位于加州的美國聯(lián)邦研究機構(gòu)勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL) 的科學家們宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種使用 3D 打印以受控模式打印活微生物的新方法。他們希望這將有助于增加細菌執(zhí)行許多關(guān)鍵任務(wù)的潛力，包括回收稀土金屬、清潔廢水、檢測鈾等，因為科學家們將能夠在生物膜上生物打印更優(yōu)化的微生物結(jié)構(gòu)。團隊使用基于樹脂的工藝和他們自己的立體光刻設(shè)備進行微生物生物打印 (SLAM) 3D 打印機。

科學家開發(fā)出 3D 打印活微生物的新方法

長期以來，生物打印因其巨大的可能性而在醫(yī)療領(lǐng)域受到關(guān)注。例如，以前的公司已經(jīng)研究了如何使用生物打印來打印活細胞以創(chuàng)建器官或進行癌癥研究。在這種情況下，科學家們并沒有專注于人類醫(yī)學問題的應(yīng)用，而是找到了一種使用生物打印的方法，利用細菌創(chuàng)建更優(yōu)化的圖案和結(jié)構(gòu)，使它們能夠用于更多應(yīng)用。

 

與許多使用擠出的生物打印項目不同，該技術(shù)基于立體光刻，或者更具體地說，它使用 LED 燈，如 LCD 打印。  

為了實現(xiàn)這一目標，該團隊使用光和注入細菌的樹脂來創(chuàng)建 3D 圖案的微生物。使用一種讓人聯(lián)想到 LCD 打印的技術(shù)，因為他們使用光敏生物樹脂，然后使用 LED 燈將微生物捕獲在適當?shù)?3D 結(jié)構(gòu)中，類似于上圖所示的投影儀。借助 SLAM 3D 打印機，研究人員能夠以大約 18 微米的分辨率進行打印，這是人類細胞的直徑。通過創(chuàng)建不同的微生物模式，研究人員發(fā)現(xiàn)他們實際上可以將微生物群落的表現(xiàn)與手頭的任務(wù)配對。3D 打印使他們能夠開發(fā)工具來研究它們在不同幾何條件下的行為，并了解如何將這些結(jié)果應(yīng)用于現(xiàn)實世界的應(yīng)用。

科學家開發(fā)出 3D 打印活微生物的新方法

首席研究員和 LLNL 生物工程師 William “Rick” Hynes 補充道：“我們正在努力推動 3D 微生物培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展。我們認為這是一個非常缺乏研究的領(lǐng)域，其重要性尚未得到很好的理解。我們正在努力開發(fā)工具和技術(shù)，研究人員可以使用它們來更好地研究微生物在幾何復雜但高度受控的條件下的行為方式。通過訪問和增強應(yīng)用方法，更好地控制微生物種群的 3D 結(jié)構(gòu)，我們將能夠直接影響它們之間的相互作用，并提高生物制造生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)性能。”