نخستین ژل با قابلیت پرینت سه بعدی تولید شد
به گزارش سیناپرس newscientist، محققان مؤسسه فناوری ماساچوست در بوستون به تازگی نوعی جوهر زنده ساخته اند که با استفاده از سلول های باکتریایی مهندسی سازی شده و آن را می توان به ساختارهای پرینت سه بعدی طراحی کرد که داروهای ضد سرطانی را ترشح کرده و قادر است سموم را از محیط زیست پاک کند.
این جوهر میکروبی نخستین ژل با قابلیت پرینت سه بعدی است که به طور کامل از سلول های E.coli و بدون استفاده از پلیمرهای دیگر تولید می شود. این اولین جوهر در نوع خود است که می تواند به محیط واکنش نشان دهد. محققان ماتریکسی را که این باکتری ها معمولا به عنوان ماده محافظ برای تشکیل یک جوهر زیستی استفاده می کنند، تغییر داده اند.
با قرار دادن نوع دیگری از E.coli اصلاح شده ژنتیکی در ژل، محققان ساختارهای زنده ای ساخته اند که یا داروی ضد سرطان «آزورین» را آزاد می کند یا سم BPA یا «بیسفنول A» را از محیط بیرون می کشد. به گزارش سیناپرس، BPA معمولا برای ساخت پلاستیک استفاده می شود و با ناباروری و سرطان مرتبط است.
دانشمندان این جوهر را از مولکول های پلیمری پروتئینی به نام نانوالیاف «کورلی» تولید کرده اند. آنها ابتدا سلول های E.coli را مهندسی ژنتیکی کردند تا زیرواحدهایی از نانوالیاف کورلی تولید کنند که یکی از دو ماژول با بار مخالف، معروف به «حفره» به آن ها متصل است. آنها را رشد مخلوطی از این دو نوع سلول، الیاف «کورلی» تولید کرده اند که وقتی دستگیره های یک فیبر به حفره هایی با بار مخالف از الیاف دیگر متصل می شوند، به یکدیگر پیوند بخورند.
این گروه تحقیقاتی سپس پیش از خارج کردن سلول ها از مخلوط، باکتری ها را از طریق یک غشای نایلونی فیلتر کردند تا الیاف متقاطع را متمرکز کنند. با این کار ژلی تولید شد که از ویسکوزیته و خاصیت ارتجاعی مناسبی برای چاپ سه بعدی برخوردار است.
این ژل را می توان از طریق یک نازل برای تولید نخ هایی با عرض حدود نیم میلی متر لوله کرد. به رغم عرض کم الیاف، آنها به اندازه ای قوی بودند که وقتی بین دو ستون به فاصله 16 میلی متر کشیده می شدند، بدون شکستگی در کنار هم قرار گرفتند.
محققان با اصلاح ژنتیکی E.coli اضافی برای تولید «آزورین» در حضور یک ماده شیمیایی به نام IPTG و سپس کاشت این سلول ها به ژل، دریافتند که می توانند ژل را به ساختاری زنده تبدیل کنند که در صورت نیاز «آزورین» آزاد می کند.
آنها آزمایش های خود را با مهندسی جمعیت دیگری از E.coli برای تولید زیرواحدهای «کورلی» ادامه دادند که می توانند به BPA متصل شوند. به گزارش سیناپرس، سپس این سلول ها در ژل جاسازی شده و به آنها اجازه دادند تا حدود 30 درصد از سم را از مایع اطراف خود در عرض 24 ساعت جذب کند.
طول عمر این ژل هنوز به طور خاص آزمایش نشده اما ساختارهای زنده ای که در آزمایشگاه وجود دارد برای بیش از چند سال پایدار مانده اند.
