Żywa farba drukarska

Innowacyjna farba drukarska jest mieszanką polimerową zwaną hydrożelem, w której skład mogą wchodzić m.in. różnego rodzaju bakterie i bulion składników odżywczych, który umożliwia ich rozwój i rozmnażanie. - Bakterie z czasem zużywają całe wbudowane pożywienie - mówi współautor badań Manuel Schaffner, materialista w ETH Zurich - ale dzięki temu, że farba jest porowata - zanurzenie trójwymiarowej drukowanej struktury w większej ilości bulionu może ponownie uzupełnić braki substancji odżywczych - dodaje.

Nowe rozwiązanie w oczyszczaniu środowiska

W pierwszych próbach skonstruowania tego niezwykłego materiału wydrukowano siatkę z zatopionymi w niej bakteriami o nazwie Pseudomonas putida, które chłoną m.in. toksyczny fenol. Kiedy badacze umieścili tę siatkę w wodzie zanieczyszczonej fenolem, bakterie całkowicie oczyściły ją w ciągu zaledwie kilku dni. Jak twierdzą badacze - ten wynik może mieć duże znaczenie dla zastosowania farby w druku trójwymiarowym do oczyszczenia środowiska z toksycznych chemikaliów. Siatki zawierające różne rodzaje bakterii mogą tworzyć specjalne filtry do wody lub pomagać w oczyszczaniu wycieków ropy. W przeciwieństwie do swobodnie pływających bakterii, komórki umiejscowione w trójwymiarowej sieci można ponownie wykorzystywać wiele razy. Niestety jak dotąd drukowane siatki miały zaledwie kilka centymetrów średnicy, a zwiększenie jej rozmiarów może przysparzać pewnych problemów, jeśli technologia ma być wdrożona do komercyjnego użytku.  

Wykorzystanie w medycynie

Wypełnione bakteriami wydruki 3D mogą również wytwarzać celulozę bakteryjną - galaretowatą substancję stosowaną np. do opatrywania ran. Bakteryjna celuloza jest zwykle używana w postaci specjalnych płatów, co nie sprawdza się w przypadku ran w trudno dostępnych miejscach lub np. na stawach, gdzie bardzo łatwo się odklejają. Płatki celulozy wyhodowane na trójwymiarowych strukturach mogą precyzyjnie dopasować się do kształtów konkretnych części ciała, zmniejszając ryzyko oderwania się od skóry czy kumulowania się zanieczyszczeń pod zmarszczkami materiału. Naukowcy zademonstrowali ten pomysł, mieszając partię żywej farby zawierającą bakterie wytwarzające celulozę, Acetobacter xylinum, i drukując plaster w precyzyjnym kształcie twarzy lalki. Pozostawienie materiału w zamkniętym pojemniku na kilka dni "idealnie wytworzyło film celulozowy na powierzchni drukowanej struktury" - cytując współautora badań Patricka Rühsa, specjalistę ds. żywienia również w ETH Zurich.

Bakterie mogą być modyfikowane genetycznie w celu wytworzenia różnych białek i wielu cennych substancji. Trójwymiarowe materiały bakteryjne mogą mieć więc wiele innych zastosowań medycznych. Pewnego dnia mogłyby być wykorzystywane np. w formie "inteligentnej opaski", w której umieszczone są bakterie wydzielające leki w celu przyspieszenia leczenia.