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摘要：简要介绍了生物降解高分子材料的定义、分类、降解机理及影响因素，较为全面地阐述了当前生物降解高分子材料的应用领域，并对其发展前景作出展望。
关键词：生物降解；高分子材料；应用
塑料、橡胶和纤维制品是现代生产、生活中不可缺少的高分子材料。当前，世界高分子材料产量已超过1.2亿吨，这些材料的蓬勃发展及其在各个领域的广泛应用推动了社会的发展，但多数合成高分子材料存在着固有缺陷，如难降解、易老化、寿命短等。随着其使用量的增加，高分子废弃物的数量也随之迅速增加。数量巨大的高分子垃圾对生态环境产生了严重的影响，使用后产生的不可自然分解的大量废弃物变成了白色污染源，同时还造成地下水及土壤污染，妨碍动植物生长，危及人类健康和生存。随着人们环保意识的增强，生物可降解高分子材料的开发和应用日益受到重视。
一、生物降解高分子材料的定义和分类
生物降解高分子材料是指在一定的条件下，一定的时间内，能被微生物（细菌、真菌、霉菌、藻类等）或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。生物降解的高分子材料具有以下特点：易吸附水，含有敏感的化学基团，结晶度低，分子量低，分子链线性化程度高，具有较大的比表面积等。
按照来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类；按照用途，分为医用和非医用生物降解高分子材料两大类；按照原料组成和制造工艺不同可分为天然高分子合成材料、微生物合成高分子材料和化学合成生物可降解高分子材料。天然高分子包括淀粉、纤维素、甲壳质、木质素等，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，不能满足工程材料的性能要求。因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混，得到有使用价值的生物降解材料；微生物合成高分子是生物通过各种碳源发酵制得的一类高分子材料，主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微生物多糖，具有生物可降解性，具有代表性的是聚B-羟基烷酸系列聚酯，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。
二、生物降解高分子材料降解机理
可生物降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。生物降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物（有机酸、酯等）；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。降解除有以上生物化学作用外，还有生物物理作用，即微生物侵蚀聚合物后，由于细胞的增大，致使高分子材料发生机械性破坏。因此，生物降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物降解的机理尚未完全阐述清楚：除了生物降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物裂化等。人们深入研究了不同的生物可降解高分子材料的生物降解性，发现与其结构有很大关系，包括化学结构、物理结构、表面结构等。高分子材料的化学结构直接影响着生物可降解能力的强弱，一般情况下：脂肪族酯键、肽键>氨基甲酸酯>脂肪族醚键>亚甲基。当同种材料固态结构不同时，不同聚集态的降解速度有如下顺序：橡胶态>玻璃态>结晶态。一般极性大的高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和，微生物粘附表面的方式受塑料表面张力、表面结构、多孔性、环境的搅动程度以及可侵占表面的影响。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、pH值、微生物等外部环境有关。
三、影响生物降解的因素
生物降解高分子在制造和使用过程中应保持稳定，并要求在废弃后及时进行生物降解。因此影响生物降解性的因素成为人们关注的焦点之一。环境因素是指水、温度、pH值和氧的浓度。水是微生物生成的基本条件，因此聚合物能保持一定的湿度是其可生物降解的首要条件。每一种微生物都有其适合生长的最佳温度，通常真菌的适宜温度为20℃～28°C，细菌则为28°C～37℃。一般来说，真菌适宜长在酸性环境中，而細菌适宜长在微碱性条件下。真菌为好氧型的，细菌则可在有氧或无氧条件下生长。
材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。一般情况下，只有极性高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和，因此高分子材料具有极性是生物降解的必要条件。高分子的形态、形状、分子量、氢键、取代基、分子链刚性、对称性等均会影响其生物降解性。另外，材料表面的特定对微生物降解也有影响，粗糙表面材料比光滑表面材料更易降解。
四、生物降解高分子材料的应用
生物降解高分子材料具有无毒、可生物降解及良好的生物相容性等优点，所以应用极为广泛，可用于医药、农业、园林、包装卫生、化妆品等领域，研究最热的当推医用生物降解高分子材料。
1.生物降解高分子材料在医药领域中的应用
（1）药物控制释放
在药物控制释放体系中，药物载体一般是由高分子材料来充当的，它们可分别用在不同的控制释放体系中，如凝胶控制释放、微球和微胶囊控制释放、体内埋置控制释放、靶向控制释放等等。由于这些聚合物具有被人体吸收代谢的功能，与不可降解的药物载体聚合物相比，具有缓释速率，对药物性质的依赖性小、更适应不稳定药物的释放要求及释放速率更为稳定等优点。初期的药物控制释放体系是将活性物质加载到高分子基质中，然后再输入人体。在该体系中，药物释放主要是由扩散驱动，而后高分子基质本体水解。这方面用得较好的是DLLA（无规右、左旋乳酸）/GA（乙交酯）共聚物。PGA是高度结晶的高分子，具有很高的降解速率。而PDLLA是无定形材料，药物渗透性低，降解速率高。作为药物控制释放载体被广泛研究的生物降解高分子有聚乳酸、乳酸一己内酯共聚物、乙交酯一丙交酯共聚物等脂肪族聚酯以及天然高分子材料甲壳素/壳聚糖及其衍生物。 （2）骨内固定材料
骨内固定材料的应用包括两个方面，一是要求植入聚合物在创伤愈合过程中缓慢降解，主要用于骨折内固定高分子材料，如骨夹板、骨螺钉等；另一类要求在相当时间内聚合物缓慢降解，在初期或一定时间内在高分子材料上培养组织细胞，让其生长成组织、器官，如软骨、肝、血管、皮肤等。传统的金属固定骨折在处理非弯曲骨折愈合非常成功，但因为骨与金属不同的力学性质，如骨的弹性含量只占植入铁的1/10，拉伸强度却是植入铁的10倍。所以植入物的取出易导致弱骨部分的再骨折。骨折部一般需3个月才开始愈合，折断处连接强度开始增加。生物降解高分子材料可满足此动态过程。在3个月内维持初期强度，3个月后开始逐渐被水溶解。数月后，几乎完全消失，被吸收排泄，不需要二次手术。如PGA、PLLA、PDS等均可用作骨折固定材料。分子量约7万以上的聚乳酸经熔融成型和4倍拉伸的骨结合材料，也是良好的骨折固定材料，并且具有明显的组织亲和性，该商品已于1995年在日本上市。
（3）组织修复
将聚乳酸及其共聚物用作支撑材料，在其上移植器官、组织的生长细胞，使其形成自然组织，称为外科替代疗法，即组织工程。采用具有生物降解性及生物相容性的高分子作为组织工程的植入物，其优势在于可避免非降解材料长期存在造成的免疫排斥及其综合症，可使新生组织逐渐生长渗入植入物并完全取代植入的细胞支架，长成预定形状的组织。用生物降解高分子材料制成胃肠道吻合套，可以改革现行手术的缝合或铆合过程，从而防止现行手术中经常发生的出血、针孔泄漏、吻合门狭窄和粘连等手术问题，还可大大缩短手术时间。胶原纤维被用作受损皮肤再生的支架材料，可阻止康复过程中纤维状疤痕的形成。近年来，由于合成生物可降解高分子具有比天然高分子更优越的性质，合成高分子PLLA、PGA和PLGA作为支架材料，其合适的性质、合适的降解速率已获得了美国食物及药物管理局（FDA）的认可。PLIJA的物理化学性能能让它作为象肝这样的软组织，象软骨和骨骼这样的硬组织的支架材料；PGA被用作细胞移植和器官再生的人造支架；PLGA被用于肠和肝的再生以及骨组织工程上。
（4）外科手术缝合线
生物降解性手术缝合线既可以缝合伤口，又可在伤口愈合后自动降解，不需再拆除。最初采用的生物吸收性缝合线是肠线，肠线的初期弹性率小，平滑性优良，结节部位稳定性好，但同时也存在机械强度损失快，处理不方便，必须用湿的缝合线缝合伤口，易引起组织发炎，分解速度過快等缺点。现改进采用聚乙交酯、聚L一丙交酯（PLIJA）及其共聚物制成的外科缝合线，目前已商业化。由于PGA、PLLA等单丝缝合线太硬，强度小，所以现阶段的研究热点是如何提高缝合线的柔软l生和机械强度，同时加入增塑剂增加线的韧性和调节降解速度。研究发现，用甲壳质制成的手术线不但机械性能良好，打结不易滑脱，而且无毒性。用改进工艺制成的单根甲壳质纤维缝合线在使用初始10-15天中有很大的强度，而此后强度迅速下降，有利于生物体的迅速吸收。
（5）其它
医用降解高分子还可用于医用抗粘剂、血管移植和人造皮肤。明胶和谷氨酸共聚物水凝胶作为软组织的抗粘剂也已见报道。大量商业用的人造皮肤是用胶原蛋白、甲壳质、聚L-亮氨酸等酶催化生物降解材料。
2.农业
生物降解高分子材料的第二大应用领域是农业。我国是农业大国，每年农用薄膜、地膜、农副产品保鲜膜、育秧钵及化肥包装袋等用量很大。普通农用薄膜难回收，在自然环境中不易降解，不仅污染环境，而且残弃的塑料膜在土壤中逐步积累，会使土壤透气性降低，阻碍农作物根系发育和对水分、养分的吸收，导致农作物减产。生物降解高分子材料可在适当的条件下经有机降解过程成为混合肥料，或与有机废物混合堆肥，特别是用甲壳素/壳聚糖制备的生物降解高分子材料或含有甲壳素/壳聚糖的生物降解高分子材料，其降解产物不但有利于植物生长，还可改良土壤环境。现在开发使用的可生物降解农用地膜可在田里自动降解，变成动、植物可吸收的营养物质，这样不但减轻了环境污染，还有益于植物的生长，达到循环利用的目的。除此之外，农用生物降解高分子材料开发的主要产品还有育苗钵、肥料袋、堆肥袋等。
3.包装材料
在包装领域，人们致力于研究制备可完全生物降解的高分子以取代现在使用的非生物降解高分子。纤维素与其衍生物如醋酸纤维素、丙酸纤维素共混，选择不同的加工工艺，得到各种成型制品或膜材，可用于食品、化妆品、洗涤剂和日用品的包装。糊化淀粉和脂肪族聚酯的混合物具有生物降解性。淀粉只要有水，加热后就会糊化，具有可塑性；但是淀粉不耐水，通过控制糊化淀粉和PCL的结构，可以得到既具有耐水性又具有一定强度的产物，用来生产垃圾袋等产品。在食品包装中，可以直接使用本身可降解的材料如聚L-乳酸制造饭盒，也可在塑料中加入少量添加剂，使丢弃的塑料盒能在光作用下分解为小分子，进一步被微生物侵蚀，在较短时间内降解。目前已商品化的有聚己内酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乳酸、聚琥珀酸丁二醇酯等。这些高分子材料性能优良，可用吹模、注塑等方法加工，但因为价格较高，比常用的包装材料聚乙烯、聚丙烯价格高4～6倍。
4.其它方面
生物降解高分子材料除了应用于医药、农业、包装领域外，在其它领域也得到了应用。如生物降解高分子材料还可用于林业上的植树袋、绿化防护卷材、苗圃用膜材；渔业用材料如渔具、渔网、钓鱼线；建筑、土木用膜；此外还在一次性日用品、尿布、卫生巾、化妆品、手套、鞋套、头套、桌布、园艺等多方面都存在着潜在的市场，有很好的发展前景。
五、存在问题与前景展望
目前，生物降解聚合物的开发与应用存在的主要问题是：
1.生物降解的高分子材料成本偏高，成为其推广普及的主要障碍；
2.因为不同的领域对材料的降解速率有不同的要求，所以要解决降解材料的降解控制问题。例如，生物医学上要求降解比较快，而包装材料则要求有一定的使用时间；
3.产品性能和用途的限制。聚合物的降解性必然损害产品的持久性，也会在一定程度上降低其力学性能，从而限制了生物降解聚合物的应用范围；
4.使用性能。国内外公布的各种牌号淀粉塑料力学性能一般可以和同类应用的传统塑料相比，但其使用性能往往不尽人意，其主要缺点之一是含淀粉的降解塑料耐水性都不好，湿强度差，一遇水则力学性能严重降低，而耐水性恰恰是传统塑料在使用过程中的优点；
5.目前还缺少统一的高分子材料降解性评价标准。
但随着有关研究的进一步深入，生产技术的进一步提高，环保意识的增强和环保法规的完善，生物降解聚合物市场仍将迅速增长，在各种领域得到广泛应用，尤其是在塑料薄膜、包装材料、医用材料等领域的应用。生物降解高分子材料因其独特的性能，使其发展前景极为广阔，将为减少环境污染、保护地球与大自然，为人类创造一个无污染的环境发挥巨大作用。今后生物降解高分子材料的开发研究主要应针对聚合物的基本性能、成型加工性能及价格等方面有竞争性的高分子品种；同时建立和完善其评价体系，进一步加快生物降解高分子材料在我国的产业化进程。
关键词：生物降解；高分子材料；应用
塑料、橡胶和纤维制品是现代生产、生活中不可缺少的高分子材料。当前，世界高分子材料产量已超过1.2亿吨，这些材料的蓬勃发展及其在各个领域的广泛应用推动了社会的发展，但多数合成高分子材料存在着固有缺陷，如难降解、易老化、寿命短等。随着其使用量的增加，高分子废弃物的数量也随之迅速增加。数量巨大的高分子垃圾对生态环境产生了严重的影响，使用后产生的不可自然分解的大量废弃物变成了白色污染源，同时还造成地下水及土壤污染，妨碍动植物生长，危及人类健康和生存。随着人们环保意识的增强，生物可降解高分子材料的开发和应用日益受到重视。
一、生物降解高分子材料的定义和分类
生物降解高分子材料是指在一定的条件下，一定的时间内，能被微生物（细菌、真菌、霉菌、藻类等）或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。生物降解的高分子材料具有以下特点：易吸附水，含有敏感的化学基团，结晶度低，分子量低，分子链线性化程度高，具有较大的比表面积等。
按照来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类；按照用途，分为医用和非医用生物降解高分子材料两大类；按照原料组成和制造工艺不同可分为天然高分子合成材料、微生物合成高分子材料和化学合成生物可降解高分子材料。天然高分子包括淀粉、纤维素、甲壳质、木质素等，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，不能满足工程材料的性能要求。因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混，得到有使用价值的生物降解材料；微生物合成高分子是生物通过各种碳源发酵制得的一类高分子材料，主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微生物多糖，具有生物可降解性，具有代表性的是聚B-羟基烷酸系列聚酯，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。
二、生物降解高分子材料降解机理
可生物降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。生物降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物（有机酸、酯等）；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。降解除有以上生物化学作用外，还有生物物理作用，即微生物侵蚀聚合物后，由于细胞的增大，致使高分子材料发生机械性破坏。因此，生物降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物降解的机理尚未完全阐述清楚：除了生物降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物裂化等。人们深入研究了不同的生物可降解高分子材料的生物降解性，发现与其结构有很大关系，包括化学结构、物理结构、表面结构等。高分子材料的化学结构直接影响着生物可降解能力的强弱，一般情况下：脂肪族酯键、肽键>氨基甲酸酯>脂肪族醚键>亚甲基。当同种材料固态结构不同时，不同聚集态的降解速度有如下顺序：橡胶态>玻璃态>结晶态。一般极性大的高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和，微生物粘附表面的方式受塑料表面张力、表面结构、多孔性、环境的搅动程度以及可侵占表面的影响。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、pH值、微生物等外部环境有关。
三、影响生物降解的因素
生物降解高分子在制造和使用过程中应保持稳定，并要求在废弃后及时进行生物降解。因此影响生物降解性的因素成为人们关注的焦点之一。环境因素是指水、温度、pH值和氧的浓度。水是微生物生成的基本条件，因此聚合物能保持一定的湿度是其可生物降解的首要条件。每一种微生物都有其适合生长的最佳温度，通常真菌的适宜温度为20℃～28°C，细菌则为28°C～37℃。一般来说，真菌适宜长在酸性环境中，而細菌适宜长在微碱性条件下。真菌为好氧型的，细菌则可在有氧或无氧条件下生长。
材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。一般情况下，只有极性高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和，因此高分子材料具有极性是生物降解的必要条件。高分子的形态、形状、分子量、氢键、取代基、分子链刚性、对称性等均会影响其生物降解性。另外，材料表面的特定对微生物降解也有影响，粗糙表面材料比光滑表面材料更易降解。
四、生物降解高分子材料的应用
生物降解高分子材料具有无毒、可生物降解及良好的生物相容性等优点，所以应用极为广泛，可用于医药、农业、园林、包装卫生、化妆品等领域，研究最热的当推医用生物降解高分子材料。
1.生物降解高分子材料在医药领域中的应用
（1）药物控制释放
在药物控制释放体系中，药物载体一般是由高分子材料来充当的，它们可分别用在不同的控制释放体系中，如凝胶控制释放、微球和微胶囊控制释放、体内埋置控制释放、靶向控制释放等等。由于这些聚合物具有被人体吸收代谢的功能，与不可降解的药物载体聚合物相比，具有缓释速率，对药物性质的依赖性小、更适应不稳定药物的释放要求及释放速率更为稳定等优点。初期的药物控制释放体系是将活性物质加载到高分子基质中，然后再输入人体。在该体系中，药物释放主要是由扩散驱动，而后高分子基质本体水解。这方面用得较好的是DLLA（无规右、左旋乳酸）/GA（乙交酯）共聚物。PGA是高度结晶的高分子，具有很高的降解速率。而PDLLA是无定形材料，药物渗透性低，降解速率高。作为药物控制释放载体被广泛研究的生物降解高分子有聚乳酸、乳酸一己内酯共聚物、乙交酯一丙交酯共聚物等脂肪族聚酯以及天然高分子材料甲壳素/壳聚糖及其衍生物。 （2）骨内固定材料
骨内固定材料的应用包括两个方面，一是要求植入聚合物在创伤愈合过程中缓慢降解，主要用于骨折内固定高分子材料，如骨夹板、骨螺钉等；另一类要求在相当时间内聚合物缓慢降解，在初期或一定时间内在高分子材料上培养组织细胞，让其生长成组织、器官，如软骨、肝、血管、皮肤等。传统的金属固定骨折在处理非弯曲骨折愈合非常成功，但因为骨与金属不同的力学性质，如骨的弹性含量只占植入铁的1/10，拉伸强度却是植入铁的10倍。所以植入物的取出易导致弱骨部分的再骨折。骨折部一般需3个月才开始愈合，折断处连接强度开始增加。生物降解高分子材料可满足此动态过程。在3个月内维持初期强度，3个月后开始逐渐被水溶解。数月后，几乎完全消失，被吸收排泄，不需要二次手术。如PGA、PLLA、PDS等均可用作骨折固定材料。分子量约7万以上的聚乳酸经熔融成型和4倍拉伸的骨结合材料，也是良好的骨折固定材料，并且具有明显的组织亲和性，该商品已于1995年在日本上市。
（3）组织修复
将聚乳酸及其共聚物用作支撑材料，在其上移植器官、组织的生长细胞，使其形成自然组织，称为外科替代疗法，即组织工程。采用具有生物降解性及生物相容性的高分子作为组织工程的植入物，其优势在于可避免非降解材料长期存在造成的免疫排斥及其综合症，可使新生组织逐渐生长渗入植入物并完全取代植入的细胞支架，长成预定形状的组织。用生物降解高分子材料制成胃肠道吻合套，可以改革现行手术的缝合或铆合过程，从而防止现行手术中经常发生的出血、针孔泄漏、吻合门狭窄和粘连等手术问题，还可大大缩短手术时间。胶原纤维被用作受损皮肤再生的支架材料，可阻止康复过程中纤维状疤痕的形成。近年来，由于合成生物可降解高分子具有比天然高分子更优越的性质，合成高分子PLLA、PGA和PLGA作为支架材料，其合适的性质、合适的降解速率已获得了美国食物及药物管理局（FDA）的认可。PLIJA的物理化学性能能让它作为象肝这样的软组织，象软骨和骨骼这样的硬组织的支架材料；PGA被用作细胞移植和器官再生的人造支架；PLGA被用于肠和肝的再生以及骨组织工程上。
（4）外科手术缝合线
生物降解性手术缝合线既可以缝合伤口，又可在伤口愈合后自动降解，不需再拆除。最初采用的生物吸收性缝合线是肠线，肠线的初期弹性率小，平滑性优良，结节部位稳定性好，但同时也存在机械强度损失快，处理不方便，必须用湿的缝合线缝合伤口，易引起组织发炎，分解速度過快等缺点。现改进采用聚乙交酯、聚L一丙交酯（PLIJA）及其共聚物制成的外科缝合线，目前已商业化。由于PGA、PLLA等单丝缝合线太硬，强度小，所以现阶段的研究热点是如何提高缝合线的柔软l生和机械强度，同时加入增塑剂增加线的韧性和调节降解速度。研究发现，用甲壳质制成的手术线不但机械性能良好，打结不易滑脱，而且无毒性。用改进工艺制成的单根甲壳质纤维缝合线在使用初始10-15天中有很大的强度，而此后强度迅速下降，有利于生物体的迅速吸收。
（5）其它
医用降解高分子还可用于医用抗粘剂、血管移植和人造皮肤。明胶和谷氨酸共聚物水凝胶作为软组织的抗粘剂也已见报道。大量商业用的人造皮肤是用胶原蛋白、甲壳质、聚L-亮氨酸等酶催化生物降解材料。
2.农业
生物降解高分子材料的第二大应用领域是农业。我国是农业大国，每年农用薄膜、地膜、农副产品保鲜膜、育秧钵及化肥包装袋等用量很大。普通农用薄膜难回收，在自然环境中不易降解，不仅污染环境，而且残弃的塑料膜在土壤中逐步积累，会使土壤透气性降低，阻碍农作物根系发育和对水分、养分的吸收，导致农作物减产。生物降解高分子材料可在适当的条件下经有机降解过程成为混合肥料，或与有机废物混合堆肥，特别是用甲壳素/壳聚糖制备的生物降解高分子材料或含有甲壳素/壳聚糖的生物降解高分子材料，其降解产物不但有利于植物生长，还可改良土壤环境。现在开发使用的可生物降解农用地膜可在田里自动降解，变成动、植物可吸收的营养物质，这样不但减轻了环境污染，还有益于植物的生长，达到循环利用的目的。除此之外，农用生物降解高分子材料开发的主要产品还有育苗钵、肥料袋、堆肥袋等。
3.包装材料
在包装领域，人们致力于研究制备可完全生物降解的高分子以取代现在使用的非生物降解高分子。纤维素与其衍生物如醋酸纤维素、丙酸纤维素共混，选择不同的加工工艺，得到各种成型制品或膜材，可用于食品、化妆品、洗涤剂和日用品的包装。糊化淀粉和脂肪族聚酯的混合物具有生物降解性。淀粉只要有水，加热后就会糊化，具有可塑性；但是淀粉不耐水，通过控制糊化淀粉和PCL的结构，可以得到既具有耐水性又具有一定强度的产物，用来生产垃圾袋等产品。在食品包装中，可以直接使用本身可降解的材料如聚L-乳酸制造饭盒，也可在塑料中加入少量添加剂，使丢弃的塑料盒能在光作用下分解为小分子，进一步被微生物侵蚀，在较短时间内降解。目前已商品化的有聚己内酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乳酸、聚琥珀酸丁二醇酯等。这些高分子材料性能优良，可用吹模、注塑等方法加工，但因为价格较高，比常用的包装材料聚乙烯、聚丙烯价格高4～6倍。
4.其它方面
生物降解高分子材料除了应用于医药、农业、包装领域外，在其它领域也得到了应用。如生物降解高分子材料还可用于林业上的植树袋、绿化防护卷材、苗圃用膜材；渔业用材料如渔具、渔网、钓鱼线；建筑、土木用膜；此外还在一次性日用品、尿布、卫生巾、化妆品、手套、鞋套、头套、桌布、园艺等多方面都存在着潜在的市场，有很好的发展前景。
五、存在问题与前景展望
目前，生物降解聚合物的开发与应用存在的主要问题是：
1.生物降解的高分子材料成本偏高，成为其推广普及的主要障碍；
2.因为不同的领域对材料的降解速率有不同的要求，所以要解决降解材料的降解控制问题。例如，生物医学上要求降解比较快，而包装材料则要求有一定的使用时间；
3.产品性能和用途的限制。聚合物的降解性必然损害产品的持久性，也会在一定程度上降低其力学性能，从而限制了生物降解聚合物的应用范围；
4.使用性能。国内外公布的各种牌号淀粉塑料力学性能一般可以和同类应用的传统塑料相比，但其使用性能往往不尽人意，其主要缺点之一是含淀粉的降解塑料耐水性都不好，湿强度差，一遇水则力学性能严重降低，而耐水性恰恰是传统塑料在使用过程中的优点；
5.目前还缺少统一的高分子材料降解性评价标准。
但随着有关研究的进一步深入，生产技术的进一步提高，环保意识的增强和环保法规的完善，生物降解聚合物市场仍将迅速增长，在各种领域得到广泛应用，尤其是在塑料薄膜、包装材料、医用材料等领域的应用。生物降解高分子材料因其独特的性能，使其发展前景极为广阔，将为减少环境污染、保护地球与大自然，为人类创造一个无污染的环境发挥巨大作用。今后生物降解高分子材料的开发研究主要应针对聚合物的基本性能、成型加工性能及价格等方面有竞争性的高分子品种；同时建立和完善其评价体系，进一步加快生物降解高分子材料在我国的产业化进程。