细菌纤维素初创A轮融资440万美元，计划扩大其世界首个生物制造设施，业内人士：仍需解决其「应用窄」和「性能局限」问题

 收藏

关键词：融资A轮

资讯来源：DeepTech深科技

发布时间： 2022-03-25

纤维素是有葡萄糖基重复单元形成的一种天然多糖。根据以往生活常识，我们一般认为像麦麸、玉米、糙米、大豆、燕麦、荞麦和一些蔬菜里才含有纤维素。殊不知，其实一些微生物里也会产生纤维素。

1886 年 A.J. Brown 就发布了木醋杆菌能够合成胞外凝胶状物质的报告，但由于技术条件的限制，该物质一直未得到重视，这种物质后来被证实为细菌纤维素 [1]。

细菌纤维素是由细菌合成的天然生物材料，它具有纤维素纳米纤维编织的三维网状网络的独特结构，有着优异的机械性能、高保水能力和出色的悬浮稳定性。它还具有纯度高、结晶度高、生物相容性和生物降解性好等特点。常被应用于食品、个人护理、日用化工、生物医药、纺织、复合树脂等领域。

细菌纤维素可由葡糖醋杆菌属、气杆菌属、根瘤菌属、肉毒杆菌属、固氮菌属、农杆菌属、假单胞菌属和产碱菌属等在内的细菌合成。其中木糖醋杆菌是发现最早、研究最广泛的生产细菌纤维素的微生物。

图丨细菌纤维素电镜照片（来源：研究论文）

由细菌合成的纤维素在分子结构上与植物纤维素相似，但不含木质素、半纤维素和果胶等复杂成分，具有更好的性能表现如结晶度高、结构稳定性高和生物相容性更好等优点，因此被称为 “纤维素中的贵族”，多家公司开始着手布局此板块。国外有拉脱维亚的 Probiotika、加拿大的 Axcelon Biopolymers 和美国的 Bc Genesis 等，国内有海南椰国食品有限公司和鼎瀚恒海生物等。

近日，Polybion 宣布完成由 Blue Horizon 领投的 440 万美元的 A 轮融资，计划扩大其世界首个工业规模的细菌纤维素生物制造设施 FOAK I（First-Of-A-Kind）。Blue Horizon 于 2016 年创立，总部位于苏黎世，迄今为止，该公司已筹集超过 8.5 亿美元，投资了 60 多家公司，此前它曾投资过 Motif FoodWorks、Geltor 和 The Every Company 等多家公司。

图丨 Polybion 融资情况（来源：CB Insights）

从资源开采到资源再生的范式转变

Polybion 由墨西哥兄弟 Axel 和 Alexis Gómez-Ortigoza 和瓜纳华托大学的 Bárbara González Rolón 创立于 2015 年，总部位于墨西哥，是一家使用模仿大自然自身设计的尖端技术的公司，该公司创始人共同开发了合成生物学工具和技术，利用细菌等生物体回收农业工业食品垃圾来生产高性能生物组装材料。Polybion 曾在 2017 年的 INC 加速器竞赛中被选为拉丁美洲最具增长潜力的公司之一。

通过学习大自然，Polybion 开发了一种不是线性而是循环的生产模式，可同时缓解三大环境问题：牲畜、食物浪费和塑料。这代表了从资源开采到资源再生的范式转变。该公司生产模式符合 EPA （美国环境保护署）、REACH（关于化学品注册、评估、许可和限制法案）和 ZDHC（危险化学品零排放）标准，大大减少了碳足迹。

此前，Alexis 和 Axel Gomez-Ortigoza 兄弟在麻省理工学院合成生物学竞赛中就提出可以用 funcel 代替聚苯乙烯泡沫塑料， funcel 是一种由真菌制成的生物材料，可以成为公司使用的新包装材料，但这或许仍只是个设想，在 Polybion 官网上并未看到该产品的介绍。

而 Celium 是 Polybion 计划创建的一系列新生物材料中的第一个，以工、农业水果废料喂养细菌生成细菌纤维素，然后由细菌纤维素组成，是动物皮革和石油衍生合成材料的优质替代品。它是一种具有无限设计可能性的多功能纺织品，可以根据颜色、纹理、压花和防水性进行定制，同时保持其卓越的强度，是时尚、运动服和汽车应用的黄金标准材料。

Celium 可拆分成 Cel 和 ium 两部分，Cel 源自纤维素一词，ium 是化学元素中 “使用” 的拉丁语后缀，不含动物成分，因此重量比牛皮轻，可通过其生长控制厚度，使其易于剪裁，并且由于其生物特性，每片 Celium 像指纹一样独一无二，赋予它奢华的标志。

当前该公司的工农业和食品垃圾足够其每年生产 1.68 亿平方英尺的 Celium ，由于在生产过程中无有害化学物质释放，在生产周期间也没有生物质输出，因此 Celium 可尽可能循环。

早在 2021 年， Polybion 就在地下室完成了 Celium 的中试，在最大产能下，目前 Polybion 的细菌纤维素制造设施每年能生产 110 万平方英尺的生物纺织品 Celium 。

Polybion 将利用此次 A 轮融资扩大 Celium 的生产，并扩大公司的碳中和生物制造设施，加大其研发力度，将 Celium 部署到消费品中，该公司预计到 2023 年第三季度将达到每年 Celium 的最大生产能力，以满足当前全球品牌合作的需求。

（来源：Polybion 官网）

仍有难题待解

细菌纤维素属于纳米级纤维，是目前天然纤维中最细的，一根典型的细菌纤维线宽度仅有 0.1 um，而针叶木浆纤维的宽度至少有 30 um，棉花纤维的宽度也约为 15 um。

作为一种新型纳米材料，除了上述 Polybion 的产品应用在生物纺织品上，还可用于生物医疗、纳米材料、电子器件、营养食品和军工等各个领域，常见用途有可食用吸管、高强度凝胶、特种纸、耳机膜和医药辅料等。

以可食用吸管制造过程为例，首先将细菌纤维素压制成薄膜，在薄膜表面引入一层薄薄的高藻酸钠。作为一种可食用的天然多糖聚合物，海藻酸钠穿透孔隙进入薄膜的三维纳米纤维网络，从而形成牢固的连接，紧接着将涂有海藻酸钠的薄膜卷制成管，浸入乳酸钙溶液中交联，最后经过洗涤和干燥，可食用和可生物降解的细菌纤维素基吸管就生成了 [6]。

2021 年 12 月，中国科学技术大学俞书宏院士团队特任副研究员管庆方团队就通过生物合成细菌纤维素并与海藻提取物海藻酸钠复合的策略，研制出具有优异性能的 “可食用” 细菌纤维素基吸管，相关论文发表于《先进功能材料》，但目前该产品仍处于实验室阶段，若真正走入生活，仍面临较大挑战。

图丨细菌纤维素基吸管的制备以及综合性能展示（来源：中国科学技术大学）

当前细菌纤维素的研究还主要集中在附加值较高的组织工程支架、骨支架、软骨支架、人工血管、人工皮肤以及药物载体等方面。同时细菌纤维素还因其具有高持水性、透气性好、良好的生物相容性及较好的力学性能，在医用敷料产业也具有广阔的应用前景。

成立于 2009 年 6 月的鼎瀚恒海生物就是一家细菌纤维素医用敷料研发商。该公司致力于创面治疗应用的细菌纤维素系列医用敷料的研究和开发，在国内首次将新型生物纳米材料细菌纤维素应用于医疗领域，该系列产品主要用于临床烧烫伤、整形美容、外科手术及其他疾病导致的继发性皮肤溃疡，具有广阔的国内外市场发展前景。

有业内人士表明，细菌纤维素是一个应用前景广阔的材料，未来可以应用到很多领域，将带来无限可能。但细菌纤维素目前仍然不具有普适性，其实际应用的范围还比较窄，因此首先重要的是仍是寻找合适的菌种及发酵方式。

其次细菌纤维素的性能也存在一定的局限性，如不具有抗菌性、导电性等，在生物医学、食品包装和电化学方面仍具有一定的局限性。为了解决这些问题，近年来主要通过聚合物渗透、掺杂杂原子和纳米颗粒修饰等方法制备细菌纤维素复合材料，以弥补单一细菌纤维素性能上的缺陷，扩展其应用领域。

参考资料：

【1】https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1886/CT/CT8864900432

【2】https://www.prnewswire.com/news-releases/polybion-completes-development-of-worlds-first-bacterial-cellulose-biomanufacturing-facility-301501949.html

【3】https://www.builtwithbiology.com/read/polybion-completes-development-of-worlds-first-bacterial-cellulose-biomanufacturing-facility

【4】https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2011/7/246317.html

【5】https://kns.cnki.net/KXReader/Detail?invoice=LXLCpr1%2FYdwtF5CgCnkkZVcOVFGnK97VceiMsm8XzQeZX6UjjFSSPMGljJ2ZugvChpLBVegiwQ1qmVdc4XsXK1Nf5dSPTCUxn%2FIPlRVxddlQ1mahqEq59RTHjuCGec2Y9O9IpI6j4i5WcLJtw3JbSrs5JHTYFOy86UufjBJ9yMM%3D&DBCODE=CCND&FileName=KXSB202201170040&TABLEName=ccndlast2022&nonce=E4A33B42E7104C3F925EC8AB3394982A&uid=&TIMESTAMP=1647592119522

【6】http://hit.alljournals.cn/html/mst_cn/2018/1/20180112.html

【7】https://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2022/1/202211420195986269400.shtm

-End-

欢迎合成生物学领域科研从业者扫码加群，加好友请备注“单位+领域+职位”（不加备注不予通过）↓↓↓