Бактериальные чернила для 3D-печати научились перерабатывать фенол

Швейцарские ученые разработали подходящий для 3D-печати материал на основе гидрогеля, содержащий живые бактерии, а также питательные вещества для них. Таким материалом можно печатать объемные структуры, которые, в зависимости от типа бактерий в них, могут вырабатывать полезные вещества или, например, перерабатывать отходы. В частности, авторы успешно протестировали чернила, перерабатывающие фенол, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Science Advances.

Для 3D-печати используется не только пластик, существуют 3D-принтеры, печатающие металлами, керамикой, стеклом и даже шоколадом. За счет этого 3D-печать превращается в последние несколько лет из метода быстрого прототипирования в полноценный метод производства сложных деталей. Но, несмотря на быстрое развитие и увеличение количества доступных для такого метода материалов, печать живыми материалами по-прежнему очень слабо развита.

Исследователи под руководством Андрэ Штударта (Andre Studart) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали новый материал для 3D-печати, содержащий бактерии. Поскольку одних бактерий недостаточно, исследователи подобрали в качестве основы материала гидрогель, который обеспечивает каркас. В качестве материалов гидрогеля ученые использовали гиалуроновую кислоту, каррагинан и пирогенный диоксид кремния. За счет подбора веществ и их концентраций они получили материал с достаточно низкой вязкостью для прохода через печатающие сопла, но не слишком низкой, чтобы он не растекался после печати.

Ученые создали два варианта материала — с бактериями Pseudomonas putida и Acetobacter xylinum. Первый вид умеет перерабатывать опасный для людей фенол, а второй вырабатывать целлюлозу. Для того, чтобы бактерии могли выполнять эти функции после печати, исследователи также включили в состав материала питательные вещества для них.

Исследователи провели несколько успешных тестов по выработке целлюлозы и переработке фенола, а также протестировали печать маски с вырабатывающими целлюлозу бактериями на кукле. Через несколько дней такая маска по-прежнему оставалась достаточно прочной для того, чтобы снять ее, и в будущем такие изделия могут применяться для лечения ожогов кожных покровов в медицине.

Недавно британские исследователи создали бактериальные чернила для струйных принтеров, и напечатали с их помощью на бумаге биофотовольтаические панели, в которых свет преобразуется в электрический ток за счет фототрофных бактерий. А американские ученые в прошлом году напечатали на 3D-принтере устройство из биокаталитического полимера, содержащего бактерии, перерабатывающие метан в метиловый спирт.

Григорий Копиев