Больницы по всему миру ежегодно производят миллионы тонн пластиковых отходов. Большая часть этих отходов приходится на одноразовые предметы, такие как маски для лица, хирургические перчатки, шприцы, трубки для внутривенных вливаний и стерильные упаковочные материалы.

Что еще хуже, так это то, что многие из этих медицинских пластиков не являются биоразлагаемыми. Это означает, что они могут сохраняться на свалках или в океанах на протяжении веков. В конечном итоге они распадаются на микро- и наночастицы, которые представляют множество рисков для окружающей среды и нашего здоровья, включая эндокринные нарушения и повреждение клеток. 

При сжигании пластиковых медицинских отходов в атмосферу также выделяются вредные химические вещества. Это способствует ухудшению качества воздуха и, возможно, даже глобальному потеплению.

Но растет тенденция к поиску экологически чистых альтернатив традиционному пластику. Биопластики, такие как полимолочная кислота (PLA), могут быть многообещающими альтернативами пластикам, используемым в медицинских изделиях.

Биопластик может быть изготовлен из растений или водорослей. Это означает, что они могут быть разрушены при правильной температуре, уровне pH и влажности, и они не создают токсичных побочных продуктов с течением времени.

Натуральные волокна, такие как бамбук и конопля, также исследуются в качестве замены синтетических материалов, поскольку они прочные, но биоразлагаемые. И в отличие от традиционных пластиков, многие биоразлагаемые альтернативы разработаны таким образом, чтобы разлагаться без выделения вредных химических веществ.

Биопластики в медицине

Biodegradable plastics are already being used in medical devices -- including in heart valves, wound dressings and drug delivery systems. 

Because bioplastics come from natural sources, an advantage of using them in medical devices is that they can be reabsorbed during the healing process -- so a second surgery wouldn't be required to remove an implant, for example. They're also capable of passing through biological barriers, such as the blood-brain barrier, so they can target specific tissues.

Innovations such as 3D-printing using biodegradable polymers are also opening new doors for sustainable medical applications. 3D-printed bioplastics are being investigated for use in replacing load-bearing cartilage, repairing heart chambers, performing wound grafts and acting as artificial membranes for kidneys.

Cellulose stands out as a bioplastic because it's non-toxic and does not cause any side-effects when used as a medical device. While mechanically strong and waterproof -- two attributes needed for medical packaging -- it also breaks down efficiently when buried in soil for composting. This makes it ideal for medical use. 

Our review of bioplastic alternatives for medical settings also identified the biodegradable polymers polycaprolactone (PCL) and polylactic-co-glycolic acid (PLGA) as promising options. This is due to their safety and compatibility with medical applications.

We also found that implants using the bioplastic PHA (polyhydroxyalkanoate) are shown to degrade naturally in the body. This could eliminate the need for removal surgeries. Surgical sutures that use PLA can dissolve over time. This may reduce infection risks.

Трудности при развертывании

The transition to biodegradable alternatives is not without challenges.

Although many consumers would prefer more products were made out of bioplastics because they're good for the environment, there are still many challenges in introducing them more widely in medical care. Sterilization, safety and regulatory approvals are all hurdles that need to be overcome. The high costs and limited availability of bioplastics also remain key concerns. 

Medical bioplastics can be up to 50 per cent more expensive than oil-based plastics -- despite their potential to reduce the medical sector's environmental footprint.

Our review also found that regulatory hurdles and high production costs remain key obstacles in a wider roll-out of bioplastics in medical care. Other major challenges researchers face in developing medical bioplastics is ensuring that biodegradable materials meet stringent safety and sterility standards required for medical applications.

Life cycle assessments will also need to be conducted of current and future bioplastic products. A life cycle assessment evaluates the environmental impact of a product from raw material extraction to disposal -- helping identify sustainability improvements and reduce waste. Publishing more life cycle assessments on bioplastic products will help decision-makers weigh the pros and cons of adopting bioplastics into medical systems. 

Still, the potential benefits of bioplastics are huge. Moving away from single-use plastics could significantly reduce the waste burden of health-care systems while also protecting ecosystems and human health from the dangers of micro-plastic pollution. Some bioplastics can even reduce greenhouse gas emissions by up to 25 per cent.

Change will not happen overnight. But by investing in biodegradable alternatives, the health-care sector can significantly reduce its plastic footprint.

Эльхам Мошк Бид, научный сотрудник, отделение биомедицинской инженерии, Университет Саскачевана

Крис Чжан, профессор машиностроения, отделение биомедицинской инженерии, Университет Саскачевана

Дункан Кри, доцент кафедры машиностроения, Университет Макмастера

Лори Брэдфорд, доцент, Школа окружающей среды и устойчивого развития, Университет Саскачевана

allAfrica.com