供稿人:李晓、连芩 发布日期：2017-12-28
近期，苏黎世联邦理工学院（ETHZ）的研究人员研发出一种含有多种细菌的生物3D打印墨水，可实现多种医学和生物技术方面的应用。相关成果发表与《Science Advances》杂志上。
图1 细菌墨水的组成
这种细菌墨水名叫Flink，是“功能性活性墨水”的缩写，由透明质酸（HA）、长链糖分子（k-CA）和热解硅石（FS）组成。其中，透明质酸和长链糖分子是天然聚合物，不仅可以增大材料粘度，而且可以为细菌的生长繁殖提供必要的环境；加入热解硅石是为了增大材料的弹性，改善流变性。为了实现良好的打印特性，研究人员对三种成分的比例及含量进行了研究，对不同组分材料进行了大量的流变学测试，获取了材料的流动性、粘弹性规律，最终确定了混合比例为1:1:1，混合浓度为4.5%时，具有较好的打印特性和机械性能。
图2 生物墨水打印性能的研究
图3 带有木醋杆菌生物墨水的应用
随后在材料中混入恶臭假单胞菌(putida)和木醋杆菌(Acetobacter xylinum)，前者可以分解化学工业大规模生产的有毒化学苯酚，后者则可以分泌纤维素用于皮肤修复。通过3D打印的方式，细菌可以被准确地打印出特定结构。通过紫外可见吸收光谱定量分析苯酚的降解量，证明了3D打印的结构可以保证细菌的生长和代谢。随后研究人员利用一台四轴3D打印机在一个面部模型上打印了带有木醋杆菌的生物墨水（图3），培养数天后，通过荧光染料染色可以观察到细菌分泌出的纤维素。
细菌在自然界中必不可少，相信有了3D打印细菌技术，人类可以在更广的领域内发挥其巨大潜力。