密歇根州立大学的研究人员推出了可用于对抗细菌的3D打印技术

导读：由于持续的COVID-19疫情大流行，我们比以往任何时候都更清楚地意识到细菌和其他微生物是多么有害和容易传播。它们随处粘附在垫子上，其中一些是粘稠的，被称为生物膜，通常对常规消毒剂有抵抗力。它们形成复杂的群落，甚至可能导致威胁生命的细菌感染。

2022年9月9日，南极熊获悉，为了消除细菌传播的问题，美国蒙大拿州立大学的一个研究小组采用了3D打印技术推进生物膜细菌研究。他们的目标是能够生产一种有助于复制微生物的工具。在MSU生物膜技术中心工作的研究人员Zimlich和Thornton，已经从事操作3D打印设备两年之久。

在多次测试和修改之后，他们终于取得了第一次成功：这次的研究对象由渗入式水凝胶（一种透明的、类似布丁的物质）中的单个细菌网格组成，他们可以精确地随意铺设，这可能对未来的细菌传播有很大帮助。具体而言，是因为它允许细胞被精确地安排和封装在需要的地方，以帮助对抗细菌。更具体地说，这个过程涉及对水凝胶中的微生物进行成像，然后用激光将材料凝固，形成一个不完美的生物膜。虽然到目前为止在研究中只使用了一种细菌，但如果Zimlich和Thornton使用其他菌株，他们可以因此而创造出更复杂的生物膜。

△密歇根州立大学微生物学博士生 Kathryn Zimlich（左）和机械工程博士生 Isaak Thornton 使用 3D 打印设备来沉积微生物和制造生物膜。（图片来源：MSU）。

一个充满细菌的“森林”

由于所存在的生命体的纯粹多样性，Zimlich承认，即使是最简单的生物膜系统也是复杂的物种，可与森林相媲美。出于这个原因，他们认为对抗那些甚至可能对抗生素产生抗药性的微生物是他们的责任。他说，之所以出现这种情况，是因为存在于生物膜最低层的细胞被氧气包裹，进入休眠状态，使药物对它们无效。据同为MSU研究员的Phil Stewart说，这种现象的解释是，细菌已经发生了许多生物变化，以至于这种药物部分无效。因此，进一步开发此类药物是不可避免的，这样生物膜中所有形式的细菌都会受到攻击。然而，Zimlich很乐观，他描述了自己用细菌对抗这种情况的想法，他评论说："有一点越来越清楚，那就是有可能通过改变互动的生物膜环境来治疗这些致病菌，而不是试图使用刺激性的化学产品。"

但是为了进一步开发这种治疗方法，必须在实验室等受控环境中进行大量的测试。而这正是3D打印工具能够发挥作用的时候。Zimlich肯定地说："我们认为有可能构建这些病原体生物膜自然形成的类似物。"有了大约30个合作伙伴，MSU研究团队还在他们的新闻稿中表示，他们的研究甚至可能引起宝洁公司、3M公司和美国宇航局等公司的极大兴趣。

有关该项目的更多信息可在这里找到（https://www.montana.edu/news/22202/msu-researchers-unveil-3d-printing-technology-that-could-advance-biofilm-science）。