（圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)）

微生物作為地球上最古老、最豐富的生命形式之一，正悄然掀起一場(chǎng)綠色革命。它們中的大多數(shù)，攜帶著一種獨(dú)特的脂肪——聚羥基脂肪酸酯(PHA)，這種物質(zhì)不僅以其對(duì)地球環(huán)境的友好性著稱，更展現(xiàn)出從日常用品到高科技領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的巨大潛力。

近日，由清華大學(xué)教授陳國(guó)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成果轉(zhuǎn)化的微構(gòu)工場(chǎng)聚羥基脂肪酸酯(PHA)產(chǎn)品，獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)的正式認(rèn)證。這不僅打開了進(jìn)入美國(guó)食品可接觸用品市場(chǎng)乃至全球市場(chǎng)的大門，也為解決白色污染問(wèn)題提供了新的替代方案，可替代現(xiàn)有如飲品杯、塑料食品包裝、吸管、餐具、紙塑等傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品。

陳國(guó)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的科研之路，始于對(duì)中國(guó)艾丁湖特殊環(huán)境中嗜鹽菌的深入探索。在這片高鹽、高堿的極端環(huán)境中，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一群能夠合成并高效積累PHA的微生物。這些嗜鹽菌不僅能夠在惡劣條件下生存繁衍，還因其獨(dú)特的耐受性，在特定環(huán)境中免受其他微生物的侵?jǐn)_，為PHA的工業(yè)化生產(chǎn)提供了得天獨(dú)厚的條件。

在過(guò)去二十年的不懈努力下，陳國(guó)強(qiáng)領(lǐng)銜的清華大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，成功開發(fā)了一系列基于嗜鹽菌的分子生物學(xué)操作工具。這些工具如同精密的手術(shù)刀，精準(zhǔn)地改造了嗜鹽菌的代謝途徑和形態(tài)，極大地提升了PHA的積累能力。如今，嗜鹽菌已成為PHA工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的杰出平臺(tái)，為綠色材料的規(guī)?；a(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

我們研發(fā)的PHA材料，采用嗜鹽菌作為底盤細(xì)菌，生產(chǎn)過(guò)程綠色低碳。陳國(guó)強(qiáng)教授介紹道，更重要的是，PHA作為一種天然可降解材料，能夠在短時(shí)間內(nèi)被自然環(huán)境中的微生物完全消耗，降解效率是傳統(tǒng)塑料的100倍，也不會(huì)在人體內(nèi)產(chǎn)生‘微塑料’危害。

生物材料行業(yè)是以生物資源為原料，通過(guò)生物技術(shù)和工程技術(shù)制備的一種新型材料產(chǎn)業(yè)。生物材料的特點(diǎn)是資源可再生、環(huán)保性能好、降解性強(qiáng)，可以應(yīng)用于醫(yī)療器械、食品包裝、紡織品、建筑材料等多個(gè)領(lǐng)域。生物材料可以減少對(duì)化石能源的依賴，同時(shí)也有望解決傳統(tǒng)塑料垃圾帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

生物材料的發(fā)展階段

生物材料的歷史悠久，早在古埃及時(shí)期就有了生物材料的應(yīng)用，包括棉花纖維和馬鬃作為縫合線，以及黃金板修復(fù)顎骨和陶瓷材料制作齒根等。隨著醫(yī)學(xué)和材料學(xué)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)40年代高分子材料的大力發(fā)展，生物材料的研究與應(yīng)用迎來(lái)了重大發(fā)展機(jī)遇。目前，我國(guó)生物材料行業(yè)的主要研究方向包括再生醫(yī)學(xué)的生物材料及植入器械、生物材料的表面/界面及表面改性、藥物/基因控釋載體和系統(tǒng)等。

全球生物材料行業(yè)前景預(yù)測(cè)

生物醫(yī)用材料涉及億萬(wàn)人的健康，是保障人類健康的必需品。生物醫(yī)用材料的應(yīng)用不僅挽救了數(shù)以千萬(wàn)計(jì)人的生命，使疾病得以早期發(fā)現(xiàn)和有效治療，并顯著降低了重大疾病的死亡率，同時(shí)，它對(duì)于改善人們的健康狀況和提高生活質(zhì)量，具有重要的民用價(jià)值和社會(huì)意義。與此同時(shí)，生物醫(yī)用材料的應(yīng)用將引起外科領(lǐng)域中組織、器官缺損和功能障礙傳統(tǒng)治療方法和模式的變革，大幅度降低醫(yī)療費(fèi)用，增強(qiáng)對(duì)其它相關(guān)行業(yè)的影響和滲透，將成為材料學(xué)、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)等學(xué)科的強(qiáng)大發(fā)展動(dòng)力，具有重要的行業(yè)意義并將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)近年來(lái)全球生物醫(yī)用材料及其制品行業(yè)的發(fā)展變化預(yù)測(cè)出2026年全球生物醫(yī)用材料及其制品行業(yè)銷售規(guī)模將在5571億美元左右。

生物材料行業(yè)正迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，其前景廣闊且充滿潛力。隨著科技的不斷進(jìn)步和醫(yī)療健康需求的日益增長(zhǎng)，生物材料作為連接生命科學(xué)與材料科學(xué)的橋梁，在醫(yī)療器械、組織工程、藥物控釋、再生醫(yī)學(xué)及生物傳感等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)，隨著生物相容性、可降解性和功能化技術(shù)的不斷突破，生物材料將更加精準(zhǔn)地模擬人體環(huán)境，促進(jìn)組織修復(fù)與再生，提高治療效果，減少并發(fā)癥，為患者帶來(lái)更安全、更有效的治療方案。同時(shí)，綠色、可持續(xù)的生物材料研發(fā)也將成為行業(yè)發(fā)展的重要方向，推動(dòng)生物材料產(chǎn)業(yè)向更加環(huán)保、高效的方向邁進(jìn)。因此，生物材料行業(yè)無(wú)疑是一個(gè)充滿創(chuàng)新活力與巨大市場(chǎng)潛力的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。

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