近期，蘇黎世聯(lián)邦理工學院（ETHZ）的研究人員研發(fā)出一種含有多種細菌的生物3D打印墨水，可實現(xiàn)多種醫(yī)學和生物技術方面的應用。相關成果發(fā)表與《Science Advances》雜志上。

圖1細菌墨水的組成

這種細菌墨水名叫Flink，是“功能性活性墨水”的縮寫，由透明質(zhì)酸（HA）、長鏈糖分子（k-CA）和熱解硅石（FS）組成。其中，透明質(zhì)酸和長鏈糖分子是天然聚合物，不僅可以增大材料粘度，而且可以為細菌的生長繁殖提供必要的環(huán)境；加入熱解硅石是為了增大材料的彈性，改善流變性。為了實現(xiàn)良好的打印特性，研究人員對三種成分的比例及含量進行了研究，對不同組分材料進行了大量的流變學測試，獲取了材料的流動性、粘彈性規(guī)律，最終確定了混合比例為1:1:1，混合濃度為4.5%時，具有較好的打印特性和機械性能。

圖2生物墨水打印性能的研究圖

隨后在材料中混入惡臭假單胞菌(putida)和木醋桿菌(Acetobacterxylinum)，前者可以分解化學工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的有毒化學苯酚，后者則可以分泌纖維素用于皮膚修復。通過3D打印的方式，細菌可以被準確地打印出特定結構。通過紫外可見吸收光譜定量分析苯酚的降解量，證明了3D打印的結構可以保證細菌的生長和代謝。隨后研究人員利用一臺四軸3D打印機在一個面部模型上打印了帶有木醋桿菌的生物墨水（圖3），培養(yǎng)數(shù)天后，通過熒光染料染色可以觀察到細菌分泌出的纖維素。

圖3帶有木醋桿菌生物墨水的應用

細菌在自然界中必不可少，相信有了3D打印細菌技術，人類可以在更廣的領域內(nèi)發(fā)揮其巨大潛力。