| 초록 |
1.분석자 서문 최근 무분별한 합성고분자화합물의 사용으로 인한 심각한 환경오염이 중요한 이슈로 다뤄지고 있다. 그에 따라 잘 분해되지 않던 고분자화합물의 이용을 지양하고, 온도 및 수분, 토양, 미생물 등 다양한 외부 환경적 요인에 따라 스스로 분해될 수 있는 생분해성 고분자의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 또한 약물 전달 및 인공 보철물 등과 같은 의생명공학 분야로의 고분자화합물의 응용은 생체 내에서 분해 가능한 고분자화합물 개발에 박차를 가하는 계기가 되었다. 본 리뷰는 생분해성 고분자의 수명에 영향을 미치는 여러 요인들에 대한 정보를 요약함과 동시에 수명 예측 방법에 대하여 서술하고 있어 매우 유용한 자료가 될 것으로 예상된다. 2. 목차 1. 개요 2. 정의 3. 고분자 분해에 대한 총설 3.1. 고장에 따른 기계적 기준 3.2. 고분자 수명 추정 3.3. 분해에 대한 거시적, 미시적, 화학적 변화의 상호 연관성 4. 가수분해 4.1. 생분해성 물질의 파괴 메커니즘 4.2. 수분 유동 모델 4.3. 가수분해 속도-화학 결합 형태의 효과 4.4. 대량 vs. 표면 열화 5. 효소에 의한 분해 촉진 6. 다양한 환경에서의 생분해 7. 결론 모든 종류의 고분자에 대한 수명 모델화의 궁극적인 목표는 모든 제어변수를 입력하여 분해 속도를 예측하는 것이다. 그러나 현 시점에서 기존의 모델을 자연환경에서의 분해 메커니즘과 접목하여 둘 사이의 상호작용에 대한 근본적인 이해가 통일되어 하나의 이론으로 달성할 수 있을 만큼 충분히 발전하지 못했다. 본 리뷰에서는 거대분자 및 화학적 변화를 공학적 특성과 관련시키는 구조-특성 관계의 광범위한 틀을 사용함으로써 분해화학, 약물 전달 및 효소화학의 다른 분야에서도 적용이 가능한 일반적인 접근법을 소개하였다. 앞으로 고분자의 초기 변화를 감지하는 데 사용할 수 있는 민감한 분석 기술을 활용하여 여러 다양한 환경 조건에서의 고분자화합물의 생분해적 수명을 예측할 수 있을 것으로 기대된다. (본래의 문헌에서는 각각의 생분해 방법에 따른 수명 예측 계산법에 대해 자세하게 서술되어 있으므로 이에 대해 관심이 있는 독자는 원문을 참고하시길 당부드린다.) References 1. Bronwyn Laycock, Lifetime prediction of biodegradable polymers, Progress in Polymer Science, February, 2017. 2. Jan Pospisil, The origin and role of structural inhomogeneities and impurities in material recycling of plastics, Macromolecular Symposia, December, 1998. 3. Baljit Singh, Mechanistic implications of plastic degradation, Polymer Degradation and Stability, March, 2008. 4. Bruno Fayolle, Lifetimes and Compatibility of Synthetic Polymers, Polymer Degradation and Stability, November, 2006. 5. Mathew C. Celina, Review of polymer oxidation and its relationship with materials performance and lifetime prediction, Polymer Degradation and Stability, June, 2013. 6. Mathew C. Celina, Accelerated aging and lifetime prediction: Review of non-Arrhenius behaviour due to two competing processes, Polymer Degradation and Stability, May, 2005. 7. Xiaoxiao Han, Analysis of degradation data of poly(l-lactide ndash;co-l,d-lactide) and poly(l-lactide) obtained at elevated and physiological temperatures using mathematical models, Acta Biomaterialia, October, 2010. 8. Anne Ammala, An overview of degradable and biodegradable polyolefins, Progress in Polymer Science, August, 2011. 9. Nathalie Lucas, Polymer biodegradation: Mechanisms and estimation techniques ndash; A review, Chemosphere, September, 2008. 10. Maria T. Gutierrez-Wing, Aerobic Biodegradation of Polyhydroxybutyrate in Compost, Environmental Engineering Science, June, 2011. ※ 이 자료의 분석은 건국대학교의 백아름님께서 수고해주셨습니다. |
