“3D生物墨水”，创建自修复功能材料

 

来自哈佛大学和哈佛医学院布莱根妇女医院的一组研究人员开发了一种可用于打印生物材料的活体墨水。在他们发表在《自然·通讯》杂志上的论文中，该小组描述了他们如何制造墨水及其可能的用途。

设计策略、生产和功能应用的示意图

 

几年来，微生物工程师一直致力于开发一种方法，以创造出可广泛应用于医疗设备等领域的生物材料。但事实证明，让此类材料符合所需的3D结构是一项艰巨的任务。在这项新的努力中，研究人员采取了一种新的方法来解决这一问题，即通过改造大肠杆菌来生产一种产品，该产品可以用作3D打印机墨水的基础。

 

这项工作始于对细菌进行生物改造以生产活的纳米纤维。然后，研究人员将纤维捆扎起来，并添加其他成分，以生产出一种可用于传统3D打印机的活性墨水。一旦他们发现这个概念可行，该团队就对其他微生物进行生物工程改造，以生产其他类型的活性纤维或材料，并将其添加到墨水中。然后，他们用墨水打印具有活动组件的3D对象。一种是在某些化学物质刺激下分泌抗癌药物天青素的物质。另一种是隔离双酚a（一种进入环境的毒素）的物质，而无需其他化学品或装置的帮助。

三个独立样本的代表性图像

 

研究人员认为，他们的概念表明，生产这种墨水可能是一种自我创造的命题。可以将工程添加到微生物中，以推动它们产生自己的副本— —墨水实际上可以在罐子里生长。他们还表示，该技术似乎有可能用于打印不仅可以生长而且可以自我修复的可再生建筑材料— —这是一种在地球、月球或火星上建造自给自足房屋的可能方法。

 

更多信息请参考:Anna M. Duraj-Thatte et al, Programmable microbial ink for 3D printing of living materials produced from genetically engineered proteinnano fibers, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26791-x

 

通过阅读原文参考此项研究成果。

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