微商|这台3D打印机可以使用微生物制成的墨水打印“活”的结构羊毛衫

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现在，我们已经看到了3D打印是如何彻底改变某些制造过程的（无论是在地球上还是在其他任何地方），但越来越多的研究领域正在寻找如何将3D打印应用于生产活的生物结构上。

上图：一个3d打印的活结构。
在一项新的研究中，科学家们提出了一种新型的“活墨水”或生物墨水，它由编程大肠杆菌细胞制成，可以通过3D打印产生不同形状的水凝胶，这些水凝胶可以释放不同类型的药物或吸收毒素，这取决于它们的设计方式。
这种方法与以前的生物墨水的不同之处在于，它如何使用基因编程来控制墨水本身的机械性能 —— 从而使成品的最终结果更好，墨水的用途也更实际（例如，一些现有的生物墨水在室温下不能正常工作）。
来自马萨诸塞州东北大学的化学生物学家尼尔·乔希说：“一棵树的内部嵌入了细胞，它通过吸收周围环境的资源，从种子变成了树，从而实施这些结构建设计划。我们想做的是类似的事情，但我们以我们编写的DNA的形式提供这些程序，以及基因工程。 ”
它的工作方式是通过对细菌细胞进行生物工程来创造活的纳米纤维。利用一种受纤维蛋白启发的化学过程，大肠杆菌细胞与其他物质结合形成纤维。纤维蛋白是一种在哺乳动物的血液凝块中起关键作用的蛋白质。

上图：微生物墨水打印的例子。
然后，这些基于蛋白质的纳米纤维可以被送入3D打印机，并被操纵成各种形状。与以前的生物墨水不同，这种墨水不使用任何人造物质，而是完全生物的。它像牙膏一样被挤压出来，但如果不让它变干，它就能保持它的形状。
到目前为止，这项技术已经被用于制作非常小的物体：一个圆，一个正方形和一个圆锥体。但现在科学家们已经证明，微生物墨水可以通过这种方式3D打印，这为未来开辟了更多的可能性。
【微商|这台3D打印机可以使用微生物制成的墨水打印“活”的结构】化学生物学家尼尔·乔希表示：“如果你把整个锥体浸泡在葡萄糖溶液中，细胞就会吃掉葡萄糖，它们会制造更多的纤维，让锥体长得更大。我们可以利用那里有活细胞这一事实。但你也可以杀死细胞，把它作为惰性物质使用。 ”
在实验中，该团队能够将他们的生物墨水与其他微生物结合来完成特定的任务。例如，吸收有毒化学物质，或输送抗癌药物。研究人员说，在未来，这种墨水也可以被改造成自我复制。
这项研究建立在同一团队之前的工作基础上，着眼于大肠杆菌细胞如何形成一种水凝胶，当它与特定组织接触时，这种水凝胶可以自我复制，打开了一种新的、可持续的制造方法，可以在月球和火星上使用，也可以在地球上使用。
虽然到目前为止， 3D打印生物墨水只在小范围内使用，但在未来，它可能最终用于从建造自愈结构，到生产能够去除水中危险化学物质的瓶盖等各种领域。
研究团队告诉我们：“生物学也能做类似的事情。想想看，柔韧的毛发和鹿、犀牛或其他动物身上的角有什么不同。它们是由相似的材料制成的，但它们的功能却截然不同。生物学已经找到了如何利用有限的积木来调节这些机械特性的方法。 ”
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