但通过转基因植物的PHA合成,有望将PHA的成本大大降低,因为植物利用二氧化碳和太阳能生产植物油和淀粉的成本分别为0.5-1美元/kg和0.25美元/kg,另外植物中PHA的提取过程也有了较好的研究,提取成本不高于细菌中PHA的提取成本。PHA在植物中的生产将使经济作物的可再生资源使用大大地迈进,这个项目的成功可能使到2020年植物生产基本化学原料和材料中可更新资源的使用达到现在的5倍。
PHA因其良好的生物降解性和生物相容性在药物缓释体系中发挥着越来越重要的作用。最早的PHA作为药物释放包裹微球的研究是1983年对于PHB的研究,之后随着PHBV 的发展,PHA的药物包裹研究带来了很大的进展。研究表明可通过调节PHA的单体组成、分子量、药物包裹量、包裹颗粒大小实现药物的可控速率释放。此外,很多学者还利用PCL等其他聚合物与PHA进行混合包裹药物的研究也取得了一定的成果。在PHA近十年的研究热潮中,虽然在生产和应用方面的主要技术专利仍掌握在美、欧、日等发达国家和地区中,但我国这几年在这方面的研究取得了长足的进展,在生产方面掌握了一些具有自主知识产权的菌种和后期工艺,特别是近两年在组织组织工程研究方面有较好的研究成果,已有多项专利处于申请公开期,这些为PHA作为我国有自主知识产权的生物材料今后的产业化打下了良好的基础。
PHA 既是一种性能优良的环保生物塑料,又具有许多可调节的材料性能,其随着成本的进一步降低以及高附加值应用的开发,将成为一种成本可被市场接受的多应用领域生物材料。由于它是一个组成广泛的家族,其从坚硬到高弹性的性能使其可以适用于不同的应用需要。PHA的结构多样化以及性能的可变性使其成为生物材料中重要的一员。相对于PLA,PHA发展的历史很短,发展的潜力更大,其应用的空间也更大。
四、我国环保包装材料市场的展望
生物材料作为最具发展潜力的材料,有其广阔的市场前景,我国是人口大国,因此也是生物材料和包装材料的需求大国。但是我国生物材料及器械国内产品单一,技术落后,科研与产业脱节,70%-80%要依靠进口,基础研究水平不高直接制约了新技术和新材料的开发和应用。到目前为止,生物材料的主要知识产权仍掌握在美、欧、日等发达国家。
我国生物材料发展还未能成为一门真正的产业,生物材料研究尚未得到足够的经济支持,除了跟我们的基础研究水平不高有关,还与科研机构和产业部门脱节、产业部门未充分认识生物材料在未来世界经济产业中的重要地位有关。当然这也与科研成果尚未给企业带来较好的经济效益,损害企业的投资积极性密不可分。要解决个问题,改变我国生物材料依赖进口的状况,需要科研部门和产业机构更好的相互信任与合作。随着有关部门和研究机构对PHA的研究和开发工作重视程度的提高,我国将产生越来越多的生产和应用知识产权。由于PHA材料的结构和功能的多样性,PHA将能适应各种不同的应用要求,特别是PHA的生产符合可持续发展的要求,有可能成为一个大的支柱产业。