Зачем нужна 3D-печать с живыми бактериями?

Предложен новый материал для 3D-печати, содержащий живые бактерии. «Живые чернила» могут быть использованы для создания биоактивных продуктов для фармации, химии, очистки воды и т.д.

Ученые из Швейцарии и Ирландии создали «живые чернила» для 3D-печати. Они представляют собой матрицу из полимерного гидрогеля, жидкая фаза которого содержит растворенные питательные вещества и клетки бактерий. Пористая структура «живых чернил» обеспечивает ток воды и позволяет поддерживать жизнеспособность бактерий и их контакт с окружающей средой. При этом бактериальные клетки удерживаются внутри такой печатной структуры, и материал отличается высокой стабильностью.

С помощью «живых чернил» можно изготавливать системы для очистки от загрязнений, генерации энергии, культивирования в биореакторах, фильтры для воды. Они могут быть использованы для создания фармацевтических препаратов и медицинских изделий, в частности кожных имплантов.

Авторы продемонстрировали, как работают «живые чернила», распечатав на 3D-принтере структуру, засеянную клетками Pseudomonas putida — бактериями, способными утилизировать фенол. Они поместили «живой» очиститель в загрязненную воду, и через несколько дней бактерии полностью очистили жидкость от загрязнения.

Кроме того, было показано, как 3D-печать «живыми чернилами» можно использовать в лечении обширных ран и ожогов. Технология позволяет создавать структуры сложной трехмерной формы по индивидуальным потребностям пациента, на котором, в свою очередь, in situ выращивать слой «бактериальной целлюлозы». Этот продукт жизнедеятельности Gluconoacetobacter xylinum используют в медицине для производства искусственной кожи. После синтеза достаточного слоя целлюлозы «живой» имплант может быть изъят.

Читайте также: Хрящ для коленного сустава предлагают печатать на 3D-принтере

Сейчас ученые занимаются масштабированием процесса: необходимо научиться распечатывать структуры больших – «промышленных» – размеров.

Читайте также: FDA разрешило к применению таблетки, изготовленные методом 3D-печати

* Manuel Schaffner, Patrick A. Rühs, Fergal Coulter, Samuel Kilcher and André R. Studart. (2017) 3D printing of bacteria into functional complex materials // Science Advances  01 Dec 2017: Vol. 3, no. 12, eaao6804. DOI: 10.1126/sciadv.aao6804