已经实现工业化生产的PHA目前只有PHB以及羟基丁酸与羟基戊酸的共聚物PHBV，分别由奥地利林茨化学公司(Chemie  Linz  AG)和英国帝国化学工业公司(ICI，现在称为Zeneca)在八十年代实现。从1998年以来，清华大学微生物实验室与广东江门生物技术开发中心合作，在国内外首次开发成功了羟基丁酸与羟基己酸的共聚物PHBHHx的工业化生产技术，为这种新型材料的应用开发打下了物质基础[5]。

PHA的基因工程

        PHA的基因工程的主要目的有两个：

        一是获得具新颖结构的PHA分子。通过分子克隆技术，已经有大约10个与PHA合成有关的基因被发现了。采用基因工程的方法，用重组大肠杆菌可以合成PHB、弹性材料mcl  PHA和共聚物PHBHHx。利用定向分子进化和基因混合等最新技术，有可能合成出性能更加优越的PHA高分子材料，即通过基因工程方法得到一些自然界少有或不能合成的PHA分子，主要是将合成不同PHA单体的基因进行组合，希望得到新型PHA分子，如使R.  eutropha的PHB合成基因在产中长链PHA的P.  oleovorans中表达，试图获得合成短链和中长链共聚的PHA。但往往经克隆后的细菌虽然表达了两种单体，却是共混物[26]；不过也有报道，携带Thiocapsa  pfennigi的PHA聚合酶基因的重组PHA聚合酶基因缺陷型P.  putida可以合成C4，C6，C8单体的共聚物，这是一个很有趣的现实，因为T.  pfennigi本身只能合成scl-PHA，这说明PHA的单体组成除受PHA聚合酶影响外，也可能存在有其他影响因素[27]。

        二是降低PHA的生产成本，提高PHA的生产率，从而与传统石油塑料竞争。研究者在这方面做了许多努力，清华大学生物化工实验室采用高密度培养重组大肠杆菌的新技术使聚羟基丁酸PHB的生产效率得到很大的提高，有可能在很大程度上降低PHB的生产成本[28]。通过把细菌合成PHA的基因导入植物中，可以使植物合成PHA。根据推算如果植物中的PHA的含量能达到其他脂类储存物的平均水平——即达到植物细胞干重的20－40  wt%，则PHA的价格更可降到每公斤0.5美元左右，完全可以与传统塑料的价格进行竞争[29-30]。由于PHB不能穿过质体的膜，又由于质体是植物细胞中脂肪酸的合成部分，所以如果能把PHA的合成定位到质体上可能会达到不损害植物细胞同时又大量积累PHA的目的；现在通过基因工程技术已成功地把PHB的合成定位到质体上[31]。PHA基因已经被转到不少植物上，如Chowdhury等将PHB基因转到棉花中，使棉花纤维的性能与天然棉纤维有了明显差别[32]。最近Henry等在纯合拟南介植物中将植株中的PHA含量提高到12－13  wt%，种子中PHA含量也达到了7wt%[33]。PHA的合成由于基因工程技术的应用已在不同物种中具有广泛的生产前景。但是目前使植物大量地合成PHA存在着一系列的困难。但是我们有信心认为，技术的进步将最终解决植物生产PHA的难关，使塑料真正成为田里种出来的绿色塑料。

1.2 PHA的组织工程——PHA在生物医学工程中的应用

组织工程及生物材料

        组织、器官的丧失或功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一，也是人类疾病和死亡的最主要原因。随着现代外科学的发展，已使人类对组织、器官缺损的治疗有了很大的进步，但仍然存在许多问题。随着生命科学、材料科学以及相关物理、化学学科的发展，人们提出了一个新的概念——组织工程。组织工程的核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体。这种三维的空间结构为细胞提供了获取营养、气体交换、排泄废物和生长代谢的场所，也是形成新的具有形态和功能的组织、器官的物质基础。组织工程的三大要素是：种子细胞、生物材料及组织和器官的形成和再生，其中生物材料具有不可替代的主要作用。因此，根据组织工程的发展历史也可以说：组织工程的发展与材料科学的发展有密不可分的关系。

        适用于做组织工程的支架材料应具有：（1）良好的生物相容性；（2）可制备成三维立体结构的支架材料，具有多孔性和高孔隙率，内表面积大，既有利于细胞的贴附和长入，又有利于营养成份的渗入和代谢产物的排出；（3）生物可降解性：材料应是可被吸收的，在组织形成过程中逐渐分解，而不影响新生组织的结构和功能；（4）良好的表面活性：有利于细胞贴附，并为细胞在其表面生长、增殖和分泌基质提供良好的微环境。（5）可塑性：便于加工成所需的形状，并有一定的机械强度，在植入体内后的一定时间内仍可保持其形状，从而使新形成的组织具有所需的外形等。材料生物相容性的传统概念是指材料为“惰性”的，不会引发宿主强烈的免疫排斥反应。随着对材料-生物体相互作用机理研

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