Новая технология позволяет печатать 3D-структуры с живыми бактериями

Ученые из Швейцарии и Ирландии разработали новый материал для 3D-печати — «живые чернила», содержащие бактериальные клетки. Такие системы позволят получать новые системы для очистки загрязнений и генерации энергии, производства фармпрепаратов и просто одежду. Статью Андре Штударта (André Studart) и его коллег из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) публикует журнал Science Advances. На иллюстрации выше показана такая структура с бактериями, окрашенными флуоресцентным красителем.

«Живые чернила» сочетают матрицу из полимерного гидрогеля, жидкая фаза которого заполнена растворенными питательными веществами и клетками бактерий. Пористая структура обеспечивает ток воды, позволяя поддерживать жизнеспособность бактерий и их контакт с окружающей средой. Разработчики продемонстрировали ее в использовании, распечатав на 3D-принтере структуру, засеянную клетками Pseudomonas putida — бактерий, способных утилизировать фенол. Поместив ее в загрязненную воду, ученые показали, что через несколько дней микробы полностью очистили жидкость.

Бактериальные клетки удерживаются внутри такой печатной структуры, и после работы на одном месте в будущем ее можно будет перенести и использовать в другом. Но пока что ученым предстоит масштабировать процесс и научиться распечатывать крупные структуры «промышленных» размеров.

В будущем такие печатные системы с бактериями могут пригодиться не только для очистки загрязнений. Их можно заполнить микробами, синтезирующими полезные вещества и медицинские препараты, обеспечив удобное и эффективное культивирование в биореакторах.  Авторы продемонстрировали и это, показав, как такие бактерии в распечатанной структуре образуют сложную сеть «бактериальной целлюлозы» нужной формы — это популярный материал для заполнения ран, и правильная форма имплантата будет особенно удобна для пациента.