）也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。
它是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
聚乳酸作为一种新型的高分子聚合材料有良好的生物相容性和生物降解性，是FDA认可的一类生物降解材料，最终降解产物是二氧化碳和水，对人体无毒、无刺激，因此聚乳酸及其共聚物已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一。
20世纪50年代，由丙交酯（LA）开环聚合制得了高分子量的聚乳酸，但由于这类脂肪族聚酯对热和水比较敏感，长时间未引起人们的足够重视。
直到20世纪60年代，科学工作者重新研究PAL对水敏感这一特征时，发现聚乳酸适合作为可降解手术缝合线材料。
1966年，Kulkami等提出低分子量的PAL能够在体内降解，最终的代谢产物是CO2和H2O，中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物，不会在体内积累，因此PAL在生物体内降解后不会对生物产生不良影响。
随后报道了高分子量的PAL也能在人体内降解，由此引发了以这类材料作为生物医用材料的开端。
1 聚乳酸及其共聚物在缓释药物中的作用缓释、控释制剂又称为缓释控释给药系统（sustained and controlled release drug delivery system）,不需要频繁给药，能够在较长时间内维持体内有效的药物浓度，从而可以大大提高药效和降低毒副作用[4]。
聚乳酸及其共聚物被用作一些半衰期短、稳定性差、易降解及毒副作用大的药物控释制剂的载体，有效的拓宽了给药的途径，减少了给药的次数和给药量，提高了药物的生物利用度，最大限度的减少药物对全身特别是肝、肾的毒副作用。
高相对分子量聚乳酸用作缓释药物制剂的载体可分为两种:一是使用聚乳酸制作药物胶囊，可有效抑制吞噬细菌的作用，让药物定量持续释放以保持血药相当平稳；另一种是作为-囊膜材料用于药物酶制剂、生物制品微粒及微球的微型包覆膜，更有效控制药物剂量的平稳释放。
聚乳酸加工方法
聚乳酸加工方法一、引言聚乳酸（Polylactic acid，简称PLA）是一种由乳酸分子通过化学反应制得的生物降解高分子材料。
由于其良好的可生物降解性和可再生性，聚乳酸被广泛应用于包装材料、医疗器械、纺织品等领域。
本文将介绍聚乳酸的加工方法，包括熔融加工和溶液加工。
二、熔融加工熔融加工是聚乳酸加工中最常用的方法之一。
其工艺包括熔融挤出、热压成型和注塑成型等。
1. 熔融挤出熔融挤出是将聚乳酸颗粒加热至熔点后，通过挤出机将熔融聚乳酸挤出成型。
该方法适用于制备聚乳酸薄膜、板材和纤维等产品。
熔融挤出的优点是成型速度快、生产效率高，但也存在着产品表面粗糙度较高的问题。
2. 热压成型热压成型是将熔融聚乳酸注入到模具中，然后通过热压机施加一定的压力和温度，使其成型。
该方法适用于制备聚乳酸餐具、容器等产品。
热压成型的优点是成型精度高，但也存在着生产周期长、成本较高的问题。
3. 注塑成型注塑成型是将熔融聚乳酸注入到注塑机中，通过高压注射将其充填到模具中，然后冷却固化成型。
该方法适用于制备聚乳酸零件、器件等产品。
注塑成型的优点是生产效率高、产品质量稳定，但也存在着设备投资大、能耗高的问题。
三、溶液加工溶液加工是利用聚乳酸在溶剂中的可溶性，通过溶液制备成型。
其工艺包括溶液纺丝、溶液浇铸和溶液共混等。
1. 溶液纺丝溶液纺丝是将聚乳酸溶解在溶剂中，然后通过纺丝机将其纺丝成纤维。
该方法适用于制备聚乳酸纺丝纤维、无纺布等产品。
溶液纺丝的优点是纤维细度可调、成本较低，但也存在着纤维强度较低、工艺复杂的问题。
2. 溶液浇铸溶液浇铸是将聚乳酸溶解在溶剂中，然后将其倒入模具中凝固成型。
该方法适用于制备聚乳酸薄膜、薄片等产品。
溶液浇铸的优点是制备工艺简单、成本较低，但也存在着产品厚度不均匀、成型周期长的问题。
3. 溶液共混溶液共混是将聚乳酸和其他聚合物或添加剂溶解在溶剂中，通过共混后再析出得到新材料。
该方法适用于制备聚乳酸共混材料、复合材料等产品。
聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展
聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展一、本文概述随着科技的不断发展，3D打印技术已经成为现代制造业的重要组成部分。
作为一种创新的增材制造技术，3D打印在多个领域都展现出了巨大的应用潜力。
而聚乳酸（PLA）材料，作为一种生物降解塑料，因其良好的生物相容性、环保性以及优良的加工性能，在3D 打印领域得到了广泛的应用。
本文旨在概述聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展，分析其在不同领域的应用现状，探讨其面临的挑战及未来发展趋势。
通过深入了解聚乳酸材料在3D打印中的应用，我们可以更好地把握这一技术的发展方向，为未来的研究和应用提供有益的参考。
二、聚乳酸材料的特性聚乳酸（PLA）是一种生物降解塑料，由可再生植物资源（例如玉米）提取出的淀粉原料制成。
它具有一系列独特的特性，使得它在3D打印领域中得到了广泛的应用。
PLA具有良好的生物相容性和生物可降解性。
这意味着它在人体内不会产生有害物质，且在自然环境中能够被微生物分解，从而有助于减少环境污染。
因此，PLA在医疗和生物领域的应用中表现出巨大的潜力。
PLA具有良好的加工性能。
在3D打印过程中，PLA具有较高的熔融温度和较低的熔融粘度，使得打印出的模型具有较高的精度和表面质量。
PLA的打印温度适中，不需要过高的打印温度，这有助于延长3D打印机的使用寿命。
PLA还具有优异的机械性能。
虽然其强度和硬度相对较低，但PLA 具有较高的抗拉伸强度和抗弯曲强度，能够满足大多数3D打印应用的需求。
同时，PLA还具有较好的热稳定性和化学稳定性，能够在一定的温度范围内保持其性能稳定。
PLA材料还具有良好的环保性。
由于它是从可再生植物资源中提取的，因此在使用过程中不会对环境造成负担。
PLA的降解产物为乳酸，可以被自然界中的微生物分解为水和二氧化碳，从而实现真正的循环利用。
聚乳酸材料的优良特性使其在3D打印领域具有广阔的应用前景。
随着科技的不断发展，PLA材料在3D打印中的研究与应用将会取得更多的突破和进展。
聚乳酸生物降解的研究进展
聚乳酸生物降解的研究进展一、本文概述随着全球环境问题的日益严峻，特别是塑料废弃物对环境的污染问题，生物降解材料的研究与应用越来越受到人们的关注。
聚乳酸（PLA）作为一种重要的生物降解材料，因其良好的生物相容性、可加工性和环保性，在包装、医疗、农业等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在综述聚乳酸生物降解的研究进展，包括其生物降解机制、影响因素、改性方法以及应用现状，以期为聚乳酸的进一步研究和应用提供参考。
本文首先介绍了聚乳酸的基本性质，包括其分子结构、合成方法以及主要性能。
接着，重点分析了聚乳酸的生物降解机制，包括酶解、微生物降解和动物体降解等过程，并探讨了影响聚乳酸生物降解的主要因素，如结晶度、分子量、添加剂等。
在此基础上，本文综述了聚乳酸的改性方法，包括共聚、共混、填充和表面改性等，以提高其生物降解性能和机械性能。
本文总结了聚乳酸在包装、医疗、农业等领域的应用现状，并展望了其未来的发展趋势。
通过本文的综述，旨在为聚乳酸生物降解的研究与应用提供有益的参考，同时为推动生物降解材料的发展贡献一份力量。
二、聚乳酸的生物降解机理聚乳酸（PLA）的生物降解主要依赖于微生物的作用，这些微生物包括细菌和真菌，它们能够分泌特定的酶来降解PLA。
生物降解过程通常包括两个主要步骤：首先是微生物对PLA表面的附着和酶的产生，然后是酶对PLA的催化水解。
在降解过程中，微生物首先通过其细胞壁上的特定受体识别并附着在PLA表面。
随后，微生物开始分泌能够降解PLA的酶，这些酶主要包括聚乳酸解聚酶和酯酶。
聚乳酸解聚酶能够直接作用于PLA的酯键，将其水解为乳酸单体；而酯酶则能够水解PLA链末端的乳酸单体。
水解产生的乳酸单体可以被微生物进一步利用，通过三羧酸循环等途径转化为二氧化碳和水，或者用于微生物自身的生长和代谢。
这个过程中，微生物扮演了关键的角色，它们不仅能够降解PLA，还能够将降解产生的乳酸完全矿化为无害的物质。
值得注意的是，PLA的生物降解速率受到多种因素的影响，包括PLA的分子量、结晶度、形态、微生物的种类和活性、环境温度和湿度等。
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聚乳酸的合成与降解研究
摘要
本文以D，L一乳酸为原料，采纳丙交醋开环聚合和直接熔融聚合制备出聚D，L- 乳酸(PDLLA)，并对PDLLA降解性能进行了研究。
丙交酷开环聚合制备PDLLA的关键在于中间体D，L一丙交酷(DLLA)的
制备，研究了催化剂、反映温度、反映时刻等因素对DLLA产率的阻碍，通过
在反映体系中加入稀释剂乙二醇，DLLA的馏出温度明显降低，幸免了DLL八
在蒸馏进程中产生碳化现象，并使DLLA的平均产率由%提高至513%，
制备的PDLLA分子量最大值达万。
利用DSC、XRD、IR等分析测试技术
对
一
DLLA和PDLLA的性能和结构进行相关的测试和表征。
直接熔融聚合制备PDLLA的关键在于小分子水的脱除，制备出的PDLLA
分子量明显低于丙交酷开环聚合制备的PDLLA。
通过研究催化剂、反映温度、反应时刻等因素对PDLLA分子量的阻碍，优化了工艺参数。
通过研究PDLLA的生理盐水降解性能和热降解性能，发觉PDLLA在生理
盐水中第一发生分子量降解，然后产生重量损失，且降解进程中生成具有晶体
结构特点降解产物;PDLLA的热降解是一个无规的断裂进程，在1000C一25。
℃范围内，PDLLA的分子量迅速发生降解，在250OC以上，低聚物接踵发生裂解，产生重量损失。
合成方式
聚乳酸直接聚合研究摘要
合成方式；
New synthetic absorbable polymers as BMP carriers:
Plastic properties of poly-D,L-lactic acid-polyethylene
glycol block copolymers
Abstract: Bone morphogenetic proteins (BMPs) are bio-
logically active molecules capable of eliciting new bone for-
mation. In combination with biomaterials, these proteins can
be used in a clinical setting as bone-graft substitutes to pro-
mote bone repair. To find new synthetic absorbable poly-
mers with plastic nature that can be used as BMP-carrier
materials, six types of poly-D,L-lactic acid-polyethylene gly-
col block copolymer (PLA-PEG) with various molecular
weights of PLA and PEG were synthesized. These were
PLA6,500-PEG3,000 (P-1), PLA11,500-PEG3,000 (P-2),
PLA17,500-PEG3,000 (P-3), PLA6,500-PEG1,000 (P-4),
PLA15,000-PEG8,000 (P-5), and PLA8,500-PEG1,000 (P-6).
Fifty milligrams of these polymers was mixed with 0 mg
(control) or 5, 10, or 20 mg of recombinant human BMP-2
(rhBMP-2). These pellets were implanted into the dorsal
muscle pouches of 144 mice (six pellets consisting of thesame polymer and dose of rhBMP-2 for a specific group).
Three weeks after surgery, the pellets were harvested and
examined by radiographic and histological methods. All P-1
pellets with 10 or 20 mg of rhBMP-2 showed bone formation
with hematopoietic marrow and bony trabeculae, as did one
third of those with 5 mg of rhBMP-2. The incidence of new
bone formation with P-2 pellets or that of P-5 pellets was
lower than that of P-1 pellets. No bone was formed in any
other type of pellet. These results indicated that the
PLA6,500-PEG3,000 polymer with plastic properties was
found to work well as a BMP carrier. © 1999 John Wiley &
Sons, Inc. J Biomed Mater Res, 47, 104–110, 1999.
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Clean and Green Bioplastic Composites: Comparison of Calcium Sulfate and Carbon Nanospheres in Polylactide Composites
ABSTRACT
Two environmentally friendly fillers, carbon nanospheres (CNS) derived from cellulose and calcium sulfate anhydrite (CaSO4), a by-product of the polylactide (PLA) production process, are compared as nucleating agents in
commercial-grade PLA. CNS and CaSO4 are compounded with PLA using solution blending. Additionally, CaSO4 is melt mixed with PLA. Crystallization kinetics are explored using differential scanning calorimetry (DSC) and polarized optical microscopy. Mechanical properties are examined using dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and morphology is determined using field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM). It is found that the filler does not increase the PLA crystallization rates significantly at loadings up to 15 wt% (CNS) or 20 wt% (CaSO4). The lack of effect on crystallization kinetics is attributed to the high D-lactic acid content of commercial-grade PLA, and also to poor dispersion of the fillers in the PLA matrix. The glassy shear storage modulus of the composites is found to increase by 50% in the highest weight loadings tested. These clean and green bioplastic composites may be able to offset the use of fossil resource-based materials。