Von Pizza zu Blutgefäße Für andere 3D-Drucker selbst können viele Objekte in 3D gedruckt werden. Fast alle dieser Druckertinten verwendeten jedoch tote Materialien, um andere tote Materialien herzustellen. Eine neue 3D-Druckplattform, die von ETH-Forschern entwickelt wurde, arbeitet mit lebenden Materialien.
Professor Andre Studart, Leiter der Labor für komplexe Materialien entwickelte die biokompatible Hydrogel-Tinte. Dies ermöglicht es Studart und seiner Gruppe, zu der die Erstautoren Patrick Ruhs und Manuel Schaffner gehörten, biochemische Mini-Fabriken mit bestimmten Eigenschaften zu drucken. Es hängt alles davon ab, welche Bakterienarten die Forscher in die Tinte geben.
Dieses neue mit Bakterien gefüllte Hydrogel heißt Flink, kurz für "funktionelle lebende Tinte". Das Hydrogel selbst enthält Hyaluronsäure, langkettige Zuckermoleküle und pyrogene Kieselsäure. Ein Kulturmedium auf Zuckerbasis hält diese Bakterien am Leben.
"Da Bakterien nur sehr wenig Ressourcen benötigen, gehen wir davon aus, dass sie in gedruckten Strukturen sehr lange überleben können." sagt Rühs.
Das ETH-Team mit Sitz in Zürich hat nicht nur eine Tinte entwickelt, die jeweils ein Bakterium verarbeiten kann. Die neue Plattform kann bis zu vier verschiedene Bakterienverbindungen in einem Durchgang drucken. Durch die Kombination bestimmter BakterienkonzentrationenBestimmte Objekte können sogar gedruckt werden, um bestimmte Spezifikationen oder funktionelle Eigenschaften zu haben, die von den Bakterien ausgelöst werden.
Das Team stellte fest, dass die physikalischen Eigenschaften des 3D-Druckmaterials im Idealfall eine einzigartige Konsistenz aufweisen würden. Sie sagten, es sei genauso viskos wie die meisten Zahnpasta mit einer Konsistenz ähnlich der Nivea-Handcreme.
Die Forscher stellten außerdem fest, dass sie viele bereits bestehende Vorstellungen darüber überwinden mussten, warum sie überhaupt mit Bakterien drucken würden. Bei so viel Stigma um schlechte Bakterien war es für Forscher schwierig, Interesse an den von ihnen kombinierten Bakterien zu weckenmit Flink, sagte Ruhs.
"Das Drucken mit bakterienhaltigen Hydrogelen hat ein enormes Potenzial, da es so viele nützliche Bakterien gibt" sagte Rühs . Er sagte, der schlechte Ruf von Mikroorganismen erklärt den fast völligen Mangel an vorhandener Forschung zu additiven Methoden unter Verwendung von Bakterien. "Die meisten Menschen assoziieren Bakterien nur mit Krankheiten, aber ohne Bakterien könnten wir tatsächlich nicht überleben."
Flink und dieses neue System könnten sowohl in der Biochemie als auch in der Biomedizin massive Durchbrüche bringen. Dies würde es Ärzten und Forschern ermöglichen, eine Bakterienart auszuwählen, um ein Problem bei Patienten direkt anzugehen und zu bekämpfen. Diese 3D-gedruckten "biochemischen Fabriken" könnten sogar verwendet werdenDinge wie künstliche Haut zu machen.
Das ETH-Team hofft, die Grenzen des bakteriellen Biogels zu überschreiten. Sie möchten die Tinte zur Behandlung von Verbrennungsopfern verwenden, indem sie Wundpflaster auf Cellulosebasis drucken. Die 3D-gedruckte Cellulose könnte auch zur Herstellung von Biosensoren oder Gewebehüllen verwendet werdenDer größte Vorteil des Materials besteht darin, dass es höchst unwahrscheinlich ist, dass der Körper es abstößt, da die Bakterien für den Körper bereits natürlich sind.
Die gesamte Forschung des Teams wurde in einem Artikel mit dem Titel "3D-Druck von Bakterien in funktionelle komplexe Materialien" veröffentlicht. Er wurde kürzlich in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht. Fortschritte in der Wissenschaft .