Yeni bakteriyel "mürekkep" herhangi bir üç boyutlu yapı sunabilir ve cilt nakli için kullanılması beklenir.
("MIT Technology Review" APP'nin Çince ve İngilizce sürümü artık çevrimiçi ve yıllık aboneler her hafta teknoloji İngilizcesi dersini canlı yayınlıyor ve ayrıca bir teknoloji İngilizce öğrenme topluluğu da var ~)
Günümüzde 3D baskıdan bahsetmek alışılmadık bir şey değil, ancak kullanılan malzemeler, soğuk, sert ve cansız "ölü" mürekkep olan plastik veya metal tozdan başka bir şey değil. Yüksek mukavemet gerektiren bazı sertleştirilmiş malzemelerin üretimi için bu tür mürekkep kuşkusuz uygundur, ancak daha fazla esneklik gerektiren biyo-uyumlu malzemelerin (deri greftleri gibi) üretimi için pek uygun değildir. .
Şimdi, Zürih'teki Federal Teknoloji Enstitüsü'nün (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, ETHZ) kompozit malzeme laboratuvarının başkanı Profesör André R. Studart, ekibini geliştirmeye yönlendirdi. Farklı bakteri türleri içeren 3D baskılı "canlı" mürekkep , İçerdiği bakteri türüne bağlı olarak, 3D baskılı materyal kimyasal bozulma, organ nakli ve diğer yönler için kullanılabilir ve tamamen güvenli ve çevreye ve insan vücuduna zararsızdır. . Çalışmanın ayrıntıları 1 Aralık'ta Science Advances'da yayınlandı.
Şekil | "Canlı" mürekkep 3D baskı şeması
"Çevremizde sayısız bakteri türü olduğu için, farklı bakteri türlerinin özellikleri göz önüne alındığında, Gelecekte, bu tür "canlı" mürekkep kullanan 3B baskının sayısız olasılığı ve büyük uygulama olanakları olacaktır. Araştırmanın yazarlarından Patrick Rühs dedi.
Peki bu "canlı" mürekkep nerede bu kadar özel?
Studart ekibi bu yeni 3D baskı mürekkebini " Flink "(Fonksiyonel canlı mürekkep), anlamı Fonksiyonel canlı mürekkep Mürekkep, yapının ana bileşeni olarak biyouyumlu hidrojel kullanır Hidrojel, bakterilerin hayatta kalması için ön koşulu oluşturan hyaluronik asit, uzun zincirli şeker molekülleri ve pirolitik silikadan oluşur. Aynı zamanda canlı bedenin ana gövdesi olarak jele farklı bakteri türleri eklenerek farklı amaçlara yönelik Flink mürekkepleri haline getirilir.
Deney, iki ekip üyesi Patrick Rühs ve Manuel Schaffner tarafından tamamlandı. Mürekkebin canlı gövdesi olarak Pseudomonas putida ve Acetobacter xylinum'u seçtiler.
Pseudomonas düz veya hafif kavisli gram negatif bir basildir.Çoğunlukla toprakta, suda ve bitkilerde dağılır.Organik maddeyi ayrıştırma kabiliyeti güçlüdür.Güç kaynağı olarak çeşitli organik maddeleri kullanabilir. Bakteriler yaygın olanlardan biridir ve kimyasal üretimde yaygın olarak görülen bir atık türü olan fenolü parçalamak için kullanılabilir.
Asetobakter ksilinyum da gram-negatif bir bakteridir.Doğada, Asetobakter ksilin selüloz sentezleme konusunda en güçlü yeteneğe sahiptir.Şu anda, insanların selülozu elde etme şekli esas olarak ağaçlar ve pamuk gibi bitkilerin fotosentetik sentezi ve mikrobiyal sentez yoluyla olmaktadır. Bitki kökenli selülozdan ayırt etmek için insanlar mikroorganizmalar tarafından sentezlenen selüloza Mikrobiyal Selüloz (Mikrobiyal Selüloz) veya Bakteriyel Selüloz (BC) diyorlar.
Yeni bir biyosentetik bozunabilir malzeme türü olan bakteriyel selüloz, benzersiz biyouyumluluğa ve iyi biyouyumluluğa, yüksek kimyasal saflığa, güçlü su tutma kapasitesine, nanometre çapına, ancak bitki lifinden daha güçlüdür. gerilme direnci, Bunların hepsi bakteriyel selülozun yanık, ağrı kesici, deri nakli ve organ nakli gibi biyotıpta sınırsız uygulamaları olmasını sağlar. .
Şekil | Bakteriyel Selüloz
Doğada bu ikisinden çok daha fazla bakteri kullanılabilir, bu da bir bakteri özelliği hakkındaki bilginizi ve anlayışınızı her artırdığınızda, gelecekteki uygulamaların daha fazla olasılığı artıracağı anlamına gelir.
Ancak yeni bakteriler keşfetmek yerine, bakteriler için mükemmel bir platformun (taşıyıcı) nasıl sağlanacağı daha önemlidir. Taşıyıcı olarak jel ne çok viskoz ne de çok ince olabilir.Çok viskoz ise bakterilerin hareketi kısıtlanır ve hedef ürün etkin bir şekilde üretilemez (Asetobakter ksilin içeren mürekkep, baskılı yapının yüzeyinde bakteri selülozu salgılar. Selüloz salgılayarak hareket etmelerine yardımcı olurlar); çok ince olursa, yazdırılan 3 boyutlu yapı şeklini korumaya yetmeyecektir.
" Mürekkep diş macunu gibi yapışkan ve el kremi gibi tek tip olmalıdır. ", Schaffner formüllerini açıkladı.
Aslında bu özel 3 boyutlu baskı malzemesinin formülünü bulmak için Profesör Studart'ın deney grubundaki araştırmacılar deneyimli uzmanlar olarak kabul edilebilir. O ve disiplinler arası ekibi gelişmiştir. Enerji üretimi için hafif kemik benzeri yapıları basmak için kullanılabilen yüksek gözenekliliğe sahip bir seramik mürekkebi .
Şu anda, bakteriyel "canlı" mürekkeple ilgili araştırmalar henüz emekleme aşamasındadır, ancak araştırma ekibi, mevcut araştırmalara dayanarak bunun çoklu kullanımlarını göstermiştir: Kuklanın yüzüne 3 boyutlu konturlar basılır ve düzlemde 3 boyutlu yapı baskısı tamamlanır.Malzemenin ileride yanık hastalarının deri grefti cerrahisinde ve biyofilm sentezinde kullanılması muhtemeldir.
Aynı zamanda, malzemeler ucuz ve elde edilmesi kolay olduğu için, bakteri mürekkebini büyük ölçekte sentezlemek için bakteri yetiştirmek oldukça kolay hale gelecektir.
Ancak mevcut basılı yapıların tümü santimetre düzeyinde olduğu ve hızı yavaş olduğu için, " Ölçeğin nasıl genişletileceği, ticarileştirme için temel bir ön koşul olacak ", Almanya'daki Würzburg Üniversitesi'nden malzeme uzmanı Jürgen Groll soruna işaret etti.
Sadece bu değil, bakterilerin yeterince hedef ürün salgılaması genellikle birkaç gün sürer. bu nedenle Bir sonraki adımda, araştırma ekibi bakteriyel 3D baskı sistemini daha da iyileştirmek için baskı süresini kısaltmak ve ürün üretimini genişletmekle başlayacak.
Bakterilere gelince, Rühs ismini bu araştırma yoluyla düzeltmeyi umuyor. " Çoğu insan bakterileri hastalık kaynağı olarak görür.Aslında bakteri olmadan insan yaşayamaz. "Bağırsaktaki sayısız mikrop vücudun homeostazını oluştururken doğadaki mikroplar ekolojik dengeyi sağlar.
Yeterince sevmezseniz, o zaman yeterince bilmiyorsunuz demektir. . Farklı bakterilerin farklı özellikleri vardır.İnsanlar bunları makul bir şekilde kullanırsa "düşmanı" arkadaşa dönüştürebilir.Gelecekte, Studart ekibi bakteriyel mürekkep için yeni formüller keşfetmeye devam edecek. Belki ileride bir gün, bilim adamları bu sevimli küçük yaratıklar hakkında derin ve kapsamlı bir anlayışa sahip olduklarında, onlarla daha iyi bütünleşebiliriz. .
