تتعرّض الأرض مؤخرًا لعدد من التغيُّرات المناخيّة الحادة، التي تستدعي توجُّه العالم نحو سياسات أكثر استدامة وأقل تلويثًا للبيئة. وفي ظل تزايد الطلب العالميّ اللامتناهي على المواد الصناعيّة، فإن النظام الإيكولوجيّ العالميّ يتأثر سلبًا من خلال تدمير التنوع البيولوجيّ.

وللتصدّي جزئيًّا لبعض هذه التحديات، يتزايد دعم الاقتصادات الأحيائية bioeconomies، وهي النشاطات الاقتصاديّة التي تتضمن استخدام التكنولوجيا الحيويّة في إنتاج السلع أو الطاقة. ويحتمل أن يكون للتصنيع الأحيائيّ الخالي من الخلايا Cell-free biomanufacturing دور هام في الاقتصاد الأحيائي الناشئ من خلال التمكين من إنتاج المواد البيولوجيّة حسب الطلب، وبشكل أكثر استدامة، مثل: البلاستك القابل للتحلل.

تستخدم التفاعلات الخالية من الخلايا مكونات وآلات خلويّة معزولة من الخلايا نفسها، مثل: الريبوسومات، أو مكوّنات مُصنعة باستخدام الكيمياء الحيويّة التخليقيّة، مثل: الأحماض الأمينية غير الطبيعيّة، أو مستخلصات خلايا مُختلطة من أنواع بكتيريّة متنوعة، أو مكونات بيولوجيّة حديثة، مثل: الريبوسومات المٌهندسة. ويمكن بذلك  إكمال تدفقات العمل الخالية من الخلايا في غضون ساعات، على عكس تجارب الخليّة الكاملة النموذجيّة التي تستغرق عدة أيام أو أسابيع؛ حيث يمكن أن تعمل شركات البيولوجيا الاصطناعيّة العالميّة على صناعة أزياء مُستدامة، وكذلك على عمليات التصنيع الحيويّ القابلة للتطوير للجلد القائم على الفطر.  كما طوّرت شركة آُخرى عمليّة صبغة نسيج بيولوجيّة، مُصممة لتكون أقل تلويثًا من الطرق الكيميائيّة التقليديّة. وتسهم التفاعلات الخالية من الخلايا في إنتاج بلاستيك PHAs قابل للتحلُّل عن طريق استخدام البكتيريا.

وإجمالًا، تعتبر البيولوجيا التركيبيّة الخالية من الخلايا، تكنولوجيا حيوية قويّة وواعدة، تؤثر تأثيرًا إيجابيًّا على الإنتاج المُستدام للمواد. ومن المتوقع أن يؤدي استمرار هذه الاتجاهات إلى إيجاد طرقٍ جديدة للإنتاج المُستدام للمواد الخالية من الخلايا، والاقتصاد البيولوجيّ المتنامي.