用可編程墨水3D打印活材料

來(lái)源：NaturePortfolio

《自然-通訊》發(fā)表的一項(xiàng)概念驗(yàn)證研究Programmable microbial ink for 3D printing of living materials produced from genetically engineered protein nanofibers報(bào)道了一種微生物墨水,，可以用來(lái)打印具有功能性和可編程屬性的3D材料,。該研究演示了這項(xiàng)技術(shù)的潛在應(yīng)用,，比如隔離環(huán)境中出現(xiàn)的有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A（BPA）,。

直接利用微生物制備無(wú)需添加其他聚合物或添加劑的打印墨水,，為傳統(tǒng)材料不可用情況下的材料制造打開(kāi)了新的可能性,。這種技術(shù)還能開(kāi)發(fā)出可感知周圍環(huán)境并做出反應(yīng)的材料,。具有3D打印這種材料的能力，就有望實(shí)現(xiàn)材料的定制化并針對(duì)特定用途進(jìn)行改造,。由活細(xì)胞構(gòu)成的微生物墨水是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的候選介質(zhì),，但它們需要將目標(biāo)材料特性與細(xì)胞活性相結(jié)合。

微生物墨水的設(shè)計(jì)策略,、生產(chǎn)和功能應(yīng)用示意圖,。來(lái)源：Duraj-Thatteet al.

美國(guó)東北大學(xué)的Neel Joshi和同事報(bào)道了用大腸桿菌（E. coli）制成的一種高級(jí)微生物墨水，這種大腸桿菌經(jīng)過(guò)基因工程改造,，能產(chǎn)生納米纖維,。這些納米纖維能進(jìn)行濃縮并打印出3D結(jié)構(gòu)。作者隨后將這種墨水與其他經(jīng)過(guò)基因工程改造,、用來(lái)執(zhí)行特定任務(wù)的微生物相結(jié)合,，發(fā)現(xiàn)這種水凝膠能獲得功能性。作者利用這種水凝膠制備了一種能在遇到化學(xué)刺激物時(shí)分泌抗癌藥天青蛋白（azurin）的材料,，還設(shè)計(jì)出了一種能隔離環(huán)境中出現(xiàn)的有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A的材料,。

研究結(jié)果演示了該技術(shù)打印具有生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)用途的功能性材料的潛力。作者認(rèn)為,，他們的研究或?qū)�空間結(jié)構(gòu)構(gòu)建具有啟示意義,，但仍需開(kāi)展進(jìn)一步研究探索其未來(lái)的定制化用途。