Et 3D-blæk lavet af levende celler til at skabe levende strukturer

Fig. 1:Skema af designstrategi, produktion og funktionelle anvendelser af mikrobiel blæk. en E. coli blev gensplejset til at producere mikrobiel blæk ved at fusionere α (knop) og γ (hul) proteindomæner, afledt af fibrin til den vigtigste strukturelle komponent af curli nanofibre, CsgA. Efter sekretion samler CsgA-α- og CsgA-y-monomererne sig selv til nanofibre tværbundet af knop-hul-bindingsinteraktionen. b Knop- og huldomænerne er afledt af fibrin, hvor de spiller en nøglerolle i supramolekylær polymerisation under blodpropdannelse. c Protokollen til fremstilling af mikrobiel blæk fra de konstruerede protein nanofibre involverer standard bakteriekultur, begrænsede behandlingstrin og ingen tilsætning af eksogene polymerer. Mikrobiel blæk blev 3D-printet for at opnå funktionelle levende materialer. Kredit:DOI:10.1038/s41467-021-26791-x

Et team af forskere fra Harvard University og Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, har udviklet en type levende blæk, der kan bruges til at udskrive levende materialer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications , beskriver gruppen, hvordan de lavede deres blæk og mulige anvendelser for det.

I flere år har mikrobielle ingeniører arbejdet på at udvikle et middel til at skabe levende materialer til brug i en lang række applikationer såsom medicinsk udstyr. Men at få sådanne materialer til at passe til ønskede 3D-strukturer har vist sig at være en skræmmende opgave. I denne nye indsats har forskerne taget en ny tilgang til at tackle problemet – konstrueret Escherichia coli til at producere et produkt, der kan bruges som grundlag for en blæk til brug i en 3D-printer.

Arbejdet startede med at bioteknologiske bakterierne til at producere levende nanofibre. Forskerne bundtede derefter fibrene og tilføjede andre ingredienser for at producere en type levende blæk, der kunne bruges i en konventionel 3D-printer. Da de fandt konceptet levedygtigt, biomanipulerede teamet andre mikrober til at producere andre typer af levende fibre eller materialer og tilføjede dem til blækket. De brugte derefter blækket til at printe 3D-objekter, der havde levende komponenter. Det ene var et materiale, der udskilte azurin - et lægemiddel mod kræft - når det blev stimuleret af visse kemikalier. Et andet var et materiale, der sekvestrerede Bisphenol A (et toksin, der har fundet vej til miljøet) uden hjælp fra andre kemikalier eller enheder.

Forskerne mener, at deres koncept antyder, at fremstilling af sådanne blæk kan være et selvskabende forslag. Engineering kunne føjes til mikroberne for at skubbe dem til at producere kulstofkopier af sig selv - blækket kunne bogstaveligt talt dyrkes i en krukke. De udtaler også, at det ser ud til at være muligt, at teknikken kunne bruges til at udskrive fornyelige byggematerialer, der ikke kun ville vokse, men kunne helbrede sig selv - en mulig tilgang til at bygge selvbærende hjem her på Jorden, eller på månen eller på Mars. + Udforsk yderligere

Selvhelbredende 'levende materialer' brugt som 3D-byggesten

Sidste artikelSpiderweb som inspiration til at skabe en af verdens mest præcise mikrochipsensorer

Næste artikelSkaber en mindre skrøbelig diamant ved hjælp af fullerener