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    Title: 綠色材料-生物可分解聚酯材料PHA生產、應用與分解技術開發(I)
    Authors: 董崇民;楊美桂;周秀慧
    Contributors: 淡江大學化學工程與材料工程學系
    Keywords: 生物可分解塑膠;聚羥基烷酯;微生物發酵;聚羥基丁酯;聚羥基丁酯戊酯;光合菌;核磁共振儀;生醫材料;生物相容性
    Date: 2002
    Issue Date: 2010-01-11 11:53:59 (UTC+8)
    Abstract: 社會大眾對環境品質的要求與環保意識的提昇,以及企業界必須永續經營的理念,使得綠色工業將成為人類主要的產業政策,其中最受矚目的環保材料之一是生物可分解性塑膠。而在各種生物可分解性塑膠中,若要同時考慮「環境友好材料」與「清潔生產」時,則微生物醱酵型的聚羥基烷酯類(PHA)就成了最適合的選擇。不論從原料來源、中間製程及產品廢棄後,都可以符合綠色生產和綠色產品的要求。環境中微生物合成之聚羥基烷酯具有與石化塑膠相似的物化特性,因此可以用為取代目前廣泛使用的石化合成塑膠。本整合計畫即著重於建立我國綠色材料產業之原料生產技術及應用設計。第一年(90年度)共有三個子計劃,包括上游之微生物篩選及發酵生產,中游之高分子結構分析及物性檢測,下游的生物相容性與生醫材料應用評估。輔仁大學楊美桂教授從學校環境廢水所分離出的光合菌中,利用聚合脢鏈反應合成之DNA探針,藉著菌落雜交法篩選出含PHA合成基因的菌株,包括合成beta-ketothiolase, acetoacetyl-CoA reductase與PHA polymerase三基因,再從篩選出之菌株進行發酵生產PHA。另外從phbC基因之選殖與序列分析,可以對PHA的製造與堆積提供更多分子層次的瞭解,同時經由環境條件對PHA產量的調控,以期大幅增加PHA的產量。 淡江大學 董崇民副教授建立以核磁共振儀分析方法(1H-NMR及13C-NMR)分析PHA產物的結構與組成,利用結構與性質的關係,做為修改發酵程序之用。經由分析後,得知輔大光合菌2號所生產的PHA為聚羥基丁酯-戊酯(PHBV)共聚合體,HV單元的含量為11.6 mol%;光合菌3號所生產的為純聚羥基丁酯(PHB)。另外從熱分析圖中知道,共聚合體的玻璃轉移溫度及熔點都較PHB單聚合體為低,而降低的比例隨著HV單元的增加而增加,熔點的降低有助於增加材料的加工性和韌性。輔仁大學周秀慧副教授評估PHA高分子材料在生醫材料上的應用;由於PHA的可分解性質,當作為手術縫合線、藥物釋放控制、骨釘等生醫材料,將可避免二次手術及醫療資源的浪費,更可以減少一般塑膠醫療廢棄物。而生物相容性和適用性是決定成為生醫材料產品的關鍵,也是醫用安全性的指標。實驗結果顯示低濃度PHB(<12.5μg/ml) 對纖維母細胞及淋巴細胞株不具毒性,也不會影響其生長與貼附,另外PHB也不會影響脾臟和胸腺初代細胞對分裂原的增殖反應。但是,PHB會顯著抑制吞噬細胞的生長,並且刺激其NO的釋放。另外以PHB製成之薄膜植入老鼠背部皮下的結果顯示,PHB不具毒性,也不會造成植入區周邊皮膜和毛髮的異常,此結果顯示PHB具生物相容性與醫用安全性。
    Relation: 2002永續發展科技與政策研討會論文集,20頁
    Appears in Collections:[化學工程與材料工程學系暨研究所] 會議論文

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