3 d打印的生物膜为新一代的智能材料欧洲杯足球竞彩

一个研究小组从美国和荷兰已经使用3 d印刷生产大肠杆菌(大肠杆菌)抗感染的生物膜。

这些生物膜也具有独特的结构属性允许他们保留它们的结构和形状下身体扭曲。这为新颖应用铺平了道路在医学、环境修复等。

生物膜的性质

细菌生物膜是3 d结构嵌入在自我产生的细胞外基质(ECM)。这个矩阵是由细胞外DNA(埃德娜),蛋白质、多糖和脂质。生物膜中发现自然和工业环境。

在行业,他们促进可持续的生物修复等过程,材料合成或毒素降解。欧洲杯足球竞彩然而,在医院和诊所,他们成为假体感染的来源,导管、缝合线、假牙和其他植入物。

生物膜显示独特的生物和机械性能,个别浮游细菌不。他们强烈地附着在生物或非生物表面,例如,或显示增加的胞外聚合物(EPS)的物质生产。

如此,它们是高度弹性和适应性强的存在改变了pH值和渗透性,营养不足,机械和剪切力。他们表现出耐消毒剂、溶剂、洗涤剂和高温。

有几个原因这些新的生物和机械特性。这些包括生物膜本身的结构、氧气和营养和交流不同的ECM组件。

结构(组成、结构、空间组织、建筑)和力学性能(凝聚力、粘弹性、抗剪刚度)相当兴趣的生物膜的研究人员。

博士的研究小组是由Marie-Eve Aubin-Tam代尔夫特理工大学在荷兰和安妮·迈耶博士罗彻斯特大学在美国。他们增长从大肠杆菌生物膜样品。

大肠杆菌是一种革兰氏阴性,兼性厌氧细菌。这是常见的肠道温血动物(电热)。兼性厌氧,这是一个多才多艺的有机体,可以产生能量在氧的存在与否。大肠杆菌是一个广泛的研究模式生物,例如,用于DNA重组研究。它可以培养在20分钟。

ECM的E。杆菌生物膜是由curli纤维(蛋白质的组件)或纤维素(多糖组件),或两者的结合,3 d打印技术是一种新型技术,操纵这种生物膜的结构和力学性能。

3 d打印的生物膜

生物膜的独特属性的存在是由于细胞外基质(ECM)组件及其空间结构。这种空间结构是由ECM成分和细菌密度等因素控制。这些影响氧气的分配产生新颖的机械和生物属性。

直到最近,它不可能单独调节这些变量来研究对生物膜的性能的影响。挑战在于产生生物膜组件的自顶向下的空间模式。

在3 d打印(也称为加法制造),层材料顺序沉积形成所需的形状。除了制造工业零件,它已被用于“打印”生物材料如藻类、真菌、细菌和酵母。欧洲杯足球竞彩

3 d打印技术允许选民的空间模式,模拟复杂的3 d纳米环境,以及他们的事。

多学科小组使用一种“自建”3 d打印机形状任意基础课的模式biofilm-forming大肠杆菌琼脂衬底上。大肠杆菌的不同组合,纤维素和curli表明生物膜的空间异质性和机械鲁棒性可以调节高度的精确形状,设计和解决。

团队的3 d打印的生物膜显示抵抗常见的实验室消毒剂,包括乙醇。他们表明他们可以改变细菌的密度,curli或纤维素通过bioink的设计(材料用于“打印”生物膜)。这显著影响耐消毒剂的开发。

此外,团队的3 d打印的生物膜保留他们的形状和显示一个非凡的物理变形阻力。这意味着这些“打印”可以可逆地附在表面,如细菌纤维素,玻璃和聚苯乙烯。

这些3 d打印的生物膜可以用于益生菌生物膜涂料在医疗设备、污水处理、环境修复等。这为下一代智能材料铺平了道路,结合生物和材料科学。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

引用和进一步阅读

Balasubramanian, S。,等。,(2021)紧急生物耐力取决于细胞外基质立体印刷的大肠杆菌生物膜的成分。ACS合成生物学(在线)可用:https://doi.org/10.1021/acssynbio.1c00290

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