聚乳酸（PLA）是一種以乳酸為主要原料合成的聚酯類聚合物。其生產(chǎn)過程起始于植物中提取的淀粉，經(jīng)過酶的分解得到葡萄糖，再經(jīng)乳酸菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乳酸，最終通過化學(xué)合成聚乳酸。這種材料在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)無污染，且能生物降解為水和二氧化碳，是一種公認(rèn)的綠色高分子材料。自上世紀(jì)五十年代研究人員首次合成聚乳酸以來，隨著生產(chǎn)技術(shù)和化工水平的進(jìn)步，聚乳酸已成為全球重要的化工材料之一。通過化學(xué)、物理改性及共混改性等手段，其性能不斷提升，展現(xiàn)出優(yōu)異的加工熱穩(wěn)定性和適宜的降解性。

PLA結(jié)構(gòu)式

聚乳酸的特性

生物可降解性

相較于傳統(tǒng)塑料，聚乳酸能夠通過微生物和光的作用，降解為無毒無害的二氧化碳和水。其生產(chǎn)單體乳酸，可通過農(nóng)作物或農(nóng)副產(chǎn)品如小麥、稻谷和甜菜等發(fā)酵得到，使得聚乳酸的原料具有可再生性。這一特性使得聚乳酸在環(huán)保領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。

生物相容與可吸收性

聚乳酸在人體內(nèi)能被酸或酶水解成乳酸，而乳酸又能被機體內(nèi)的酶進(jìn)一步代謝，最終生成二氧化碳和水。因此，聚乳酸對人體的毒性極低，展現(xiàn)出良好的生物相容性和可吸收性，適用于醫(yī)療和生物醫(yī)用領(lǐng)域。

物理加工性

聚乳酸作為熱塑性高分子材料，具有良好的可塑性和物理加工性能。其熔點和結(jié)晶度高，彈性與柔韌性優(yōu)越，熱成型性亦屬上乘。與聚丙烯、聚苯乙烯和聚苯醚樹脂等高分子材料相似，聚乳酸同樣可以通過擠出、拉伸等方式進(jìn)行成型加工。

聚乳酸的合成

目前，聚乳酸的合成主要采用直接縮聚法和丙交酯開環(huán)聚合法。直接縮聚法包括熔融聚合法、溶液聚合法和熔融-固相聚合法。而丙交酯開環(huán)聚合則根據(jù)引發(fā)劑和反應(yīng)機理的不同，進(jìn)一步細(xì)分為陰離子型開環(huán)聚合、陽離子型開環(huán)聚合和配位開環(huán)聚合等多種方法。

聚乳酸的降解機制

PLA的降解主要通過兩種方式實現(xiàn)：異質(zhì)降解和均勻降解。其降解過程涉及主鏈、側(cè)鏈以及交叉鏈的斷裂，其中酯鍵的斷裂是導(dǎo)致長聚合物斷裂的主要機理。PLA在降解過程中，會逐漸分解為更短的鏈，如低聚物、二聚體或單體。這些短鏈可以被微生物利用，通過酶的作用進(jìn)一步降解為羧酸和醇等碎片。

聚乳酸的應(yīng)用領(lǐng)域

藥物可控釋放：聚乳酸可作為一種藥物載體，在體內(nèi)持續(xù)釋放藥物。其結(jié)構(gòu)隨時間變化而逐漸疏松，加速藥物的釋放速度，從而實現(xiàn)藥物長期定量的釋放，有效維持體內(nèi)藥物濃度，提高藥效，并減少一次性大量釋放可能引起的毒副作用。

組織工程：聚乳酸及其與乳酸和聚乙醇酸的共聚物已廣泛應(yīng)用于第一代組織工程材料中，展現(xiàn)了實用價值。特別是在骨科固定材料方面，與傳統(tǒng)金屬固體固定材料相比，聚乳酸材料可避免“應(yīng)力遮蔽”現(xiàn)象。

醫(yī)用縫合線：由于聚乳酸及其共聚物具有生物降解性，它們常被用作外科手術(shù)縫合線。在愈合過程中，這些縫合線能夠自然降解，無需再次拆線，是一種可吸收型縫合線。

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