: 08.12.2017
«Живые» чернила из бактерий для 3D-печати – уже реальность
Трехмерная печать все прочнее входит в нашу жизнь: 3D-принтеры сейчас работают с пластиком, металлом, керамикой, уже не является фантастикой даже трехмерная пeчaть человеческих органов! Отдельная задача – печать так называемых динамических, меняющихся структур, «чернила» для которых пытаются изготавливать, к примеру, из полимеров, изменяющих свою форму под воздействием температуры или света. Один из возможных вариантов – живые объекты, генетически модифицированные клетки, меняющие свои свойства под действием определенных химических стимулов
Ученые из Массачусетского технологического института (США) разработали трехмерную технику печати, в которой используются чернила, сделанные из генетически измененных бактерий, способных окрашиваться в тот или иной цвет в ответ на различные стимулы.
Для таких «чернил» лучше всего подходят именно бактерии, которые имеют прочные клеточные стенки в отличие от клеток млекопитающих, «нежные» мембраны которых лопаются при проходе через печатающую головку принтера. Кроме того, бактерии хорошо совместимы с большинством гидрогелей – субстанций из полимеров и воды, через которые бактерии могут легко получать питательные вещества и выводить продукты обмена.
С помощью своей методики американские исследователи напечатали «живую татуировку» – тонкую прозрачную гидрогелевую пленку, в толще которой бактериальными клетками было «нарисовано» подобие дерева. Каждую ветвь «дерева» выложили клетками, чувствительными к определенному химическому соединению. Когда пленку приложили к тыльной стороне кисти руки человека, предварительно обработанной этими веществами, бактерии отреагировали на них, в результате чего ветви «дерева» раскрасились в разные цвета.
Такая технология может найти разнообразное практическое применение. Например, ее можно использовать для изготовления биодатчиков, прикрепляемых на тело человека, которые будут реагировать окраской на изменение температуры или наличие молекулярных маркеров какой-либо патологии. Можно изготовить клеточные имплантаты, которые будут продуцировать терапевтические молекулы в ответ на изменение определенных параметров своего окружения. Или создать датчики для определения наличия загрязняющих веществ в окружающей среде.
Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха недавно создали «живые чернила» на основе бактерии Pseudomonas putida, способной перерабатывать фенол, а также Acetobacter xylinum, синтезирующей целлюлозу, которая может служить для изготовления перевязочных материаловИсследователи также показали возможность наладить «общение» между клетками: бактерии можно генетически запрограммировать так, что они будут реагировать на определенные сигналы от других бактерий. В данном случае одни такие генномодифицированные бактерии меняли цвет, когда получали соответствующий сигнал от других. Вероятно, в будущем, пусть и не близком, на основе подобных технологий можно будет буквально печатать «живые компьютеры» из клеток, которые будут обмениваться сигналами подобно транзисторам на микрочипе.
Подготовила Мария Перепечаева
: 08.12.2017 
