在2026中关村论坛年会期间举办的生物制造新材料产业应用创新发展大会上,一场关于“新材料”的深度探讨引发了业界高度关注。与会专家指出,在合成生物学与人工智能(AI)的双重驱动下,以聚羟基脂肪酸酯(PHA)为代表的生物制造材料正加速走出实验室,迈向医疗健康等实际应用场景,展现出绿色、精准且具备可负担性的未来图景。

PHA材料:源自微生物的“万能”医用材料

清华大学合成与系统生物学中心主任陈国强在会上详细介绍了PHA的独特优势。他指出,PHA由微生物自然合成,不仅性能可调,更关键的是具备优异的生物安全性——它可被动物安全食用,植入人体后无排异反应且能生物降解,这为它在医疗领域的应用奠定了坚实基础。

陈国强进一步解释,将PHA作为饲料添加剂的实验表明,鱼类可快速消化且体内无残留,用于养猪也能提升增重率。这些证据揭示了PHA在生物体内良性的代谢路径,为其进入人体临床应用扫清了部分安全障碍。

“PHA拥有超过100亿种潜在的结构组合,就像一个庞大的‘材料基因库’,可以匹配不同组织的修复需求。”陈国强表示,PHA在修复软骨、构建人造血管、制备防粘连膜以及医美等领域展现出巨大潜力。此外,其生产依赖微生物发酵,可使用非粮碳源,大幅降低了碳排放,体现了贯穿全生命周期的绿色理念。

从实验室到市场:技术突破攻克量产与成本难题

任何新材料从实验室走向临床与市场,都必须跨越成本、量产稳定性及性能一致性的鸿沟。新一代生物技术成为核心突破点。陈国强团队利用嗜盐菌等极端微生物,开发出一种无需严格无菌、可利用海水、过程稳定且易于放大的发酵技术,为PHA的规模化生产提供了可能。

在此基础上,北京微构工场生物技术有限公司(以下简称“微构工场”)成功实现了从千吨级到万吨级产能的飞跃。微构工场董事长徐绚明透露:“公司与安琪酵母合作的万吨级生物制造工厂,是全球范围内投资效率最高、最具竞争力的PHA产线之一。”她强调,产能的突破与成本的持续下降,是未来PHA从高端医疗器械走向骨钉、缝合线等普惠医疗产品的关键前提。

AI赋能精准“智造”:从工艺到功能的系统化调控

如果说生物制造解决了材料的“来源”问题,那么人工智能则正在解决材料的“定制”与“质控”难题。会上,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员马波介绍了“单细胞原位表型组学”技术。该技术通过融合拉曼光谱与AI,能在单细胞水平上实时、无损地监测代谢状态,实现从“工艺”到“结构”再到“功能”的系统化精准调控。

这意味着,未来完全可以针对特定的组织修复和降解需求,反向设计并“智造”出最匹配的PHA材料。

政策助力集群发展:打造合成生物制造创新高地

一个新兴产业的繁荣,离不开良好的生态。北京市经济和信息化局局长姜广智表示,北京将全力打造未来产业成长方阵,推动生物制造产业从点状突破向集群发展跨越,持续打造产业创新原动力、强化集聚发展带动力、提升示范应用引领力、加强区域协同辐射力。

北京市科委、中关村管委会副主任郭澜涛表示,北京已初步形成从研发、中试到产业化的京津冀区域内协同布局。下一步,将聚力推进创新转化、产业集聚、区域协同和监管科学服务,加快打造具有全球影响力的合成生物制造创新高地。希鸥网观察认为,随着合成生物学与AI技术的不断成熟,生物制造新材料产业将迎来爆发式增长,有望在医疗健康领域催生更多颠覆性应用。希鸥网观察指出,北京在政策、科研和产业协同方面的先行先试,为全国生物制造产业的发展提供了宝贵经验,未来有望形成具有全球竞争力的产业集群。

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