用可编程墨水3D打印活材料

3D打印资讯
2021
11/26
09:48
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来源:NaturePortfolio

《自然-通讯》发表的一项概念验证研究Programmable microbial ink for 3D printing of living materials produced from genetically engineered protein nanofibers报道了一种微生物墨水,可以用来打印具有功能性和可编程属性的3D材料。该研究演示了这项技术的潜在应用,比如隔离环境中出现的有毒化学物质双酚A(BPA)。

直接利用微生物制备无需添加其他聚合物或添加剂的打印墨水,为传统材料不可用情况下的材料制造打开了新的可能性。这种技术还能开发出可感知周围环境并做出反应的材料。具有3D打印这种材料的能力,就有望实现材料的定制化并针对特定用途进行改造。由活细胞构成的微生物墨水是实现这一目标的候选介质,但它们需要将目标材料特性与细胞活性相结合。
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微生物墨水的设计策略、生产和功能应用示意图。来源:Duraj-Thatteet al.
美国东北大学的Neel Joshi和同事报道了用大肠杆菌(E. coli)制成的一种高级微生物墨水,这种大肠杆菌经过基因工程改造,能产生纳米纤维。这些纳米纤维能进行浓缩并打印出3D结构。作者随后将这种墨水与其他经过基因工程改造、用来执行特定任务的微生物相结合,发现这种水凝胶能获得功能性。作者利用这种水凝胶制备了一种能在遇到化学刺激物时分泌抗癌药天青蛋白(azurin)的材料,还设计出了一种能隔离环境中出现的有毒化学物质双酚A的材料。

研究结果演示了该技术打印具有生物技术和生物医学用途的功能性材料的潜力。作者认为,他们的研究或对空间结构构建具有启示意义,但仍需开展进一步研究探索其未来的定制化用途。





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