موضوع مقاله: پلی‌هیدروکسی آلکانوات‌ها | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پلی‌هیدروکسی آلکانوات‌ها | مقدمه: وقتی توسط باکتریها تولید می‌شوند، هم به عنوان منبع انرژی و هم به عنوان مخزن کربن عمل می‌کنند. | ## بخش 1: پلی‌هیدروکسی آلکانوات‌ها | بیش از ۱۵۰ مونومر متفاوت را می‌توان در این خانواده ترکیب کرد تا موادی با خواص بسیار متفاوت بدست آورد. این پلاستیک‌ها زیست تخریب پذیر هستند و در تولید پلاستیک‌های زیستی استفاده می‌شوند. آنها می‌توانند مواد ترموپلاستیک یا الاستومری باشند، با نقطه ذوب از ۴۰ تا ۱۸۰درجه سانتی گراد. هنگامی که جمعیت به سطح قابل توجهی رسید، ترکیب مواد مغذی را می‌توان تغییر داد تا میکروارگانیسم را مجبور به سنتز PHA کند. بازده PHA به دست آمده از آخال‌های گرانول داخل سلولی می‌تواند تا ۸۰ درصد وزن خشک ارگانیسم باشد. با این حال، شیوع تولید PHA در یک کشت تک یا مجموعه‌ای از ارگانیسم‌های میکروبی مخلوط نیز، می‌تواند به محدودیت کلی مواد مغذی و نه فقط عناصر کلان، بستگی داشته باشد. این مورد به ویژه در روش چرخه «جشن/قحطی» برای القای تولید PHA، که در آن کربن به‌طور دوره‌ای اضافه و تخلیه می‌شود تا باعث قحطی شود، که سلول‌ها را تشویق می‌کند تا PHA را در طول «جشن» به عنوان یک روش ذخیره‌سازی برای دوره‌های قحطی تولید کنند. بسته به میکروارگانیسم و شرایط کشت، همو یا کوپلی استرهایی با اسیدهای هیدروکسی آلکانوئیک مختلف تولید می‌شوند. آنها از کوآنزیم A - تیواستر (r) - هیدروکسی اسیدهای چرب به عنوان سوبسترا استفاده می‌کنند. دو دسته از سنتازهای PHA در استفاده خاص از اسیدهای چرب هیدروکسی با طول زنجیره کوتاه یا متوسط، متفاوت هستند. پلی (HA MCL) از اسیدهای چرب هیدروکسی با طول زنجیره‌های متوسط شامل ۶ تا ۱۴ اتم کربن، به عنوان مثال می‌تواند توسط سودوموناس پوتیدا ساخته شود. | ## بخش 2: پلی‌هیدروکسی آلکانوات‌ها | تعداد کمی از باکتری‌ها، از جمله آئروموناس هیدروفیلا و تیوکوکوس پنیگی، کو پلی استر را از دو نوع اسیدهای چرب هیدروکسی بالا سنتز می‌کنند، یا حداقل دارای آنزیم‌هایی هستند که قادر به انجام بخشی از این سنتز می‌باشند. آنها به دلیل کمبود نیتروژن و فسفر، در هر سه کیلوگرم قند، یک کیلوگرم PHA تولید می‌کنند. ساده‌ترین و رایج‌ترین شکل PHA، تولید تخمیری پلی بتا هیدروکسی بوتیرات [پلی(۳-هیدروکسی بوتیرات)، P(3HB است که از ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ مونومر اسید چرب هیدروکسی تشکیل شده است. تولید صنعتی در تولید صنعتی PHA، پلی استر با بهینه‌سازی شرایط تخمیر میکروبی قند ،گلوکز یا روغن گیاهی از باکتری‌ها استخراج و خالص سازی می‌شود. در دهه ۱۹۸۰، صنایع شیمیایی امپریال پلی (۳-هیدروکسی بوتیرات- کو -۳-هیدروکسی والرات) را توسعه داد که از طریق تخمیر به دست آمده بود و "Biopol" نام گرفت. به عنوان ماده خام برای تخمیر، می‌توان از کربوهیدرات‌هایی مانند گلوکز و ساکارز و همچنین روغن گیاهی یا گلیسیرین حاصل از تولید بیودیزل استفاده کرد. محققان در صنعت در حال کار روی روش‌هایی هستند که با آنها محصولات تراریخته توسعه می‌یابند که مسیرهای سنتز PHA را از باکتری‌ها بیان می‌کنند و بنابراین PHA را به عنوان مخزن انرژی در بافت‌های خود تولید می‌کنند. PHAها عمدتاً از طریق قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و حباب‌های اکستروژن در لایه‌ها و بدنه‌های توخالی پردازش می‌شوند. خواص مواد پلیمرهای PHA ترموپلاستیک هستند، می‌توانند بر روی تجهیزات پردازش معمولی پردازش شوند و بسته به ترکیب آنها، انعطاف‌پذیر و کم و بیش الاستیک هستند. آنها بر اساس ترکیب شیمیایی (هومو یا کوپلی استر، حاوی اسیدهای چرب هیدروکسی) از نظر خواص متفاوت هستند. آنها در مقابل سایر پلاستیک‌های زیستی از پلیمرهایی مانند پلی لاکتیک اسید، نسبتاً جزئی، پایدار در برابر اشعه ماوراء بنفش هستند. | ## بخش 3: پلی‌هیدروکسی آلکانوات‌ها | فرایند پذیری، قدرت ضربه و انعطاف‌پذیری با درصد بالاتر والرات در مواد بهبود می‌یابد. PHAها در حلال‌های هالوژنه مانند کلروفرم، دی کلرومتان یا دی کلرواتان محلول هستند. PHB از نظر خواص مواد مشابه پلی پروپیلن (PP) است، مقاومت خوبی در برابر رطوبت و خواص مانع عطر دارد. کوپلیمرهای PHB که ممکن است شامل سایر اسیدهای چرب مانند اسید بتا هیدروکسی والریک باشند، ممکن است الاستیک باشند. علاوه بر این، تحقیقات فعالی برای تبدیل زیستی " تغییر چرخه " زباله‌های پلاستیکی (به عنوان مثال، پلی اتیلن ترفتالات و پلی اورتان) به PHA با استفاده از باکتری سودوموناس پوتیدا در حال انجام است. یک کوپلیمر PHA به نام PHBV (پلی (۳-هیدروکسی بوتیرات-کو-۳-هیدروکسی والرات ، به میزان کمتری سفت و سخت است و ممکن است به عنوان ماده بسته‌بندی استفاده شود. در ژوئن ۲۰۰۵، شرکت متابولیکس ایالات متحده جایزه چالش شیمی سبز ریاست جمهوری ایالات متحده (دسته مشاغل کوچک) را به دلیل توسعه و تجاری سازی روشی مقرون به صرفه برای تولید PHA دریافت کرد. کاربردهای بالقوه‌ای برای PHA تولید شده توسط میکروارگانیسم‌ها در صنایع کشاورزی، پزشکی و داروسازی، عمدتاً به دلیل زیست‌تخریب‌پذیری آنها وجود دارد. کاربردهای فیکساسیون و ارتوپدی شامل بخیه‌ها، بست‌های بخیه، دستگاه‌های ترمیم مینیسک، پرچ‌ها، چسب‌ها، منگنه‌ها، پیچ‌ها (شامل پیچ‌های تداخلی)، صفحات استخوانی و سیستم‌های آبکاری استخوان، مش‌های جراحی، چسب‌های ترمیم کننده، اسلینگ‌ها، تکه‌های قلبی عروقی (پنجره‌های ارتوپدی) می‌باشد. | ## جمع‌بندی | مواد تقویت کننده استخوان، چسبندگی موانع، استنت‌ها، دستگاه‌های ترمیم/بازسازی بافت هدایت‌شده، دستگاه‌های ترمیم غضروف مفصلی، راهنماهای عصبی، دستگاه‌های ترمیم تاندون، دستگاه‌های ترمیم عیوب سپتوم دهلیزی، چسب‌های پریکارد، مواد حجیم‌کننده و پرکننده، دریچه‌های ورید، داربست‌های مغز استخوان، دستگاه‌های بازسازی مینیسک، رباط و پیوندهای تاندون، کاشت سلول‌های چشمی، همجوشی ستون فقرات قفس، جایگزین‌های پوست، جایگزین‌های دورال، جایگزین‌های پیوند استخوان، رولپلاک‌های استخوانی، پانسمان‌های زخم و هموستات‌ها.