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3D打印细菌成“活的纹身”

    麻省理工学院的一个工程师团队现已证明能够从由活细胞和水凝胶组成的生物链上打印出所谓的“活体纹身”。当贴在人体皮肤上并露出在某些化学物质下时,树形的“纹身”就会响起。由麻省理工学院机械工程系的Xuanhe Zhao和生物工程、电气工程和核算机科学副教授Timothy Lu领导的这项研讨最近在“Advanced Materials”杂志上宣布。正如研讨概述,研讨人员提出了一种专门的生物打印技术,使他们能够创立由基因编程的生物资料制成的灵敏的可穿戴结构。在他们的演示中,麻省理工学院的研讨人员用3D打印出了一个由活细菌细胞组成的多彩多姿的树形重庆纹身图案。树的三种不同的分支色彩表明不同的细胞类型,而且每个分支现已被规划为对分子化合物的不同化学物质起反响。经过将人体皮肤露出于这些特定的化合物,然后将薄而通明的“纹身”放到皮肤上,3D打印的分支在与化学品触摸时开始点亮。


    当然,3D打印的“活体纹身”看起来很风趣,但它们有可能为更实际的意图效劳。研讨人员解说说,这个进程能够用来出产“可穿戴式传感器和交互式显示器的活性资料”,能够对特定的化学物质进行反响和检测。3D打印的纹身也有可能适用于药物运送和外科植入物的应用,因为它们能够被建造成包括被规划用于发生葡萄糖等化合物的细胞,其能够逐渐乃至根据需求被释放到体内。

     

    研讨人员表明,这一立异办法可用于3D打印“活体电脑”(由多种细胞类型组成的杂乱结构,能够彼此交流),麻省理工学院结业研讨员兼论文合着者Hyunwoo Yuk解说说:“这是一项十分有远景的作业,但咱们期望能够打印出能够穿戴的日子核算渠道。


    在开发3D生物印花纹身时,研讨团队的确有一些障碍要克服。首要,科学家们有必要找到合适印刷进程的正确的细胞。正如他们所解说的那样,尽管全球的科学家正在研讨哺乳动物细胞的印迹,但由于其脆弱性,并没有获得太多的成功。Yuk说:“事实证明,这些细胞在印刷进程中会逝世,因为哺乳动物细胞基本上是脂质双层气球。 “他们太弱,简单决裂。”作为一个解决方案,麻省理工学院的研讨小组转向了细菌细胞,这种细胞比哺乳动物细胞更易于形成更坚硬的细胞壁,而且能够忍耐恶劣的环境。


   风趣的是,细菌细胞与水凝胶资料更广泛的相容性,使其成为生物打印应用的抱负选择。尽管如此,研讨人员开始寻觅最好的水凝胶混合物来印刷活体纹身,发现含有普罗尼克酸的水凝胶是最合适的。 “这种水凝胶具有经过喷嘴打印的抱负活动特性,这就像挤出牙膏。你需求[墨水]从牙膏那样的喷嘴流出,印刷后它能够保持其形状。


    终究的可打印资料由与细菌细胞混合的水凝胶基质和保持细胞存活的养分物组成。生物墨水是印刷的抱负选择,乃至展现了它能够以30微米的高分辨率印刷的才能。 “这意味着咱们打印的每一行只包括几个单元格。咱们还能够打印相对较大的结构。尽管可生物3D打印的活性纹身还处于前期阶段,可是活体纹身研讨看起来很有期望,咱们刻不容缓地想知道未来还有哪些类型的活体纹身能够进行3D打印。

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