PHAの基礎知識

ポリヒドロキシアルカノエート (PHA) は、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り、天然ポリマー生体材料です。

微生物細胞、特に細菌細胞には、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) が多数存在します。これは天然高分子生体材料です。具体的に特定のポリマーを指すわけではありませんが、類似の構造と異なる特性を持つポリマーのクラスの総称.

PHAは大まかに経験しました発達の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)。PHB は最も早く発見された PHA シリーズ材料であり、PHA ファミリーの中で最も単純かつ最も一般的な構造でもあります。構造規則性が高く、硬くてもろい特性があり、機械的特性と融点はポリプロピレン (PP) に似ています。しかし、破断点伸びは低く、脆性は高い。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には変更する必要があります。

PHA の第 2 世代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 300,000 以上の PHA コポリマーです。PHBV は、第一世代製品 PHB の改良として、3-ヒドロキシバレレート (3HV) モノマーの添加により弾性が大幅に向上しました。PHBVは堆肥、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、医療用縫合糸の作製に最適な人体組織工学材料となっています。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、食器や食品包装資材。現在、PHBV製品の製造プロセスはさらに開発され、ゴルフトレイ、使い捨て食器、フィルム、プレート、包装などの分野。

PHA の第 3 世代であるポリ 3-ヒドロキシ酪酸-3-ヒドロキシヘキサン酸 (PHBHHx) は、1998 年以来、清華大学微生物研究所と広東省江門生物技術開発センターによって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をPHBHHxに配合し、大量生産を実現します。PHBHHx は PHBV と比較して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、つまりポリ-3-ヒドロキシ酪酸と 4-ヒドロキシ酪酸のコポリマー (P3HB4HB または P34HB) は、良好な膜形成特性と物理的特性を備えていますが、親水性が劣ります。第 4 世代 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、熱加工性能を同時に備えているためです。したがって、生体医用材料や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が行われているホットスポットとなっています。また、PHAは非線形光学、圧電性、ガスバリア性など多くの高付加価値特性を持っています。

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