El poli(3-hidroxibutirato- co -3-hidroxivalerato) , comúnmente conocido como PHBV , es un polímero de tipo polihidroxialcanoato . Es un plástico biodegradable , no tóxico y biocompatible producido naturalmente por bacterias y una buena alternativa para muchos polímeros sintéticos no biodegradables . Es un poliéster alifático lineal termoplástico . Se obtiene por la copolimerización del ácido 3-hidroxibutanoico y el ácido 3-hidroxipentanoico . El PHBV se utiliza en envases especiales, dispositivos ortopédicos y en la liberación controlada de medicamentos. El PHBV sufre degradación bacteriana en el medio ambiente.
El PHBV fue fabricado por primera vez en 1983 por Imperial Chemical Industries (ICI). Se comercializa bajo el nombre comercial Biopol . ICI ( Zeneca ) lo vendió a Monsanto en 1996. Este fue adquirido por Metabolix en 2001. [2] [3] Biomer L es el nombre comercial del PHBV de Biomer.
Las bacterias sintetizan el PHBV como compuestos de almacenamiento en condiciones que limitan su crecimiento. [4] Las cepas recombinantes de Escherichia coli pueden producirlo a partir de glucosa y propionato . [2] Muchas otras bacterias como Paracoccus denitrificans y Ralstonia eutropha también son capaces de producirlo.
También se puede sintetizar a partir de plantas modificadas genéticamente . [5]
El PHBV es un copolímero de ácido 3-hidroxibutanoico y ácido 3-hidroxipentanoico . [6] El PHBV también se puede sintetizar a partir de butirolactona y valerolactona en presencia de aluminoxano oligomérico como catalizador . [7]
Los monómeros, ácido 3-hidroxibutanoico y ácido 3-hidroxipentanoico, están unidos por enlaces éster ; la estructura principal del polímero está formada por átomos de carbono y oxígeno. La propiedad del PHBV depende de la proporción de estos dos monómeros en él. El ácido 3-hidroxibutanoico proporciona rigidez mientras que el ácido 3-hidroxipentanoico promueve la flexibilidad. Por lo tanto, el PHBV se puede hacer para parecerse al polipropileno o al polietileno cambiando la proporción de monómeros. [8] El aumento de la proporción de ácido 3-hidroxibutanoico a ácido 3-hidroxipentanoico da como resultado un aumento del punto de fusión, la permeabilidad al agua , la temperatura de transición vítrea (T g ) y la resistencia a la tracción. Sin embargo, la resistencia al impacto se reduce. [3] [5] [7]
El PHBV es un polímero termoplástico. Es frágil, tiene baja elongación a la rotura y baja resistencia al impacto. [5]
El PHBV se utiliza en la liberación controlada de fármacos, implantes y reparaciones médicas, embalajes especiales , dispositivos ortopédicos y fabricación de botellas para bienes de consumo. También es biodegradable, por lo que puede utilizarse como alternativa a los plásticos no biodegradables [9].
Al desecharse, el PHBV se degrada en dióxido de carbono y agua. El PHBV sufre degradación bacteriana. El PHBV, al igual que las grasas para los humanos, es una fuente de energía para los microorganismos. Las enzimas que producen lo degradan y se consumen. [10]
El PHBV tiene una baja estabilidad térmica y la escisión se produce en el enlace éster mediante una reacción de eliminación β . [5]
La degradación hidrolítica ocurre lentamente, lo que hace que sea utilizable en aplicaciones médicas.
El PHBV, al ser biodegradable, biocompatible y renovable, es una buena alternativa a los polímeros sintéticos no biodegradables fabricados a partir del petróleo. Sin embargo, presenta las siguientes desventajas: [5]