阿爾托大學(xué)(Aalto University)的一個(gè)研究小組利用細(xì)菌制造出了由納米纖維素制成的設(shè)計(jì)復(fù)雜的三維物體。

　　利用他們的技術(shù)，研究人員能夠通過(guò)使用強(qiáng)疏水或超疏水表面來(lái)指導(dǎo)細(xì)菌菌落的生長(zhǎng)。這些三維對(duì)象顯示出巨大的醫(yī)療用途潛力，包括支持組織再生或作為支架/植入物替代受損器官。研究結(jié)果發(fā)表在《ACS Nano》雜志上。

　　與目前通過(guò)3D打印方法制造的纖維物體不同，新技術(shù)允許直徑比人類頭發(fā)細(xì)1000倍的纖維以任何方向?qū)R，甚至跨層排列，以及各種厚度和地形梯度，這為應(yīng)用于組織再生開(kāi)辟了新的可能性。這些物理特性，對(duì)于肌肉和大腦中某些組織的生長(zhǎng)和再生的支持材料至關(guān)重要。

　　阿爾托大學(xué)(Aalto University)的博士生路易斯·格里卡(Luiz Greca)解釋說(shuō):“這就像一個(gè)瓶子里有數(shù)十億臺(tái)微型3D打印機(jī)?！薄拔覀兛梢园鸭?xì)菌想象成天然的微型機(jī)器人，它們利用提供給它們的積木，在正確輸入的情況下，創(chuàng)造出復(fù)雜的形狀和結(jié)構(gòu)。”

　　一旦進(jìn)入有水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(糖、蛋白質(zhì)和空氣)的超疏水霉菌中，需氧細(xì)菌就會(huì)產(chǎn)生納米纖維素。這種超疏水表面本質(zhì)上是封閉了一層薄薄的空氣，這促使細(xì)菌創(chuàng)造出一種纖維生物膜，復(fù)制霉菌的表面和形狀。隨著時(shí)間的推移，生物膜變得越來(lái)越厚，物體變得更強(qiáng)。

　　利用這項(xiàng)技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)創(chuàng)造出具有預(yù)先設(shè)計(jì)特征的3D物體，從一根頭發(fā)直徑的十分之一一直測(cè)量到15-20厘米。納米纖維在接觸人體組織時(shí)不會(huì)引起不良反應(yīng)。該方法也可用于培養(yǎng)逼真的器官模型，以培訓(xùn)外科醫(yī)生或提高體外測(cè)試的準(zhǔn)確性。

　　“我們正在探索將其應(yīng)用于與年齡相關(guān)的組織退化，這種方法在這方面和其他方面都向前邁進(jìn)了一步?！毖芯啃〗M負(fù)責(zé)人奧蘭多·羅哈斯（Orlando Rojas）教授表示。他補(bǔ)充說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)使用的菌種——Komagataeibacter medellinensis，是由先前來(lái)自玻利維亞教皇大學(xué)的合作者在哥倫比亞麥德林市的一個(gè)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)發(fā)現(xiàn)的。

　　在自然和工程中，超疏水表面的設(shè)計(jì)都是為了盡量減少灰塵顆粒和微生物的粘附。這項(xiàng)工作有望為使用超疏水表面精確制造天然材料開(kāi)辟新的可能性。

　　由于細(xì)菌可以被移除或留在最終的材料中，3D物體也可以隨著時(shí)間進(jìn)化成一個(gè)有生命的有機(jī)體。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為完全控制細(xì)菌制造的材料提供了重要的一步。

　　“我們的研究確實(shí)表明，我們需要了解細(xì)菌在界面上相互作用的細(xì)節(jié)，以及它們制造可持續(xù)材料的能力。我們希望這些結(jié)果也能激勵(lì)從事細(xì)菌排斥表面和用細(xì)菌制造材料的科學(xué)家?！毖芯咳藛T表示。

　　譯/前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP資訊組

　　參考來(lái)源：https://scitechdaily.com/scientists-use-bacteria-as-micro-3d-printers-to-create-highly-customized-structures/