Der Abbaumechanismus von PLA

Polymilchsäure (PLA) hat eine Molekülstruktur, in der die Esterbindung leicht hydrolysiert wird und von Mikroorganismen im Körper oder im Boden zu Milchsäure abgebaut werden kann. Die Endprodukte des Stoffwechsels sind Wasser und Kohlendioxid, daher verursacht es keine toxischen und Nebenwirkungen für den menschlichen Körper und ist sehr sicher in der Anwendung. Daher wird Polymilchsäure in vielen Bereichen wie Medizin und Pharmazie verwendet, beispielsweise für chirurgisches Nahtmaterial, Systeme zur kontrollierten Wirkstofffreisetzung usw.

Aufgrund der optischen Aktivität von Milchsäure gibt es drei entsprechende Polymilchsäuren: PDLA, PLLA und PDLLA (Racemisierung).

PLLA und PDLA sind teilkristalline Polymere mit guter mechanischer Festigkeit und werden häufig als medizinisches Nahtmaterial und chirurgische orthopädische Materialien verwendet. Arzneimittelpräparate mit kontrollierter Freisetzung verwenden häufig PLLA und PDLLA, häufiger jedoch PDLLA. Das Abbauprodukt von PLLA, L-Milchsäure, kann vom menschlichen Körper vollständig metabolisiert werden und ist daher konkurrenzfähiger als D-PLA.

In-vivo-Abbau

Die Hydrolyse von PLA ist ein komplexer Prozess, der hauptsächlich vier Phänomene umfasst: Wasseraufnahme, Aufbrechen von Esterbindungen, Diffusion löslicher Oligomere und Zersetzung von Fragmenten.

Der Hauptweg des Abbaus: Körper Erosion.

Nachdem das PLA-Material in ein wässriges Medium eingetaucht oder in den menschlichen Körper implantiert wurde, absorbiert das Material zunächst Wasser. Das wässrige Medium dringt in die Polymermatrix ein, was zur Relaxation der Polymermolekülkette, der anfänglichen Hydrolyse der Esterbindung, der Abnahme des Molekulargewichts und dem allmählichen Abbau in Oligomere führt.

Die terminale Carboxylgruppe der Polymilchsäure (hergestellt durch Polymerisationseinleitung und -abbau) katalysiert deren Hydrolyse. Mit fortschreitendem Abbau nimmt die Menge der terminalen Carboxylgruppen zu und die Abbaurate beschleunigt sich, was zu einem autokatalytischen Phänomen führt

Der interne Abbau verlief schneller als der Oberflächenabbau, was auf die selbstbeschleunigende Wirkung von Abbauprodukten zurückgeführt wurde, wobei Abbauprodukte mit Carboxyl-Endgruppen in der Probe zurückblieben.

Mit fortschreitendem Abbau werden immer mehr Carboxylgruppen im Material vorhanden sein, um den Abbau zu beschleunigen das Innenmaterial, wodurch der Unterschied zwischen innen und außen noch größer wird. Wenn das Innenmaterial vollständig in ein lösliches Oligomer umgewandelt und in einem wässrigen Medium gelöst wird, entsteht eine Hohlstruktur mit einer Oberfläche aus einem Polymer, das nicht vollständig abgebaut ist. Durch weiteren Abbau werden Oligomere zu kleinen Molekülen hydrolysiert, die schließlich in wässrigen Medien gelöst werden.

Der gesamte Auflösungsprozess verläuft von einem wasserunlöslichen Feststoff zu einer wasserlöslichen Substanz.

Makroskopisch wird die Gesamtstruktur des Materials zerstört, das Volumen wird kleiner, wird allmählich zu Fragmenten und löst sich schließlich vollständig auf und wird vom menschlichen Körper absorbiert oder ausgeschieden;

Die Hydrolyse von PLA ist ein komplexer Prozess, der hauptsächlich vier umfasst Phänomene: Wasseraufnahme, Aufbrechen von Esterbindungen, Diffusion löslicher Oligomere und Zersetzung von Fragmenten.

Der Hauptweg des Abbaus: Körpererosion.

Nachdem das PLA-Material in ein wässriges Medium eingetaucht oder in den menschlichen Körper implantiert wurde, nimmt das Material zunächst Wasser auf. Das wässrige Medium dringt in die Polymermatrix ein, was zur Relaxation der Polymermolekülkette, der anfänglichen Hydrolyse der Esterbindung, der Abnahme des Molekulargewichts und dem allmählichen Abbau in Oligomere führt.

Die terminale Carboxylgruppe der Polymilchsäure (hergestellt durch Polymerisationseinleitung und -abbau) katalysiert deren Hydrolyse. Mit fortschreitendem Abbau nimmt die Menge der terminalen Carboxylgruppen zu und die Abbaurate beschleunigt sich, was zu einem autokatalytischen Phänomen führt

Der interne Abbau verlief schneller als der Oberflächenabbau, was auf die selbstbeschleunigende Wirkung von Abbauprodukten zurückgeführt wurde, wobei Abbauprodukte mit Carboxyl-Endgruppen in der Probe zurückblieben.

Mit fortschreitendem Abbau werden immer mehr Carboxylgruppen im Material vorhanden sein, um den Abbau zu beschleunigen das Innenmaterial, wodurch der Unterschied zwischen innen und außen noch größer wird. Wenn das Innenmaterial vollständig in ein lösliches Oligomer umgewandelt und in einem wässrigen Medium gelöst wird, entsteht eine Hohlstruktur mit einer Oberfläche aus einem Polymer, das nicht vollständig abgebaut ist. Durch weiteren Abbau werden Oligomere zu kleinen Molekülen hydrolysiert, die schließlich in wässrigen Medien gelöst werden.

Der gesamte Auflösungsprozess verläuft von einem wasserunlöslichen Feststoff zu einer wasserlöslichen Substanz.

Makroskopisch wird die Gesamtstruktur des Materials zerstört, das Volumen wird kleiner, wird nach und nach zu Fragmenten und löst sich schließlich vollständig auf und wird vom menschlichen Körper absorbiert oder ausgeschieden