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上周，在倫敦通訊學(xué)院(London College of Communication)舉辦的大象與城堡迷你創(chuàng)客嘉年華(Elephant & Castle Mini Maker Faire)上，來自倫敦生物黑客空間的Ilya Levantis展示了一臺(tái)名為JuicyPrint的特殊3D打印機(jī)，這臺(tái)3D打印機(jī)能夠使用果汁打印出細(xì)菌纖維素的3D結(jié)構(gòu)，細(xì)菌纖維素是一種強(qiáng)度很高，而且用途極廣的生物聚合物。
JuicyPrint主要依賴醋酸桿菌來生產(chǎn)細(xì)菌纖維素。醋酸桿菌主要生長在醋里，并且可以把果汁和啤酒釀造殘?jiān)鳛槠涫澄飦碓础?/p>
Levantis開發(fā)JuicyPrint的靈感來自光固化的樹脂SLA 3D打印機(jī)。倫敦生物黑客空間(Biohackspace)制作出了對(duì)光敏感，而且在常見的果汁中很容易生長的工程菌株。他們的項(xiàng)目使用Cph8將一個(gè)具有光依賴的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制插入了醋酸桿菌，以控制dgc1的轉(zhuǎn)錄，dgc1是醋酸桿菌生產(chǎn)胞外纖維素所必需的基因。
“我們正計(jì)劃插入一種基因，這種基因能夠使我們利用光打開或關(guān)閉細(xì)菌的纖維素生產(chǎn)功能。”倫敦生物黑客空間在其網(wǎng)站上稱，“天然醋酸桿菌會(huì)在他們生存的液體營養(yǎng)液(如果汁)的表面上制造出纖維素“煎餅”。但是，當(dāng)光以一種圖案的形式被照射到工程菌株的液體培養(yǎng)物表面上時(shí)，只有沒有照到的地方的醋酸菌會(huì)生成纖維素，所以根據(jù)這個(gè)原理我們可以制造出任何形狀的“纖維素煎餅”。”
“我們可以將生成的纖維素圖案沉入液體內(nèi)部，然后繼續(xù)用光在上面進(jìn)行投影，如此重復(fù)，就可以生成指定形狀的三維結(jié)構(gòu)。”
但是，為什么是細(xì)菌纖維素?
細(xì)菌纖維素是從該類細(xì)菌中產(chǎn)生的生物聚合物。 它非常類似于在植物中發(fā)現(xiàn)的纖維，但是它更純，是由隨機(jī)縱橫交錯(cuò)的纖維組成的。同時(shí)細(xì)菌纖維素的強(qiáng)度更高而且具有更好的生物相容性。這意味著它可以在各種應(yīng)用，如紙產(chǎn)品、電子和生物醫(yī)學(xué)裝置中使用。
最近，細(xì)菌纖維素制造的片狀材料已經(jīng)在一些皮膚移植治療中使用，并在將來可以用于制造有效的生物組織以用于組織護(hù)理或器官再生。3D打印的細(xì)菌纖維素可以簡單地創(chuàng)建帶血管結(jié)構(gòu)的生物支架，這是制造組織支架的一個(gè)重要部分。
據(jù)沙特阿拉伯King Khaild大學(xué)助理教授Sherif MAS Keshk稱，細(xì)菌纖維素也可用于人造血管，因?yàn)樗鼘?dǎo)致血液凝結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)要比當(dāng)前在旁路手術(shù)中使用的合成材料要低。
此外，細(xì)菌纖維素也可以用來作為紙的粘合劑，，可提高紙張強(qiáng)度和耐用性，同時(shí)解決了廢紙回收再利用后，紙纖維強(qiáng)度大為下降的問題。加細(xì)菌纖維于普通紙漿可造出高品質(zhì)特殊用紙。
而且在食品工業(yè)中，細(xì)菌纖維素已用作功能性食品添加劑，如增稠劑和分散劑，研究表明，細(xì)菌纖維素具有非常高的乳化效果。
Levantis說，他們還需要一些文字上的工作需要做，但是他希望在6個(gè)月內(nèi)完成一個(gè)工作原型。這款全新的打印機(jī)將是開源的。
隨著3D打印機(jī)的日益普及，全球“創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)”吸引了越來越多的人參與進(jìn)來。而相應(yīng)地，生物黑客(biohacker)們也開始組織起來，利用新技術(shù)，3D打印一些生物對(duì)象。
