Plástico biodegradable
Los polímeros biodegradables son una clase especial de polímeros que se descomponen después de su uso previsto mediante un proceso de descomposición bacteriana para dar lugar a subproductos naturales como gases (CO2, N2), agua, biomasa y sales inorgánicas[1][2]. Sus propiedades y su mecanismo de descomposición vienen determinados por su estructura exacta. Estos polímeros suelen sintetizarse mediante reacciones de condensación, polimerización de apertura de anillos y catalizadores metálicos. Existen numerosos ejemplos y aplicaciones de polímeros biodegradables.
En las últimas décadas se han introducido materiales de envasado de origen biológico como alternativa ecológica, entre los cuales los films comestibles han ganado más atención debido a sus características ecológicas, su gran variedad y disponibilidad, su no toxicidad y su bajo coste[3].
Los polímeros biodegradables tienen una larga historia y, dado que muchos de ellos son productos naturales, no se puede trazar con exactitud la cronología de su descubrimiento y uso. Uno de los primeros usos medicinales de un polímero biodegradable fue la sutura de catgut, que se remonta al menos al año 100 d.C.[4] Las primeras suturas de catgut se hacían con los intestinos de las ovejas, pero las suturas modernas de catgut se hacen con colágeno purificado extraído del intestino delgado del ganado vacuno, ovino o caprino[5].
Polímeros biodegradables: revisión de las tendencias recientes y perspectivas emergentes
El objetivo de este libro es ofrecer una visión breve pero completa sobre el tema de los polímeros biodegradables. Al capítulo de introducción le sigue una descripción de las características generales de los polímeros biodegradables y las vías de su degradación en el cuerpo humano. Se describen las dificultades y particularidades de sus diversas aplicaciones biomédicas y farmacéuticas, especialmente en el campo de la tecnología farmacéutica, con el fin de definir el sistema de polímeros portadores ideal para tipos específicos de terapia. Por último, el trabajo presenta la clasificación de estos polímeros en función del tipo de mecanismo de degradación. Esta sección también incluye la estructura química de determinadas moléculas poliméricas, su síntesis química o biológica y la descripción de sus usos en aplicaciones biomédicas y farmacéuticas específicas.
En las últimas décadas, los polímeros biodegradables han alcanzado una importancia significativa en los campos de las aplicaciones biomédicas y farmacéuticas. Se han convertido en los candidatos preferidos para la fabricación de formas terapéuticas, por ejemplo, dispositivos ortopédicos, tornillos y espinas óseas temporales, andamios tridimensionales para la ingeniería de tejidos o sistemas de administración de fármacos para su liberación sostenida y dirigida. Cada una de estas aplicaciones requiere un material con propiedades físicas, biológicas y químicas específicas, así como un perfil de degradación específico. Estos polímeros (naturales o sintéticos) sufren una degradación hidrolítica o enzimática, y ambas tienen algunas ventajas e inconvenientes. Se enumeran los materiales poliméricos más utilizados en aplicaciones biomédicas, incluyendo su estructura y vías de degradación.
Polimerización de apertura de anillo
ResumenEn la actualidad, la investigación y el desarrollo de materiales biodegradables es una forma eficaz de resolver el problema de la contaminación blanca. Por lo que sabemos, no se ha informado de una investigación sistemática sobre la compatibilidad medioambiental de los polímeros biodegradables. Además, hay pocos productos tangibles en los campos fronterizos pertinentes que realmente beneficien a los consumidores. La investigación y el desarrollo de los materiales biodegradables todavía tiene un largo camino por recorrer, que se manifiesta principalmente en su bajo consumo actual y en la serie de efectos de degradación que pueden añadir una carga al medio ambiente actual. En combinación con los antecedentes actuales, este trabajo revisó la clasificación general y la aplicación de los polímeros biodegradables típicos, proporcionando a los lectores una comprensión intuitiva y sistemática de los polímeros biodegradables. Además, se analizan algunas deficiencias de la investigación reciente y se proponen brevemente algunas direcciones de desarrollo y soluciones a los principales problemas existentes, a saber, el control de costes, el desarrollo en profundidad de las funciones y aplicaciones, la ampliación de las fuentes de materiales, la mejora de la concienciación sobre la protección del medio ambiente y la normativa, y la evaluación sistemática de la compatibilidad medioambiental de los polímeros biodegradables.
Degradación de los polímeros
En este caso -y en el de otras moléculas, como las enzimas, las proteínas y el ARN- los organismos vivos se encargan de la síntesis. En cambio, los biopolímeros y plásticos sintéticos pasan por un proceso de polimerización, que se realiza con elementos de fuentes renovables, en sustitución de los derivados del petróleo.
El polímero común es una macromolécula formada por repeticiones de pequeñas unidades estructurales, conocidas como monómeros. En el polímero biodegradable producido por los seres vivos, como los péptidos, los polisacáridos, el ARN y el ADN, las unidades monoméricas son nucleótidos, aminoácidos y azúcares.
El maíz, que produce almidón, y la caña de azúcar, que produce celulosa, son dos ejemplos de fuentes de polímeros biodegradables. Además, otras fuentes presentan una vida más corta que los fósiles, como el petróleo, que tarda muchos años en formarse.
A pesar de que la celulosa se descubrió en la segunda mitad del siglo XIX, la investigación sobre ella se archivó durante un tiempo debido a las guerras mundiales. Durante este periodo, los estudios se han centrado en la producción de polímeros derivados del petróleo.