MIT科学家3D打印会发光的“活纹身”

发表于 2017-12-7 17:55:00 显示全部楼层 0 3782

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麻省理工学院(MIT)机械工程系的研究人员已经研发出由活细胞和水凝胶组成的生物墨水上打印的“活体纹身”。当粘在人的皮肤上,接触到某些化学物质时,树状的“纹身”就会发光。这项研究是由麻省理工学院机械工程系的Xuanhe Zhao和生物工程,电气工程和计算机科学副教授Timothy Lu领导的,他们的研究论文已在《高级材料》杂志上发表。

MIT科学家3D打印会发光的“活纹身”

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研究人员提出了一种专门的生物打印技术,使他们能够创建由基因编程的生物材料制成的灵活的柔性可穿戴结构。在他们的演示中,MIT研究人员用3D打印出一种由活细菌细胞制成的五彩树形的纹身。树的三种不同的分支颜色表示不同的细胞类型,每一个分支都被设计成对分子化合物的不同化学物质起反应。

MIT科学家3D打印会发光的“活纹身”

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通过将人体皮肤暴露于这些特定的化学物质中,然后将薄而透明的“纹身”涂在皮肤上,3D打印的分支在与这些化学物质接触时就会开始发光。研究人员解释说,这个过程可以用来生产可穿戴传感器和交互式显示器的活性材料,可以对特定的化学物质进行反应和检测。
3D打印纹身也有可能被应用于药物传递和外科植入物,因为它们可以被构建成包含制造葡萄糖等化合物的细胞,这些细胞可可以根据需求逐渐被释放到身体内。此外,研究人员表示,这种创新方法可用于3D打印“活体电脑”(由多种细胞类型组成的复杂结构,能够相互沟通)。

MIT科学家3D打印会发光的“活纹身”

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在开发3D生物印花纹身时,研究团队面临一些障碍。首先,科学家们必须找到合适的细胞来承受打印过程。正如他们所解释的那样,虽然全球的科学家正在努力打印哺乳动物细胞,但由于其脆弱性,容易破裂,并没有取得多少成功。
作为一个解决方案,MIT研究小组转向了细菌细胞,这种细胞比哺乳动物细胞更易于形成更坚硬的细胞壁,并且可以忍受恶劣的环境。有趣的是,细菌细胞与水凝胶材料更加相容,使其成为生物打印应用的理想选择。

MIT科学家3D打印会发光的“活纹身”

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尽管如此,研究人员还是开始寻找最好的水凝胶混合物来打印活体纹身,发现含有普郎尼克酸的水凝胶是最合适的。这种水凝胶具有理想的流动特性,可以通过喷嘴打印。
最终可打印材料由一种与细菌细胞混合的水凝胶基质和保持细胞存活的营养物组成。据Zhao的说法,这种生物墨水非常适合打印,甚至展示了它能够以每个特征30微米的高分辨率打印的能力。

MIT科学家3D打印会发光的“活纹身”

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活体纹身本身是用3D打印机为生物打印应用定制的。一旦打印出来,纹身就可以使用紫外线辐射固化,随后应用到暴露于各种化学化合物的人体皮肤上。如上所述,当特定的细胞类型与化学物质接触时,纹身的分支逐渐开始发光。
虽然还处于早期阶段,但是活体纹身研究看起来很有希望,我们迫不及待地想知道未来还有哪些类型的活体纹身可以进行3D打印。
(编译自3ders.org)来源:天工社
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