PHAの基礎知識

多くの微生物によって合成される細胞内ポリエステルであるポリヒドロキシアルカノエート (PHA) は、天然高分子生体材料です。

微生物細胞、特に細菌細胞には、多数のポリマー ポリエステル、ポリヒドロキシアルカノエート (PHA) があります。これは天然高分子生体材料です。特定のポリマーを具体的に指すものではありませんが、類似の構造と異なる特性を持つポリマーのクラスの一般的な用語.

PHAは大まかに経験しました開発の 4 つの段階.

第一世代の PHA であるポリヒドロキシ酪酸 (PHB) は、1980 年代にオーストリアの Chemie Linz AG によって大量生産されました (年間生産量 100 トン)。最も早く発見された PHA シリーズの物質である PHB は、PHA ファミリーの中で最も単純で最も一般的な構造でもあります。構造規則性が高く、硬くて脆い性質を持ち、その機械的性質と融点はポリプロピレン (PP) に似ています。しかし、破断点伸び率が低く、脆性が高い。したがって、PHB は通常、単一の材料として使用することはできず、適切な性能を達成するために変更する必要があります。

第 2 世代の PHA であるポリヒドロキシ酪酸コポリエステル (PHBV) は、1980 年代に ICI によって商品化されました。PHBV は、分子量が 300,000 を超える PHA コポリマーです。PHBV は、第 1 世代製品 PHB の改良として、3-ヒドロキシバレレート (3HV) モノマーを追加した後、その弾力性を大幅に改善しました。堆肥、土壌、海水などの環境で完全に分解できるため、生体適合性が高く、液体や気体に対する高いバリア性能も備えているため、PHBV は医療用縫合糸を製造するための理想的な人体組織工学材料になります。ワイヤー、骨釘など、農業用マルチとしても使用できます。ショッピングバッグ、食器、食品包装材。現在、PHBV製品の製造プロセスはさらに開発され、ゴルフトレーに適用されています。使い捨て食器、フィルム、プレート、包装などの分野。

第 3 世代の PHA であるポリ 3-ヒドロキシブチレート-3-ヒドロキシヘキサノエート (PHBHHx) は、1998 年以来、清華大学微生物学研究所と広東省江門バイオテクノロジー開発センターが世界で初めてヒドロキシ酪酸の開発に成功しました。ヒドロキシカプロン酸でPHBHHxを合成し、大量生産を実現。PHBV と比較して、PHBHHx は結晶化度が低く、延性が高く、その性能はポリエチレン (PE) プラスチックに匹敵します。

第 4 世代の PHA - ポリ-3-ヒドロキシブチレートと 4-ヒドロキシブチレートのコポリマー (P3HB4HB または P34HB) は、優れたフィルム形成特性と物理的特性を備えていますが、親水性は劣っています。第 4 世代の PHA は、ヒト骨髄間葉系幹細胞をロードするための骨組織工学における足場材料など、組織工学研究の分野で良好な応用の見通しを示しています。

PHAは、プラスチックの優れた生体適合性、生分解性、および熱処理性能を同時に備えているためです。したがって、それは生物医学材料として使用することができ、生分解性包装材料同時に、近年生体材料の分野で最も活発な研究ホットスポットとなっています。PHAには、非線形光学、圧電性、ガスバリア特性など、多くの高付加価値特性もあります。

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