ไบโอพอลิเมอร์เป็นพอลิเมอร์ ธรรมชาติ ที่ผลิตโดยเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเช่นเดียวกับพอลิเมอร์อื่นๆ ไบโอพอลิเมอร์ประกอบด้วย หน่วย โมโนเมอร์ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์เป็นสายโซ่เพื่อสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ขึ้น ไบโอพอลิเมอร์แบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก โดยจำแนกตามโมโนเมอร์ที่ใช้และโครงสร้างของไบโอพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้น ได้แก่พอลินิวคลีโอ ไทด์ พอ ลิเปป ไทด์ และ พอลิ แซ็ กคาไรด์ พอ ลินิว คลีโอไทด์ ได้แก่ อาร์ เอ็นเอและดีเอ็นเอ เป็นพอลิเมอ ร์สายยาวของนิวคลีโอ ไทด์ พอลิเปปไทด์ ประกอบด้วยโปรตีนและพอลิเมอร์สายสั้นของ กรด อะมิโนตัวอย่างที่สำคัญบางส่วน ได้แก่ คอลลาเจนแอ คติน และไฟบริน พอลิแซ็กคาไร ด์ เป็นสายโซ่เชิงเส้นหรือสายโซ่แตกแขนงของคาร์โบไฮเดรต น้ำตาล ตัวอย่างเช่น แป้ง เซลลูโลส และอัลจิเนต ตัวอย่างอื่นๆ ของไบโอพอลิเมอร์ ได้แก่ยางธรรมชาติ (พอลิเมอร์ของไอโซพรีน ) ซูเบอรินและลิกนิน ( พอลิเมอร์โพลีฟีนอลเชิงซ้อน) คิวตินและคิวแทน (พอลิเมอร์เชิงซ้อนของ กรดไขมันสายยาว) เมลานินและโพลีไฮดรอกซีอัลคาโนเอต (PHAs )

นอกจากบทบาทสำคัญมากมายในสิ่งมีชีวิตแล้ว ไบโอพอลิเมอร์ยังมีการประยุกต์ใช้ในหลายสาขา รวมถึงอุตสาหกรรมอาหารการผลิตบรรจุภัณฑ์และวิศวกรรมชีวการแพทย์^{[ 1 ]}

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพอลิเมอร์ชีวภาพและ พอลิเมอร์ สังเคราะห์นั้นพบได้ในโครงสร้างของพวกมัน พอลิเมอร์ทุกชนิดประกอบด้วยหน่วยย่อยที่ซ้ำกันเรียกว่าโมโนเมอร์พอลิเมอร์ชีวภาพมักมีโครงสร้างที่กำหนดไว้อย่างดี แม้ว่านี่จะไม่ใช่ลักษณะเฉพาะที่บ่งชี้ (ตัวอย่างเช่นลิกโนเซลลูโลส ) องค์ประกอบทางเคมีที่แน่นอนและลำดับการเรียงตัวของหน่วยเหล่านี้เรียกว่าโครงสร้างปฐมภูมิในกรณีของโปรตีน พอลิเมอร์ชีวภาพหลายชนิดพับตัวเป็นรูปร่างกะทัดรัดที่เป็นลักษณะเฉพาะ (ดูเพิ่มเติมที่ " การพับตัวของโปรตีน " รวมถึงโครงสร้างทุติยภูมิและโครงสร้างตติยภูมิ ) ซึ่งเป็นตัวกำหนดหน้าที่ทางชีวภาพของพวกมันและขึ้นอยู่กับโครงสร้างปฐมภูมิในลักษณะที่ซับซ้อนชีววิทยาโครงสร้างคือการศึกษาคุณสมบัติเชิงโครงสร้างของพอลิเมอร์ชีวภาพ ในทางตรงกันข้าม พอลิเมอร์สังเคราะห์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าและสุ่มมากกว่า (หรือแบบสุ่ม) ข้อเท็จจริงนี้ทำให้เกิดการกระจายมวลโมเลกุลที่ไม่มีในพอลิเมอร์ชีวภาพ ในความเป็นจริง เนื่องจากกระบวนการสังเคราะห์ถูกควบคุมโดยกระบวนการที่กำกับโดยแม่แบบใน ระบบ ในร่างกาย ส่วนใหญ่ ไบโอพอลิเมอร์ทุกชนิด (เช่น โปรตีนชนิดใดชนิดหนึ่ง) จึงเหมือนกันทั้งหมด กล่าวคือ พวกมันมีลำดับและจำนวนโมโนเมอร์ที่คล้ายคลึงกัน และด้วยเหตุนี้จึงมีมวลเท่ากัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าโมโนดิสเพอร์ซิตี้ซึ่งแตกต่างจากโพลิดิสเพอร์ซิตี้ที่พบในพอลิเมอร์สังเคราะห์ ส่งผลให้ไบโอพอลิเมอร์มีค่าการกระจายตัวเท่ากับ 1 ^{[ 3 ]}

ตามธรรมเนียมสำหรับพอลิเปปไทด์จะต้องระบุกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบตามลำดับจากปลายอะมิโนไปยังปลายกรดคาร์บอกซิลิก กรดอะมิโนจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์เสมอโปรตีนแม้ว่าจะใช้กันทั่วไปเพื่อหมายถึงพอลิเปปไทด์ใดๆ ก็ตาม แต่ในที่นี้หมายถึงรูปแบบที่ใหญ่กว่าหรือทำงานได้อย่างสมบูรณ์ และอาจประกอบด้วยสายพอลิเปปไทด์หลายสายรวมถึงสายเดี่ยว โปรตีนยังสามารถปรับเปลี่ยนให้มีส่วนประกอบที่ไม่ใช่เปปไทด์ เช่น สาย แซคคาไรด์และลิปิดได้ อีกด้วย ^{[ 4 ​​]}

ธรรมเนียมสำหรับลำดับกรดนิวคลีอิกคือการระบุลำดับนิวคลีโอไทด์ตามลำดับจากปลาย 5' ถึงปลาย 3' ของสายโซ่พอลิเมอร์โดยที่ 5' และ 3' หมายถึงการนับคาร์บอนรอบวงแหวนไรโบสซึ่งมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะฟอสเฟตไดเอสเทอร์ของสายโซ่ ลำดับดังกล่าวเรียกว่าโครงสร้างปฐมภูมิของไบโอพอลิเมอร์^{[ 5 ]}

พอลิแซ็กคาไรด์ (พอลิเมอร์ของน้ำตาล) อาจมีโครงสร้างเป็นเส้นตรงหรือแตกแขนง และโดยทั่วไปจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์ตำแหน่งที่แน่นอนของพันธะอาจแตกต่างกันไป และทิศทางของหมู่ฟังก์ชันที่เชื่อมต่อก็มีความสำคัญเช่นกัน ส่งผลให้เกิดพันธะไกลโคไซด์ α และ β โดยหมายเลขพันธะจะระบุตำแหน่งของคาร์บอนที่เชื่อมต่อในวงแหวน นอกจากนี้ หน่วยแซ็กคาไรด์จำนวนมากสามารถเกิดการดัดแปลงทางเคมีต่างๆ ได้ เช่นการเติมหมู่เอมีนและยังสามารถเป็นส่วนประกอบของโมเลกุลอื่นๆ เช่นไกลโคโปรตีนได้ อีกด้วย

มีเทคนิค ทางชีวฟิสิกส์หลายวิธีในการกำหนดข้อมูลลำดับ ลำดับโปรตีนสามารถกำหนดได้โดยการย่อยสลายแบบ Edmanซึ่งสารตกค้างที่ปลาย N จะถูกไฮโดรไลซ์ออกจากโซ่ทีละตัว ทำให้เกิดอนุพันธ์ แล้วจึงระบุ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เทคนิคสเปกโทร เมตรมวลได้อีกด้วย ลำดับกรดนิวคลีอิกสามารถกำหนดได้โดยใช้เจลอิเล็กโทร โฟเรซิสและแคปิลลารีอิเล็กโทรโฟเรซิส สุดท้าย คุณสมบัติทางกลของพอลิเมอร์ชีวภาพเหล่านี้มักจะสามารถวัดได้โดยใช้แหนบแสงหรือกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม การแทรกสอดแบบโพ ลาไรซ์คู่สามารถใช้ในการวัดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหรือการประกอบตัวเองของวัสดุเหล่านี้เมื่อถูกกระตุ้นด้วย pH อุณหภูมิ ความเข้มข้นของไอออน หรือพันธมิตรการจับยึดอื่นๆ^{[ 6 ]}

คอลลาเจน : ^{[ 7 ]}คอลลาเจนเป็นโครงสร้างหลักของสัตว์มีกระดูกสันหลังและเป็นโปรตีนที่พบมากที่สุดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ด้วยเหตุนี้ คอลลาเจนจึงเป็นหนึ่งในพอลิเมอร์ชีวภาพที่หาได้ง่ายที่สุดและใช้ในการวิจัยหลายด้าน เนื่องจากโครงสร้างเชิงกล คอลลาเจนจึงมีความแข็งแรงดึงสูง และเป็นวัสดุที่ไม่เป็นพิษ ดูดซึมได้ง่าย ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และเข้ากันได้ทางชีวภาพ ดังนั้นจึงมีการนำไปใช้ในทางการแพทย์หลายด้าน เช่น การรักษาการติดเชื้อในเนื้อเยื่อ ระบบนำส่งยา และการบำบัดด้วยยีน

ไหมไฟบรอยน์ : ^{[ 8 ]}ไหมไฟบรอยน์ (SF) เป็นไบโอพอลิเมอร์ที่อุดมไปด้วยโปรตีนอีกชนิดหนึ่งที่สามารถได้จากหนอนไหมสายพันธุ์ต่างๆ เช่น หนอนหม่อน Bombyx mori เมื่อเทียบกับคอลลาเจน ไหมไฟบรอยน์มีความแข็งแรงในการรับแรงดึงต่ำกว่า แต่มีคุณสมบัติในการยึดเกาะที่แข็งแรงเนื่องจากองค์ประกอบของโปรตีนที่ไม่ละลายน้ำและเป็นเส้นใย จากการศึกษาล่าสุด พบว่าไหมไฟบรอยน์มีคุณสมบัติในการต้านการแข็งตัวของเลือดและการยึดเกาะของเกล็ดเลือด นอกจากนี้ยังพบว่าไหมไฟบรอยน์ช่วยสนับสนุนการเพิ่มจำนวนของเซลล์ต้นกำเนิดในหลอดทดลอง

เจลาติน : เจลาตินได้มาจากคอลลาเจนชนิดที่ 1 ซึ่งประกอบด้วยซิสเทอีน และผลิตโดยการไฮโดรไลซิสบางส่วนของคอลลาเจนจากกระดูก เนื้อเยื่อ และผิวหนังของสัตว์^{[ 9 ]}เจลาตินมีสองประเภท คือ ประเภท A และประเภท B คอลลาเจนประเภท A ได้มาจากการไฮโดรไลซิสด้วยกรดของคอลลาเจนและมีไนโตรเจน 18.5% คอลลาเจนประเภท B ได้มาจากการไฮโดรไลซิสด้วยด่างซึ่งมีไนโตรเจน 18% และไม่มีหมู่เอไมด์ อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้เจลาตินละลายและอยู่ในรูปขด ในขณะที่อุณหภูมิที่ต่ำลงจะทำให้เกิดการเปลี่ยนจากขดเป็นเกลียว เจลาตินมีหมู่ฟังก์ชันหลายชนิด เช่น NH2, SH และ COOH ซึ่งทำให้สามารถดัดแปลงเจลาตินโดยใช้อนุภาคนาโนและโมเลกุลชีวภาพได้ เจลาตินเป็นโปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์ ซึ่งทำให้สามารถนำไปใช้ในงานต่างๆ เช่น การปิดแผล การส่งยา และการถ่ายทอดยีน^{[ 9 ]}

แป้ง: แป้งเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพราคาไม่แพง ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และมีปริมาณมากสามารถเติม เส้นใยนาโนและ เส้นใยไมโครไฟเบอร์ ลงในเมท ริกซ์พอลิเมอร์เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกลของแป้ง ปรับปรุงความยืดหยุ่นและความแข็งแรง หากไม่มีเส้นใย แป้งจะมีคุณสมบัติทางกลที่ไม่ดีเนื่องจากไวต่อความชื้น แป้งสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ จึงถูกนำไปใช้ในหลายด้าน รวมถึงพลาสติกและยาเม็ด

เซลลูโลส: เซลลูโลสมีโครงสร้างที่มีโซ่เรียงซ้อนกันซึ่งส่งผลให้มีความเสถียรและแข็งแรง ความแข็งแรงและความเสถียรมาจากรูปร่างที่ตรงกว่าของเซลลูโลสซึ่งเกิดจากโมโนเมอร์ ของกลูโคส ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคเจน^{[ 10 ]}รูปร่างที่ตรงช่วยให้โมเลกุลเรียงตัวกันอย่างใกล้ชิด เซลลูโลสเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีปริมาณมาก เข้ากันได้ทางชีวภาพ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เซลลูโลสถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในรูปของเส้นใยนาโนที่เรียกว่านาโนเซลลูโลส นาโนเซลลูโลสที่มีความเข้มข้นต่ำจะผลิตวัสดุเจลโปร่งใส วัสดุนี้สามารถนำไปใช้สำหรับฟิล์มที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเป็นเนื้อเดียวกันและหนาแน่น ซึ่งมีประโยชน์มากในด้านชีวการแพทย์^{[ 11 ]}

อัลจิเนต: อัลจิเนตเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติจากทะเลที่มีปริมาณมากที่สุด สกัดจากสาหร่ายสีน้ำตาล การใช้งานของพอลิเมอร์ชีวภาพอัลจิเนตมีหลากหลาย ตั้งแต่บรรจุภัณฑ์ สิ่งทอ อุตสาหกรรมอาหาร ไปจนถึงวิศวกรรมชีวการแพทย์และเคมี การใช้งานครั้งแรกของอัลจิเนตคือการใช้เป็นวัสดุปิดแผล ซึ่งพบว่ามีคุณสมบัติคล้ายเจลและดูดซับได้ดี เมื่อใช้กับแผล อัลจิเนตจะสร้างชั้นเจลป้องกันที่เหมาะสมต่อการรักษาและการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ และช่วยรักษาอุณหภูมิให้คงที่ นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาอัลจิเนตในฐานะตัวนำส่งยา เนื่องจากอัตราการปลดปล่อยยาควบคุมได้ง่ายด้วยความหนาแน่นและองค์ประกอบของเส้นใยอัลจิเนตที่หลากหลาย

การประยุกต์ใช้ไบโอโพลิเมอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 สาขาหลัก ซึ่งแตกต่างกันเนื่องจากการใช้งานทางชีวการแพทย์และอุตสาหกรรม^{[ 1 ]}

เนื่องจากหนึ่งในวัตถุประสงค์หลักของวิศวกรรมชีวการแพทย์คือการเลียนแบบส่วนต่างๆ ของร่างกายเพื่อรักษาสภาพการทำงานของร่างกายให้เป็นปกติ โพลิเมอร์ชีวภาพจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในวิศวกรรมเนื้อเยื่ออุปกรณ์ทางการแพทย์ และอุตสาหกรรมยา เนื่องจากคุณสมบัติที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ ^{[ 7 ]}โพลิเมอร์ชีวภาพหลายชนิดสามารถนำมาใช้ในเวชศาสตร์ฟื้นฟูวิศวกรรมเนื้อเยื่อ การส่งยา และการใช้งานทางการแพทย์โดยรวม เนื่องจากคุณสมบัติทางกล พวกมันมีคุณสมบัติเช่น การรักษาบาดแผล การเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ และไม่เป็นพิษ^{[ 12 ]}เมื่อเปรียบเทียบกับโพลิเมอร์สังเคราะห์ ซึ่งอาจมีข้อเสียต่างๆ เช่น การปฏิเสธภูมิคุ้มกันและความเป็นพิษหลังการย่อยสลาย โพลิเมอร์ชีวภาพหลายชนิดมักจะเข้ากันได้ดีกับร่างกาย เนื่องจากมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่า คล้ายกับร่างกายมนุษย์

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โพลีเปปไทด์ เช่น คอลลาเจนและไหม เป็นวัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพซึ่งกำลังถูกนำมาใช้ในการวิจัยที่ก้าวล้ำ เนื่องจากเป็นวัสดุราคาไม่แพงและหาได้ง่าย โพลีเมอร์เจลาตินมักใช้ในการปิดแผล โดยทำหน้าที่เป็นกาว โครงสร้างและฟิล์มที่มีเจลาตินช่วยให้โครงสร้างเหล่านั้นสามารถกักเก็บยาและสารอาหารอื่นๆ ที่สามารถนำมาใช้ในการรักษาแผลได้

เนื่องจากคอลลาเจนเป็นหนึ่งในพอลิเมอร์ชีวภาพที่นิยมใช้ในวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างการใช้งานบางส่วน:

ระบบนำส่งยาที่ใช้คอลลาเจนเป็นพื้นฐาน:ฟิล์มคอลลาเจนทำหน้าที่เหมือนเยื่อกั้นและใช้ในการรักษาการติดเชื้อในเนื้อเยื่อ เช่น เนื้อเยื่อกระจกตาที่ติดเชื้อหรือมะเร็งตับ^{[ 13 ]}ฟิล์มคอลลาเจนทั้งหมดถูกใช้เป็นพาหะนำส่งยีนซึ่งสามารถส่งเสริมการสร้างกระดูกได้

ฟองน้ำคอลลาเจน:ฟองน้ำคอลลาเจนใช้เป็นวัสดุปิดแผลเพื่อรักษาผู้ป่วยแผลไฟไหม้และบาดแผลร้ายแรงอื่นๆ วัสดุปลูกถ่ายที่ทำจากคอลลาเจนใช้สำหรับเพาะเลี้ยงเซลล์ผิวหนังหรือเป็นตัวนำส่งยาที่ใช้สำหรับแผลไฟไหม้และทดแทนผิวหนัง^{[ 13 ]}

คอลลาเจนในฐานะสารห้ามเลือด : เมื่อคอลลาเจนทำปฏิกิริยากับเกล็ดเลือดจะทำให้เลือดแข็งตัวอย่างรวดเร็ว การแข็งตัวอย่างรวดเร็วนี้จะสร้างโครงสร้างชั่วคราวเพื่อให้เซลล์ของร่างกายสามารถสร้างเนื้อเยื่อเกี่ยวพันขึ้นใหม่ได้ สารห้ามเลือดที่ทำจากคอลลาเจนช่วยลดการสูญเสียเลือดในเนื้อเยื่อและช่วยควบคุมการตกเลือดในอวัยวะต่างๆ เช่น ตับและม้าม

ไคโตซานเป็นไบโอพอลิเมอร์ยอดนิยมอีกชนิดหนึ่งในการวิจัยทางชีวการแพทย์ ไคโตซานได้มาจากไคติน ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักในโครงกระดูกภายนอกของสัตว์จำพวกกุ้งและแมลง และเป็นไบโอพอลิเมอร์ที่มีมากเป็นอันดับสองของโลก^{[ 7 ]}ไคโตซานมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมายสำหรับวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ ไคโตซานเข้ากันได้กับร่างกาย มีฤทธิ์ทางชีวภาพ สูง หมายความว่ามันกระตุ้นการตอบสนองที่เป็นประโยชน์จากร่างกาย สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งสามารถลดการผ่าตัดครั้งที่สองในการใช้งานฝัง สามารถก่อตัวเป็นเจลและฟิล์ม และสามารถซึมผ่านได้แบบเลือกสรรคุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สามารถนำไคโตซานไปประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ได้หลากหลาย

ไคโตซานในฐานะตัวนำส่งยา:ไคโตซานส่วนใหญ่ใช้ในการกำหนดเป้าหมายยาเนื่องจากมีศักยภาพในการปรับปรุงการดูดซึมและความเสถียรของยา นอกจากนี้ ไคโตซานที่เชื่อมต่อกับสารต้านมะเร็งยังสามารถสร้างผลต้านมะเร็งที่ดีขึ้นได้ด้วยการปลดปล่อยยาอิสระอย่างค่อยเป็นค่อยไปในเนื้อเยื่อมะเร็ง^{[ 14 ]}

ไคโตซานในฐานะสารต้านจุลชีพ:ไคโตซานถูกนำมาใช้เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์โดยมีฤทธิ์ต้านจุลชีพในจุลินทรีย์ต่างๆ เช่น สาหร่าย เชื้อรา แบคทีเรีย และแบคทีเรียแกรมบวกรวมถึงยีสต์หลายชนิด

สารประกอบไคโตซานสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อ:ผงไคโตซานผสมกับอัลจิเนตใช้ในการสร้างวัสดุปิดแผลที่มีประสิทธิภาพ วัสดุปิดแผลเหล่านี้สร้างสภาพแวดล้อมที่ชุ่มชื้นและเข้ากันได้ทางชีวภาพ ซึ่งช่วยในกระบวนการรักษา วัสดุปิดแผลนี้ยังสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพและมีโครงสร้างที่มีรูพรุนซึ่งช่วยให้เซลล์สามารถเจริญเติบโตเข้าไปในวัสดุปิดแผลได้^{[ 7 ]}นอกจากนี้ ไคโตซานที่มีหมู่ไทออล (ดูไทโอเมอร์ ) ยังใช้สำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อและการรักษาบาดแผล เนื่องจากพอลิเมอร์ชีวภาพเหล่านี้สามารถเชื่อมโยงกันผ่าน พันธะ ไดซัลไฟด์ทำให้เกิดเครือข่ายสามมิติที่เสถียร^{[ 15 ] [ 16 ]}

อาหาร : ไบโอพอลิเมอร์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารสำหรับสิ่งต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์ ฟิล์มห่อหุ้มอาหารที่รับประทานได้ และการเคลือบอาหาร กรดโพลีแลคติก (PLA) เป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเนื่องจากมีสีใสและทนต่อน้ำ อย่างไรก็ตาม พอลิเมอร์ส่วนใหญ่มี คุณสมบัติ ชอบน้ำและเริ่มเสื่อมสภาพเมื่อสัมผัสกับความชื้น ไบโอพอลิเมอร์ยังถูกนำมาใช้เป็นฟิล์มที่รับประทานได้สำหรับห่อหุ้มอาหาร ฟิล์มเหล่านี้สามารถบรรจุสารต่างๆ เช่นสารต้านอนุมูลอิสระเอนไซม์โปรไบโอติกแร่ธาตุ และวิตามิน อาหารที่รับประทานเข้าไปซึ่งถูกห่อหุ้มด้วยฟิล์มไบโอพอลิเมอร์จะสามารถให้สารอาหารเหล่านี้แก่ร่างกายได้

บรรจุภัณฑ์:ไบโอพอลิเมอร์ที่ใช้กันทั่วไปในบรรจุภัณฑ์ ได้แก่โพลีไฮดรอกซี อัลคาโนเอต (PHA) กรดโพลีแลค ติก (PLA) และแป้งแป้งและ PLA หาซื้อได้ง่ายและย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ทำให้เป็นตัวเลือกที่นิยมใช้ในบรรจุภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติในการกั้น (ทั้งความชื้นหรือก๊าซ) และคุณสมบัติทางความร้อนของพวกมันยังไม่ดีนัก พอลิเมอร์ที่ชอบน้ำจะไม่ทนต่อน้ำและยอมให้น้ำซึมผ่านบรรจุภัณฑ์ ซึ่งอาจส่งผลต่อสิ่งของที่บรรจุอยู่ภายในกรดโพลีไกลโคลิก (PGA) เป็นไบโอพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติในการกั้นที่ดีเยี่ยม และกำลังถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไขข้อจำกัดด้านการกั้นของ PLA และแป้ง

การบำบัดน้ำ: ไคโตซานถูกนำมาใช้ในการบำบัดน้ำ โดยใช้เป็นสารตกตะกอนซึ่งใช้เวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์หรือหลายเดือนในการย่อยสลายในสิ่งแวดล้อม แทนที่จะใช้เวลาหลายปี ไคโตซานทำให้น้ำบริสุทธิ์โดยกระบวนการคีเลชัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ตำแหน่งการจับตามสายโซ่พอลิเมอร์จับกับไอออนโลหะในน้ำ ทำให้เกิดคีเลตไคโตซานได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้ในการบำบัดน้ำฝนและน้ำเสีย^{[ 17 ]}

ไบโอโพลีเมอร์บางชนิด เช่น PLA , ซีอิน ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ และโพลี-3-ไฮดรอกซีบิวทิเรตสามารถนำมาใช้เป็นพลาสติกได้ โดยทดแทนความจำเป็นในการใช้พลาสติกที่ทำจาก โพลีสไตรีนหรือโพลีเอทิลีน

ปัจจุบันพลาสติกบางชนิดถูกเรียกว่า 'ย่อยสลายได้' 'ย่อยสลายได้ด้วยออกซิเจน' หรือ 'ย่อยสลายได้ด้วยรังสียูวี' ซึ่งหมายความว่าพลาสติกเหล่านี้จะสลายตัวเมื่อสัมผัสกับแสงหรืออากาศ แต่พลาสติกเหล่านี้ส่วนใหญ่ (มากถึง 98 เปอร์เซ็นต์) ยังคงมีส่วนประกอบ หลักเป็น น้ำมันและยังไม่ได้รับการรับรองว่าเป็น 'ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ' ภายใต้คำสั่งของสหภาพยุโรปเกี่ยวกับบรรจุภัณฑ์และขยะบรรจุภัณฑ์ (94/62/EC) โพลิเมอร์ชีวภาพจะสลายตัวได้ และบางชนิดก็เหมาะสมสำหรับ การ ทำปุ๋ยหมัก ในครัวเรือน ^{[ 18 ]}

ไบโอพอลิเมอร์ (หรือเรียกว่าพอลิเมอร์หมุนเวียน) ผลิตจากชีวมวลเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ ชีวมวลมาจากพืชผลทางการเกษตร เช่น บีทน้ำตาล มันฝรั่ง หรือข้าวสาลี เมื่อนำมาใช้ผลิตไบโอพอลิเมอร์ พืชเหล่านี้จะถูกจัดเป็นพืชที่ไม่ใช่พืชอาหารและสามารถแปรรูปได้ตามกระบวนการดังต่อไปนี้:

หัวบีท > กรดไกลโคนิก > กรดโพลีไกลโคนิก

แป้ง > (การหมัก) > กรดแลคติก > กรดโพลีแลคติก (PLA)

ชีวมวล > (การหมัก) > ไบโอเอทานอล > อีเทน > โพลีเอทิลีน

บรรจุภัณฑ์หลายประเภทสามารถผลิตได้จากไบโอโพลีเมอร์ เช่น ถาดอาหาร เม็ดแป้งเป่าขึ้นรูปสำหรับขนส่งสินค้าที่แตกหักง่าย และฟิล์มบางสำหรับห่อสินค้า

พอลิเมอร์ชีวภาพมีความยั่งยืน เป็นกลางทางคาร์บอน และสามารถหมุนเวียนได้ เสมอ เนื่องจากผลิตจากวัสดุจากพืชหรือสัตว์ซึ่งสามารถปลูกได้ไม่จำกัด เนื่องจากวัสดุเหล่านี้มาจากพืชผล ทางการเกษตร การนำมาใช้จึงสามารถสร้าง อุตสาหกรรม ที่ยั่งยืนได้ในทางตรงกันข้าม วัตถุดิบสำหรับพอลิเมอร์ที่ได้จากปิโตรเคมีจะหมดไปในที่สุด นอกจากนี้ พอลิเมอร์ชีวภาพยังมีศักยภาพในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนและลดปริมาณ CO2 _ในชั้นบรรยากาศ เนื่องจาก CO2 _ที่ปล่อยออกมาเมื่อย่อยสลายสามารถถูกดูดซับกลับโดยพืชที่ปลูกทดแทน ทำให้พอลิเมอร์ชีวภาพใกล้เคียงกับความ เป็นกลางทาง คาร์บอน

ไบโอพอลิเมอร์เกือบทั้งหมดสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ โดยจะถูกย่อยสลายเป็น CO2 _และน้ำโดยจุลินทรีย์ไบโอพอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหล่านี้ยัง สามารถ นำไปทำปุ๋ยหมักได้ กล่าวคือ สามารถนำไปทำปุ๋ยหมักในระดับอุตสาหกรรมและจะย่อยสลายได้ถึง 90% ภายในหกเดือน ไบโอพอลิเมอร์ที่ทำเช่นนี้ได้สามารถทำเครื่องหมายด้วยสัญลักษณ์ 'ทำปุ๋ยหมักได้' ภายใต้มาตรฐานยุโรป EN 13432 (2000) บรรจุภัณฑ์ที่ทำเครื่องหมายด้วยสัญลักษณ์นี้สามารถนำไปทำปุ๋ยหมักในระดับอุตสาหกรรมและจะย่อยสลายได้ภายในหกเดือนหรือน้อยกว่านั้น ตัวอย่างของพอลิเมอร์ที่ทำปุ๋ยหมักได้คือฟิล์ม PLA ที่มีความหนาน้อยกว่า 20 ไมโครเมตร ฟิล์มที่มีความหนามากกว่านั้นไม่เข้าเกณฑ์ว่าสามารถทำปุ๋ยหมักได้ แม้ว่าจะ "ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ" ก็ตาม^{[ 19 ]}ในยุโรปมีมาตรฐานการทำปุ๋ยหมักที่บ้านและโลโก้ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งช่วยให้ผู้บริโภคสามารถระบุและกำจัดบรรจุภัณฑ์ในกองปุ๋ยหมักของตนได้^{[ 18 ]}

• วัสดุชีวภาพ
• พลาสติกชีวภาพ
• ไบโอโพลิเมอร์และเซลล์ (วารสาร)
• โพลิเมอร์ควบแน่น
• แทนนินเข้มข้น
• ลำดับดีเอ็นเอ
• จุลชีววิทยาอาหาร § ไบโอพอลิเมอร์ของจุลินทรีย์
• เมลานิน
• พืชที่ไม่ใช่พืชอาหาร
• ฟอสโฟราไมไดต์
• เคมีพอลิเมอร์
• พอลิเมอร์ที่ควบคุมลำดับ
• การจัดลำดับ
• โมเลกุลขนาดเล็ก
• โซ่รูปหนอน

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับไบโอโพลีเมอร์

• NNFCC: ศูนย์แห่งชาติเพื่อพลังงานชีวภาพ เชื้อเพลิง และวัสดุหมุนเวียนแห่งสหราชอาณาจักร
• นิตยสารไบโอพลาสติก
• กลุ่มไบโอโพลีเมอร์
• อะไรคืออุปสรรคที่ขัดขวางการผลิตพลาสติกชีวภาพ?