世界快看点丨细菌被用来制造类似骨质的3D打印复合材料

2023-02-24 05:30:37 来源：cnBeta

(资料图片仅供参考)

碳酸钙是一种令人印象深刻的材料，因为它兼具强度、重量和多孔性。科学家们已经设计出一种基于细菌的3D打印物质的新方法，用于骨骼修复和珊瑚礁恢复等应用。不过这并不是我们第一次听说3D打印碳酸钙物体。早期的方法是挤出含有矿物颗粒的凝胶，然后使其干燥和变硬。然而，由此产生的一些物品相当柔软和脆弱，或者它们在干燥时收缩，产生裂缝并导致其形状改变。

为了寻求更好的替代方案，瑞士EPFL研究所的科学家们将一种名为Sporosarcina pasteurii的细菌与一种生态友好的聚合物凝胶结合起来。被称为BactoInk的混合物被挤压成所需的形状，形成一个具有类似支架的三维微结构的凝胶状物体，细菌在其中"栖息"。

接下来，该物体被暴露在一个含有尿素的溶液中。这使得细菌产生坚硬的碳酸钙，最终取代了柔软的凝胶。最后，该物品被浸泡在乙醇溶液中，杀死细菌。

正在打印的BactoInk物体，在进行尿素处理之前

在迄今为止进行的实验室测试中，碳酸钙含量超过90%的成品在"大约四天"内就能完成。随着技术的进一步发展，这两个数字可能会得到改善。

希望有一天，这种材料可以用于生产人工珊瑚，这些珊瑚将由珊瑚虫填充，一旦被放置在受损的珊瑚礁中，就会转化为"真正的"珊瑚。这种材料也可以直接被挤压到骨头缺失的地方，形成新的骨头来填补空缺。而在另一个建议的应用中，这种材料可能被用来修复受损的艺术品，如雕像。

与Matteo Hirsch、Lorenzo Lucherini、Ran Zhao和Alexandra Clarà Saracho一起领导这项研究的Esther Amstad副教授说："BactoInk加工的多功能性，加上矿化材料的低环境影响和出色的机械性能，为制造轻质、承重的复合材料提供了许多新的可能性，这些材料比今天的合成复合材料更接近于天然材料。"

有关这项研究的论文最近发表在《今日材料》杂志上。

关键词： 3D打印洛桑联邦理工学院