การประยุกต์ใช้ชีวภาพในแพ็คเกจอาหารและยา II

1) PLA

หลังจากการไฮโดรไลซิสของแป้งสู่กลูโคสการหมักกลูโคสไปยังกรดแลคติคและพอลิเมอไรเซชันของกรดแลคติคเราจะได้รับ PLA PLA ยังสามารถประมวลผลไปยังผลิตภัณฑ์ทุกประเภท ผลิตภัณฑ์ที่ถูกทิ้งร้างสามารถย่อยสลายได้เป็นน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยการรีไซเคิลและการทำปุ๋ยหมักแล้วดูดซึมโดยธัญพืชผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง

ขั้นตอนการไหลเวียนของ PLA แสดงในภาพต่อไปนี้

PLA เป็นจุดเด่นด้วยความโปร่งใสสูงความมันวาวการซึมผ่านของอากาศโมดูลัสสูงการพับที่สมบูรณ์การเก็บรักษาพัวพันการปิดผนึกอุณหภูมิต่ำการฉีกขาดง่ายความนุ่มนวลและอื่น ๆ มันสามารถแทนที่ PS, PP, ABS และพลาสติกฟอสซิลอื่น ๆ

ผ่านการหลอมละลายการอัดขึ้นรูปการฉีดขึ้นรูปปั้นการพองหรือการขึ้นรูปสูญญากาศ PLA สามารถดำเนินการกับผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างผันแปรเช่นภาชนะบรรจุอาหาร (ขวดหรือถาด) ฟิล์มบรรจุฟิล์มห่อแพ็คเกจที่ซึมผ่านอากาศได้บรรจุน้ำหอม ถุงช้อปปิ้งกระเป๋าขยะและอื่น ๆ

ตัวอย่างเช่นลูกอมหลายชนิดบรรจุโดย PLA การปรากฏตัวและการแสดงของฟิล์ม PLA นั้นคล้ายคลึงกับฟิล์มบรรจุภัณฑ์ขนมแบบดั้งเดิม มันมีความโปร่งใสและอุปสรรคสูงและสามารถรักษากลิ่นหอมของขนมได้ดีขึ้น

PLA ยังใช้ในการบรรจุอาหารที่มีอายุการเก็บรักษาสั้นเช่นไอศกรีมและสลัด วัสดุคอมโพสิตของ PLA ยังใช้ในการบรรจุน้ำน้ำผลไม้และโยเกิร์ต ภาชนะบรรจุเหล่านี้ที่ทำจาก PLA สามารถปฏิบัติตามมาตรฐานของเยอรมนีและสหภาพยุโรปได้ และ PLA มีประสิทธิภาพที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและต้านเชื้อแบคทีเรียได้ดี

Tawakkal, et al, เขียนภาพรวมเกี่ยวกับการพัฒนาการวิจัยของ PLA ในฐานะผู้ให้บริการยาต้านเชื้อแบคทีเรีย มีการอธิบายในภาพรวมว่า PLA สามารถให้บริการที่เหมาะสมสำหรับยาต้านเชื้อแบคทีเรีย (รวมถึงยาต้านเชื้อแบคทีเรียตามธรรมชาติ) จากมุมมองของคุณสมบัติเชิงกลและความร้อนของส่วนผสมของยาต้านเชื้อแบคทีเรียและ PLA ภาพยนตร์ที่ทำจากส่วนผสมสามารถใช้เป็นแพ็คเกจที่ติดต่ออาหารโดยตรงเพื่อป้องกันแบคทีเรีย และเมื่อเปรียบเทียบกับผู้ให้บริการที่ใช้ฟอสซิลแบบดั้งเดิม (ไม่สามารถย่อยสลายได้) PLA นั้นเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างเห็นได้ชัด

ในฐานะผู้ให้บริการยาเสพติด PLA เป็นหนึ่งในไม่กี่โพลีเมอร์ที่ได้รับอนุมัติจาก FDA สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ จุดร้อนในการแพทย์ที่ยื่นคือการศึกษายาเสพติดที่ปล่อยออกมาอย่างยั่งยืนซึ่งทำจาก PLA และจัดทำโดยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

Water และคณะ เพิ่ม furantoin ลงใน PLA และเตรียมยาเสพติดที่ปล่อยออกมาอย่างยั่งยืนผ่านเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ มันสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของ Staphylococcus aureus

นอกจากนี้ Weisman และคณะ โหลด PLA 3D ด้วย gentamicin และ methotrexate ระบบการส่งยานี้สามารถป้องกันการติดเชื้อและการเพิ่มจำนวนเซลล์เนื้องอกกราม วิธีนี้ยังมีกลยุทธ์การรักษาส่วนบุคคลสำหรับแพทย์ทางคลินิก ในฐานะที่เป็นระบบการจัดส่งยาเสพติดที่ปรับได้มันมีโอกาสทางคลินิกที่ดี นอกจากนี้ PLA ยังมีโอกาสที่ดีในสาขาบรรจุยาเสพติด

Ren Yiwen et al. เผยแพร่สิทธิบัตรของวัสดุบรรจุภัณฑ์การแพทย์ PLA และวิธีการเตรียมการและการใช้งาน แผ่นงานสำหรับบรรจุภัณฑ์ตุ่มสามารถทำได้โดยอุปกรณ์แปรรูปพลาสติกทั่วไปหลังจากเพิ่ม stablizer, พลาสติไซเซอร์และสารต้านไวรัสใน PLA วิธีนี้สามารถนำไปใช้ในบรรจุภัณฑ์ตุ่มสำหรับแท็บเล็ตเพื่อประมวลผลแผลพุพองในอุณหภูมิต่ำและปกป้องสภาพแวดล้อม

2) PHA

PHA เป็นอนุภาค biopolyester ชนิดหนึ่งซึ่งสามารถสังเคราะห์ได้โดยจุลินทรีย์หลายชนิด ภายใต้เงื่อนไขบางประการเนื้อหา PHA ในจุลินทรีย์สามารถเข้าถึง 90% ของน้ำหนักแห้งของเซลล์ สูตรทั่วไปของโครงสร้างทางเคมีมีดังนี้:

มวลโมเลกุลสัมพัทธ์มีตั้งแต่ 5*104 ถึง 2*107 PHA ยังดึงดูดความสนใจของผู้คนด้วยความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้ในวัสดุทรัพยากรและยาชีวภาพยังคงถูก จำกัด ด้วยประสิทธิภาพเชิงกลที่ไม่ดีต้นทุนการผลิตที่สูงและฟังก์ชั่นที่ จำกัด

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาพอลิเมอร์ PHA หลังจากการสังเคราะห์ทางชีวภาพหรือการปรับเปลี่ยนทางเคมีมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่าประสิทธิภาพเชิงกลทางกายภาพและเคมีที่ดีขึ้นและโอกาสที่กว้างขึ้นในการแพทย์ชีวภาพ

ในบรรดาตระกูล PHA, PHB มีโครงสร้างที่ง่ายที่สุดและแอปพลิเคชันที่กว้างที่สุด อาจมีค่าใช้จ่าย 100 ปีในการลดพลาสติกแบบดั้งเดิม แต่เพียง 12 เดือนสำหรับ PHB และผลิตภัณฑ์ที่ปล่อยออกมาจากการย่อยสลาย PHB คือน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

PHB เป็นคริสตัลที่มีโครงสร้างα - helix ผลึกของมันมีตั้งแต่ 55% ถึง 80% และจุดหลอมเหลวคือ 180 ° C มันคล้ายกับ PP ในคุณสมบัติทางกายภาพและโครงสร้างโมเลกุล ดังนั้น PHB จึงเป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับบรรจุภัณฑ์สีเขียว มีการใช้อย่างกว้างขวางในมีดโกนบรรจุภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้ายืนกอล์ฟเหยื่อผ้าอ้อมผลิตภัณฑ์สุขอนามัยของผู้หญิงและเครื่องสำอาง

แตกต่างจากวัสดุนาโนเมตรอื่น ๆ PHA มีศักยภาพที่ดีในฐานะผู้ให้บริการยาเสพติด Yalcin et al ใช้ PHB เพื่อบรรจุภัณฑ์นาโนแม่เหล็ก Doxorubicin ผลิตภัณฑ์สามารถรักษาความเสถียรในสื่อกลางเป็นเวลา 2 เดือนและปรับปรุงผลการต่อต้านเนื้องอก

ขึ้นอยู่กับความไม่ชอบน้ำสูงของ PHB, Luo, et al สังเคราะห์เป็นพิษต่ำ, ย่อยสลายได้และอุณหภูมิที่ไวต่ออุณหภูมิโพลียูรีเทน จากนั้น docetaxel hydrophobic จะถูกบรรจุโดย micelle ของ polyurethane พบว่า Nano Micelle เมื่อเทียบกับการฉีด docetaxel ที่เปิดตัวสามารถเพิ่มการสลายตัวของ docetaxel ลดปฏิกิริยา hemolytic และปรับปรุงความเข้ากันได้ของเลือดของยา

3) PBS

PBS เป็นโพลีเอสเตอร์ชนิดหนึ่งที่มีความเป็นผลึกสูง มันดูสีขาวน้ำนมและไม่มีกลิ่นและไม่มีรสชาติ นอกจากนี้ยังมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและการดูดซึมที่ดีและสามารถย่อยสลายได้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำตามธรรมชาติ ด้วยประสิทธิภาพเชิงกลที่ดีมันคล้ายกับ PP, PE และพลาสติกสากลอื่น ๆ ดังนั้นจึงเหมาะกับการผลิตด้วยเทคนิคต่าง ๆ ของการฉีดขึ้นรูปการอัดรีดการเป่าและการเคลือบ นอกจากนี้ยังสามารถผสมผสานกับแคลเซียมคาร์บอเนตแป้งและฟิลเลอร์อื่น ๆ เพื่อลดต้นทุน

หากจัดเก็บและใช้ตามปกติ PBS สามารถมีประสิทธิภาพที่มั่นคง แต่ PBS ที่หมักจะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ PBS ยังมีความทนทานต่อความร้อนมากกว่า PLA และ PHA อุณหภูมิการเสียรูปของมันอยู่ใกล้กับ 100 ° C และรูปสามารถเกิน 100 ° C หลังจากการปรับเปลี่ยน ซึ่งหมายความว่าวัสดุสามารถตอบสนองความต้องการปกติสำหรับการต้านความร้อน

PBS มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์ (อาหารเครื่องสำอางยาเสพติดและอื่น ๆ ), โต๊ะอาหาร, เครื่องมือทางการแพทย์ที่ใช้แล้วทิ้ง, ฟิล์มเกษตร, ฯลฯ เมื่อเร็ว ๆ นี้การศึกษาได้ดำเนินการอย่างกว้างขวางในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ (เข็มฉีดยาที่ใช้แล้วทิ้งหลอดทดลองและสายสวนทางการแพทย์ความเร็วการย่อยสลาย PBS สามารถปรับได้ในระบบการส่งยาเพื่อควบคุมความเร็วในการปลดปล่อยยาและปรับปรุงผลการรักษา

Pan Rui et al พัฒนายา metoprolol-PBS ที่ปล่อยระบบโดยวิธีการละลายการผสมและการควบคุมยาปล่อยโดยการเพิ่มสารเพิ่มปริมาณ แต่การรักษาความร้อน (90 ° C หรือดับ) ผลการวิจัยพบว่ายาที่ปล่อยความเร็ว 90 ° C ระบบที่ได้รับการรักษานั้นเร็วกว่าระบบดับ แต่ในช่วงปลายความเร็วที่ปล่อยออกมาของทั้งสองระบบเข้าใกล้กัน จะเห็นได้ว่าระบบการย่อยสลายของ PBS นั้นสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนเทคนิคการรักษาความร้อนเพื่อควบคุมการปลดปล่อยยา

4) เซลลูโลสอะซิเตท

เซลลูโลสอะซิเตททำจากเซลลูโลสของพืชอะซิติลและสามารถย่อยสลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ เป็นพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เซลลูโลสอะซิเตทสามารถแบ่งออกเป็นเซลลูโลส monoacetate ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของการทดแทนเซลลูโลสอะซิเตตและเซลลูโลส triacetate

การแทนที่ไฮดรอกซิลของโมเลกุลเซลลูโลสด้วย acetyl สามารถบรรเทาการทำงานของพันธะไฮโดรเจนและเพิ่มพื้นที่ระหว่างโมเลกุลเซลลูโลส ดังนั้นเซลลูโลส diacetate (หรือ CA สำหรับระยะสั้น) ทำงานได้ดีเทอร์โมพลาสติก

สูตรโมเลกุลของ CA

คุณสมบัติของ CA นั้นคล้ายกับพลาสติกสากล ความโปร่งใสของมันค่อนข้างดีโดยมีการส่งผ่านมากกว่า 85% และสอดคล้องกับข้อกำหนดของพลาสติกโปร่งใส มันอยู่นอกเหนือจากความสามารถในการสร้างที่ดีการขึ้นรูปฟิล์มง่าย ๆ การชอบน้ำที่โดดเด่นฟลักซ์ขนาดใหญ่และความต้านทานต่อคลอรีนสูง ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สามารถประมวลผลไปยังฟิล์มออสโมติกทุกชนิดและใช้ในการกลั่นน้ำและจัดการน้ำ

แอพพลิเคชั่นที่พบบ่อยที่สุดของ CA คือตัวกรองบุหรี่, ที่จับเครื่องมือ, ด้ามจับจักรยาน, ที่วางปากกา, กรอบแก้ว, ภาชนะสำหรับน้ำมันหรือเบนซีน, วัสดุฉนวน, โปรไฟล์และฟิล์มบรรจุ ... และวัสดุที่ถูกสุขลักษณะและสามารถใช้ในการทำผ้าพันแผลการผ่าตัด มันจะไม่เป็นไปตามแผล

จากคุณสมบัติเทอร์โมพลาสติกของ CA ดร. Hou Huimin กับทีมของเขารวมวิธีการผลิตฟิล์มพลาสติกอุตสาหกรรมแนวคิดบรรจุภัณฑ์และเทคโนโลยีการตัดเลเซอร์ที่มีความแม่นยำสูงและพัฒนาเทคโนโลยีการเคลือบเทอร์โมพลาสติกสำหรับแท็บเล็ตปั๊มออสโมติก เทคโนโลยีใหม่นี้ประกอบด้วยสามขั้นตอน: การอัดรีดความร้อนและการขึ้นรูปฟิล์มการเคลือบด้วยความร้อนและการตัดด้วยเลเซอร์

ทั้ง Metformin Hydrochloride thermoplastic เคลือบแท็บเล็ตและแท็บเล็ตเคลือบเทอร์โมพลาสติก nifedipine ที่เตรียมโดยเทคโนโลยีใหม่นี้มีคุณสมบัติการปลดปล่อยคำสั่งซื้อของแท็บเล็ตควบคุมปั๊มออสโมติกทั่วไป เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการเคลือบสเปรย์ทั่วไปเทคโนโลยีใหม่นี้มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

A. มันใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ผันผวนไม่ได้สร้างฝุ่นและผลิตฟิล์มเคลือบเทอร์โมพลาสติกและแท็บเล็ตเคลือบซึ่งจะไม่ก่อให้เกิดมลพิษสภาพแวดล้อม

B. ฟิล์มเคลือบถูกจัดทำแยกต่างหากสำหรับการควบคุมประสิทธิภาพและการรับประกันคุณภาพยาเสพติด

C. การเคลือบการตัดเลเซอร์และบรรจุภัณฑ์ตุ่มสามารถเสร็จสิ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งเหมาะกับการผลิตอัตโนมัติและอัจฉริยะ

D. CA สามารถแทนที่ PVC ซึ่งมักใช้ในบรรจุภัณฑ์ตุ่มซึ่งเป็นมิตรกับสภาพแวดล้อมมากกว่า

1. โอกาส

ชีวประวัติที่แนะนำข้างต้นได้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในหลายสาขา พลาสติกแป้งส่วนใหญ่จะถูกประมวลผลไปยังแผ่นอัดรีด, ฟิล์มเป่า, ผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป, ภาชนะบรรจุและของเล่น, PLA เพื่อการผ่าตัดเย็บแผล, วัสดุตรึงกระดูกและข้อและวัสดุจักษุ สำหรับอาหารเครื่องสำอางและยาเสพติดโต๊ะอาหารเครื่องมือการแพทย์แบบใช้แล้ว

ในการผลิตในทางปฏิบัติของเรามีพลาสติกทั่วไปอื่น ๆ รวมถึง PE, PP, PVC และ PET พวกเขาสามารถทดแทนได้โดยพลาสติกชีวภาพเหล่านี้ดังต่อไปนี้；

พลาสติกทั่วไป			พลาสติกทางเลือก
ชื่อ	แอปพลิเคชันในอุตสาหกรรมอาหารและสิ่งจำเป็นรายวัน	แอปพลิเคชันในอุตสาหกรรมยา
สัตว์เลี้ยง	ขวดน้ำแร่ขวดเครื่องดื่มอัดลม ...	ขวดยา	PHA, PBS, PLA
HDPE	ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดผลิตภัณฑ์อาบน้ำ ...	หลอดแช่	พลาสติกแป้ง PBS
พีวีซี	ไม่ค่อยได้ใช้	แพ็คเกจแผลพุพอง	PHA, PLA, CA
LDPE	ฟิล์มรักษาสดฟิล์มพลาสติก ...	ถุงพลาสติก	พลาสติกแป้ง PBS, CA
PP	กล่องอาหาร (เหมาะสำหรับเตาอบไมโครเวฟ)	ขวดแช่	Plastics Starch, PLA, PBS
ps	กล่องก๋วยเตี๋ยวทันทีกล่องอาหารจานด่วน ...	ผู้ถือยาเสพติดวัสดุบัฟเฟอร์ ...	Plastics Starch, PLA, PHA

ตารางสามารถบอกเราได้ว่าพลาสติกทั่วไปสำหรับแพ็คเกจด้านใน (ขวดพุพอง .. ) และแพ็คเกจด้านนอก (ถุงพลาสติกฟิล์มพลาสติกที่ยึดยาเสพติด ... ) ของยาเสพติดสามารถแทนที่ด้วยพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

เมื่อวิทยาศาสตร์พัฒนาขึ้นพลาสติกประเภทใหม่จะได้รับฟังก์ชั่นและคุณสมบัติของพลาสติกทั่วไปมากขึ้นเรื่อย ๆ และกลายเป็นเศรษฐกิจและการปฏิบัติมากขึ้น นอกจากนี้พวกเขาสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในระบบนิเวศและสร้างมลพิษในรูปแบบของอนินทรีย์ เป็นแนวโน้มที่แน่นอนสำหรับอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ยาเสพติดในอนาคตที่จะใช้พลาสติกชีวภาพและลดและกำจัดพลาสติกฟอสซิลฐานค่อยๆ