據英國《自然·通訊》雜志近日發(fā)表的一項概念驗證研究，美國研究團隊報告了一種用基因改造大腸桿菌制成的高級微生物墨水，可以用來(lái)打印具有功能性和可編程屬性的3D材料。該研究同時(shí)演示了這項技術(shù)的潛在應用，比如隔離在環(huán)境中出現的有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A。

直接利用微生物制備無(wú)須添加其他聚合物或添加劑的打印墨水，為傳統物質(zhì)不可用情況下的材料制造開(kāi)辟出全新的可能性。與此同時(shí)，這種技術(shù)還能用于開(kāi)發(fā)可感知周?chē)h(huán)境并做出反應的材料。工程師們認為，只要擁有3D打印這種材料的能力，就有望實(shí)現材料的定制化并可針對特定用途進(jìn)行改造。
由活細胞構成的微生物墨水，其實(shí)一直是實(shí)現這一目標的候選介質(zhì)，但它們需要將目標材料特性與細胞活性相結合，這是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。
此次，包括美國東北大學(xué)、弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)、哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所在內的聯(lián)合團隊，報告了用大腸桿菌制成的一種高級微生物墨水，這種大腸桿菌經(jīng)過(guò)基因工程改造，能產(chǎn)生納米纖維。這些納米纖維可以進(jìn)行濃縮并打印出3D結構。
研究人員隨后將這種墨水與其他經(jīng)過(guò)基因工程改造、用來(lái)執行特定任務(wù)的微生物相結合，發(fā)現這種水凝膠可以由此獲得功能性。研究團隊利用這種水凝膠制備了一種能在遇到化學(xué)刺激物時(shí)分泌抗癌藥天青蛋白的材料，還設計出了一種能隔離在環(huán)境中出現的有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A的材料。雙酚A一度在塑料瓶、塑料杯中廣泛應用，但后期研究認為其能導致內分泌失調，威脅人體健康，從2011年3月2日起，歐盟已禁止生產(chǎn)含雙酚A的嬰兒奶瓶。因此，隔離環(huán)境中已存在的雙酚A將是一項實(shí)用的安全性技術(shù)。
研究人員認為，他們的新研究或對空間結構構建具有啟示意義，但仍需開(kāi)展進(jìn)一步研究探索其未來(lái)的定制化用途。