Aplicación de bioplásticos en alimentos y paquete farmacéutico II

1) PLA

Después de la hidrólisis del almidón a la glucosa, la fermentación de glucosa al ácido láctico y la polimerización del ácido láctico, podemos obtener PLA. El PLA también se puede procesar a todo tipo de productos. Los productos abandonados pueden degradarse al agua y al dióxido de carbono mediante el reciclaje y el compostaje y luego los granos a través de la fotosíntesis.

El procedimiento de circulación de PLA se muestra en la siguiente imagen.

PLA aparece por alta transparencia, brillo, permeabilidad al aire, alto módulo, plegamiento completo, retención de enredos, sellado a baja temperatura, desgarro fácil, suavidad, etc. Puede reemplazar PS, PP, ABS y algunos otros plásticos fósiles.

A través de la extrusión de fusión, el moldeo por inyección, el moldeo de soplado, la formación de ampollas o el vacío, el PLA puede ser procesado a productos con forma variable, como contenedor de alimentos (botella o bandeja), película de embalaje, película de envoltura, paquete permeable al aire, paquete de preservación de fragancias, paquete de preservación de fragancias, bolsa de compras, bolsa de basura, etc.

Por ejemplo, muchos tipos de dulces están llenos de PLA. La apariencia y el rendimiento de la película PLA son similares a la película tradicional de envases de dulces. Es de alta transparencia y barrera y puede preservar mejor la fragancia de dulces.

El PLA también se usa para empaquetar alimentos con vida corta, como helado y ensalada. El material compuesto de PLA también se usa para empaquetar agua, jugo de fruta y yogurt. Estos contenedores hechos de PLA pueden cumplir con los estándares de Alemania y la UE. Y PLA tiene un buen rendimiento biodegradable y antibacteriano.

Tawakkal, et al, escriben una visión general sobre el desarrollo de la investigación de PLA como portador de medicamentos antibacterianos. Se explica en la descripción general que PLA puede ser un portador adecuado para los fármacos antibacterianos (incluidos los fármacos antibacterianos naturales) desde la perspectiva de las propiedades mecánicas y térmicas de la mezcla de fármacos antibacterianos y PLA. La película hecha de la mezcla se puede usar como paquete que contacta los alimentos directamente para prevenir las bacterias. Y en comparación con el portador tradicional basado en fósiles (no degradable), el PLA es obviamente amigable con el medio ambiente.

Como portador de drogas, PLA es uno de los pocos polímeros aprobados por la FDA para uso médico. Un punto caliente en el médico médico es estudiar medicamentos de liberación sostenida que están hechas de PLA y preparada por la tecnología de impresión 3D.

Water et al. Agrega furantoína al PLA y prepara drogas de liberación sostenida a través de la tecnología de impresión 3D. Puede inhibir el crecimiento de Staphylococcus aureus.

Además, Weisman et al. Cargue 3D PLA con gentamicina y metotrexato. Este sistema de administración de fármacos puede prevenir la infección y la proliferación de células tumorales de la mandíbula. Este método también proporciona una estrategia de tratamiento personal para médicos clínicos. Como sistema de administración de medicamentos ajustables, tiene una gran perspectiva clínica. Además, PLA tiene una buena perspectiva en el campo de embalaje de drogas.

Ren Yiwen et al., Publican una patente de material de embalaje médico PLA y su método y aplicación de preparación. La hoja para el empaque de ampolla se puede hacer mediante un equipo de procesamiento de plástico común después de agregar establecimiento, plastificante y agente antihidrolítico en PLA. Este método se puede aplicar en el empaque de ampolla para las tabletas para procesar ampollas a baja temperatura y proteger el entorno.

2) PHA

PHA es una especie de partículas de biopolyéster que pueden ser sintetizadas por muchos microorganismos. Bajo ciertas condiciones, el contenido de PHA en microorganismos puede alcanzar el 90% del peso seco de las células. Su fórmula general de estructura química es la siguiente:

Su masa molecular relativa varía de 5*104 a 2*107. PHA también atrae la atención de las personas con su buena compatibilidad biológica. Sin embargo, su aplicación en material, recursos y medicina biológica todavía está limitada por su bajo rendimiento mecánico, alto costo de producción y funciones limitadas.

En los últimos años, el polímero PHA después de la síntesis biológica o la modificación química tiene un menor costo de producción, un mejor rendimiento mecánico, físico y químico y una perspectiva más amplia en la medicina biológica.

Entre la familia de PHA, PHB tiene la estructura más simple y la aplicación más amplia. Puede costar 100 años degradar los plásticos tradicionales, pero solo 12 meses para PHB y los productos liberados de la degradación de PHB son el agua y el dióxido de carbono.

PHB es cristal con estructura α - hélice. Su cristalinidad varía del 55% al ​​80% y su punto de fusión es de 180 ° C. Es similar al PP en propiedades físicas y estructuras moleculares. Por lo tanto, PHB también es un material preferido para el empaque verde. Se aplica ampliamente en maquinillas de afeitar, electrodomésticos, soportes de golf, cebos, pañales, productos de higiene de mujeres y cosméticos.

A diferencia de otro material nanométrico, la PHA tiene un gran potencial como portador de drogas. Yalcin et al usan PHB para empaquetar nanopartículas magnéticas de doxorrubicina. El producto puede mantenerse estable en medio neutro durante 2 meses y ha mejorado el efecto antitumoral.

Basado en la alta hidrofobicidad de PHB, Luo, et al, sintetizaron el poliuretano anfifílico bajo tóxico, biodegradable y sensible a la temperatura. El docetaxel hidrofóbico se empaqueta por la micela de poliuretano. Se encuentra que la nano micela, en comparación con la inyección de docetaxel lanzada, obviamente puede aumentar la disolución de docetaxel, reducir la reacción hemolítica y mejorar la compatibilidad sanguínea de los medicamentos.

3) PBS

PBS es un tipo de poliéster con alta cristalinidad. Se ve lechoso blanco y es inodoro e insípido. También tiene una buena biocompatibilidad y biodisponibilidad y puede degradarse al dióxido de carbono y al agua de forma natural. Con un buen rendimiento mecánico, es similar a PP, PE y algunos otros plásticos universales. Por lo tanto, se adapta a la producción por diferentes técnicas de moldeo por inyección, extrusión, soplado y laminación. Además, puede combinarse con carbonato de calcio, almidón y otro relleno para reducir el costo.

Si se almacena y usa normalmente, PBS puede tener un rendimiento estable. Pero los PBS compostados serán degradados por microorganismos. PBS también tiene una resistencia al calor más fuerte que PLA y PHA. Su temperatura de deformación es cercana a 100 ° C y la cifra puede incluso exceder los 100 ° C después de la modificación. Esto significa que el material puede cumplir con los requisitos normales de resistencia al calor.

PBS se usa ampliamente en envases (alimentos, cosméticos, drogas, etc.), vajilla, instrumento médico desechable, película agrícola, etc. Recientemente, los estudios también se han llevado a cabo ampliamente en ingeniería de tejidos, portadores de drogas de liberación sostenida y plásticos médicos (Jeringa desechable, tubo de ensayo y catéter médico. La velocidad de degradación de PBS es ajustable en el sistema de administración de medicamentos para controlar la velocidad de liberación de los medicamentos y mejorar el efecto curativo.

Pan Rui et al desarrollan el sistema de liberación de medicamentos Metoprolol-PBS mediante el método de mezcla de fusión y la liberación de fármacos de control sin agregar excipientes sino tratamiento térmico (90 ° C o enfriamiento). El resultado muestra que las drogas que liberan la velocidad del sistema tratado de 90 ° C es obviamente más rápido que la del sistema enfriado. Pero en la etapa tardía, las velocidades de lanzamiento de los dos sistemas se acercan entre sí. Se puede ver que el sistema de degradación de PBS es controlable al cambiar la técnica de tratamiento térmico para controlar la liberación de medicamentos.

4) acetato de celulosa

El acetato de celulosa está hecho de acetil planta de celulosa y puede degradarse al dióxido de carbono y al agua en el medio ambiente natural. Es un plástico biodegradable amigable con el medio ambiente. Dependiendo del grado de sustitución, el acetato de celulosa se puede dividir en monoacetato de celulosa, diacetato de celulosa y triacetato de celulosa.

Reemplazar la hidroxilo de la molécula de celulosa con acetilo puede aliviar la función del enlace de hidrógeno y aumentar el espacio entre las moléculas de celulosa. Por lo tanto, el diacetato de celulosa (o CA para corto) funciona bien termoplástico.

Fórmula molecular de CA

Las propiedades de CA son similares a los plásticos universales. Su transparencia es bastante buena, con transmitancia superior al 85% y conforme a los requisitos de plásticos transparentes. Además, aparece por una buena procesabilidad, formación de películas fácil, hidrofilia sobresaliente, gran flujo y alta resistencia al cloro. Gracias a estas características, se puede procesar a todo tipo de película osmótica y usarse para desalinar y manejar el agua.

Las aplicaciones más comunes de CA son el filtro de cigarrillos, el mango de herramientas, el mango de la bicicleta, el soporte para bolígrafo, el marco de vidrio, el contenedor para aceite o benceno, material de aislamiento, perfil y película de embalaje ... además, no tejido de CA es médico de alto nivel. y material higiénico y se puede usar en un vendaje quirúrgico. No se adherirá a la herida.

Basado en la propiedad termoplástica de CA, el Dr. Hou Huimin, con su equipo integra métodos de producción de películas de plástico industrial, ideas de envasado y tecnología de corte con láser de alta precisión y desarrolla tecnología de recubrimiento termoplástico para tabletas de bomba osmótica. Esta nueva tecnología consta de tres pasos: extrusión térmica y formación de películas, recubrimiento térmico y corte con láser.

Tanto las tabletas recubiertas con termoplástica de hidrocloruro de metformina como las tabletas recubiertas termoplásticas de nifedipina preparadas por esta nueva tecnología tienen características de liberación de orden cero de las tabletas de liberación controlada de la bomba osmótica común. En comparación con la tecnología de recubrimiento de pulverización común, esta nueva tecnología tiene las siguientes características:

R. No adopta solventes orgánicos volátiles, no genera polvo y produce película de recubrimiento termoplástica y tabletas recubiertas que no contaminen el medio ambiente;

B. La película de recubrimiento se prepara por separado para el control de rendimiento y la garantía de calidad de los medicamentos;

C. recubrimiento, corte con láser y envasado de ampolla se puede terminar continuamente, lo que se adapta más a la producción automática e inteligente;

D. CA puede reemplazar PVC que siempre se usa en el empaque de ampolla, que es más amigable con el medio ambiente.

1. Prospectivo

Los bioplásticos introducidos anteriormente se han aplicado ampliamente en muchos campos. Los plásticos de almidón se procesan principalmente a la lámina de extrusión, la película de soplado, los productos de moldeo por inyección, los contenedores y los juguetes, la sutura quirúrgica, la sutura quirúrgica, los materiales de fijación ortopédica y los materiales oftálmicos, PHA a los medicamentos biológicos, la cosmética, la lámina opaca y la película semitransparente, el paquete PBS al paquete para el paquete Para alimentos, cosméticos y drogas, vajilla, instrumentos médicos desechables, cine agrícola, material de liberación sostenida para pesticidas y fertilizantes AD Materiales de polímeros médicos ...

En nuestra producción práctica, también hay otros plásticos comunes, incluidos PE, PP, PVC y PET. Pueden ser sustituidos por estos bioplásticos de la siguiente manera ；

La tabla puede decirnos que los plásticos comunes para el paquete interno (botella, ampolla ...) y el paquete exterior (bolsa de plástico, película de plástico, soporte de drogas ...) de drogas pueden reemplazarse por plásticos biodegradables.

A medida que se desarrolla la ciencia, los bioplásticos de tipo nuevo obtendrán más y más funciones y propiedades de los plásticos comunes y se volverán más económicos y prácticos. Además, se pueden reciclar en el ecosistema y no genera contaminación en forma de materia inorgánica. Es una cierta tendencia para que la industria de envases de medicamentos futuros aplique bioplásticos y reduzca y elimine los plásticos de base fósil gradualmente.