概述
聚羥基脂肪酸酯(PHA，polyhydroxyalkanoates)，是近20多年迅速發展起來的生物高分子材料——聚羥基脂肪酸酯(PHA)，是很多微生物合成的一種細胞內聚酯，是一種天然的高分子生物材料。因為PHA同時具有良好的生物相容性能､生物可降解性和塑膠的熱加工性能。因為同時可作為生物醫用材料和生物可降解包裝材料，這已經成為近年來生物材料領域最為活躍的研究熱點。PHA還具有非線性光學性､壓電性､氣體相隔性很多高附加值性能。
PHA產品 天然的或合成的生物可降解的高分:材料往往有很高的水蒸氣透過性，這在食品保鮮中是不利的。而PHA則具有良好的氣體阻隔性，使其可能套用在較長時間的鮮品保鮮包裝上。因為水汽的穿透是保鮮包裝中的重要指標，PHA在這一點上的性能是完全可以和現在的PET､PP等產品等相比的。另—方面，PHA還具有較好的水解穩定性，將PHA用75℃的自動洗碗機總洗20個循環，PHA製成杯的形狀和分子量都沒有發生變化，表明PHA可以很好地用於器具生產。此外與其它聚烯烴類､·聚芳烴類聚合物比，PHA還具有很好的紫外穩定性。PHA還可作為生物可降解的環保溶劑的來源，如乙基羥基—酸EHB(ethyl3—hydroxy—butyrate)是水溶性的，聚有低揮發性，可以用於清潔劑､膠)粘劑､染料､墨水的溶劑。正因為PHA匯集了這些優良的性能，使其可以在包裝材料､粘合材料､噴塗材料和衣料､器具類材料､電子產品､耐用消費品､農業產品､自動化產品､化學介質和溶劑等領域中得到套用。
與PLA等生物材料相比
PHA結構多元化，通過改變菌種､給料､發酵過程可以很方便地改變PHA的組成，而組成結構多樣性帶來的性能多樣化使其在套用中具有明顯的優勢。根據組成PHA分成兩大類:一類是短鏈PHA(單體為C3-C5)，一類是中長鏈PHA(單體為C6-C14)，這些年已有報導菌株可合成短鏈與中長鏈共聚羥基脂肪酸酯。PHA的生產經歷了第一代PHA——聚羥基丁酸酯(PHB)，第二代PHA——羥基丁酸酸共聚酯(PHBV)和第三代PHA—羥基丁酸已酸共聚酯(PGBHHx)的生產，而第四代PHA羥基丁酸羥基辛酸(癸酸)共聚酸[PH-BO(PHBD)]尚處於開發階段。其中作為第三代PHA的PHBHHx是由清華大學及其合作企業實現了首次大規模生產。與傳統化工塑膠產品的生產過程相比較，PHA的生產是一種低能耗和低二氧化碳排放的生產，因此從生產過程到產品對於環境保護都是很有利的。轉基因植物來實現生產
PHA生產的另一條可行的途徑是利用轉基因植物來實現。PHA在植物中的合成，可以利用光能消耗二氧化碳，成為一種可持續､可再生的材料生產方式。現在已在菸草､馬鈴薯､棉花､油菜､玉米､苜蓿等植物中實現了包括 PHB､PHBV以及中長鏈PHA等不同PHA的合成。而其中在馬鈴薯塊根中的PHA合成是最具生產前景的。目前PHA的價格還很難和石油化工塑膠相競爭，而聚丙稀的價格低於1美元/kg，而一些最便宜的生物可降解塑膠的價格為3-6美元 /Kg，而當今理想的PHB的生產成本為4美元/kg，隨著規模的擴大，生產成本將進一步降低，但很難達到2-3美元/kg，這主要是由於細菌發酵底物成本所決定。 但通過轉基因植物的PHA合成，有望將PHA的成本大大降低，因為植物利用二氧化碳和太陽能生產植物油和澱粉的成本分別為0.5-1美元/kg和0.25美元/kg，另外植物中PHA的提取過程也有了較好的研究，提取成本不高於細菌中PHA的提取成本。PHA在植物中的生產將使經濟作物的可再生資源使用大大地邁進，這個項目的成功可能使到2020年植物生產基本化學原料和材料中可更新資源的使用達到現在的5倍。PHA因其良好的生物降解性和生物相容性在藥物緩釋體系中發揮著越來越重要的作用。最早的PHA作為藥物釋放包裹微球的研究是1983年對於PHB的研究，之後隨著PHBV 的發展，PHA的藥物包裹研究帶來了很大的進展。研究表明可通過調節PHA的單體組成､分子量､藥物包裹量､包裹顆粒大小實現藥物的可控速率釋放。此外，很多學者還利用PCL等其他聚合物與PHA進行混合包裹藥物的研究也取得了一定的成果。在PHA近十年的研究熱潮中，雖然在生產和套用方面的主要技術專利仍掌握在美､歐､日等已開發國家和地區中，但我國這幾年在這方面的研究取得了長足的進展，在生產方面掌握了一些具有自主智慧財產權的菌種和後期工藝，特別是近兩年在組織組織工程研究方面有較好的研究成果，已有多項專利處於申請公開期，這些為PHA作為我國有自主智慧財產權的生物材料今後的產業化打下了良好的基礎。
