MIT使用细菌细胞打印出“活纹身”

credit: Zhaoet al./Advanced Materials

麻省理工学院(MIT)的研究人员发明了一种由基因编程活细胞制成的临时“纹身”。它们看起来像一个粘上去的贴片，形状是一棵树。

它被分成好几部分，是用含有活性细菌的浆液打印成的，当它们接触到特定的化合物时，就会发出荧光。当贴片下面的皮肤接触到这些物质时，树相应的部分就会亮起来。树的三种不同的分支颜色表示不同的细胞类型，每一个分支都能对分子化合物的不同化学物质起反应。

关于可被开发成智能材料的刺激反应材料的研究和开发已经持续了几十年。例如，一种对热量做出反应的材料可以被用来制造自组装机器人或移动机器人；一种对化学物质做出反应的材料可以被用作化学传感器。

因为3D打印是一种以低成本定制对象的方法，它已经成为了在实验室中创建实验对象(例如刺激反映材料)的很好的途径。由MIT的教授Xuanhe Zhao领导的团队意识到，在3D打印的反应材料中，他们必须找到合适的细胞来承受打印过程。

之前对这一领域的研究发现，哺乳动物的活细胞无法实现。它们无法在3D打印的严酷条件下生存，例如挤压过程中的剪切力和交联过程中的紫外线曝光，这些都是固话3D打印材料的常见方法。

合著者hyhywoo Yuk表示：“结果显示，这些细胞会在打印过程中死亡，因为哺乳动物的细胞基本上都是脂质双层气球，它们太弱了，容易破裂。”

研究人员随后转向细菌细胞。这种细胞坚硬的细胞壁能够忍受恶劣的环境。而且，这些细胞与大多数水凝胶是相容的，这种由水和聚合物制成的常用于各种实验室和医疗程序中。

研究小组利用基因编程的细菌细胞对各种化学物质进行荧光反应，研制出了一种由水凝胶、细胞和多种营养成分组成的墨水，以支持细胞存活。由此制成的油墨有0.03毫米的高分辨率打印能力。研究人员将测试模型印刷在弹性体上，然后将其粘在涂有化学物质的皮肤上。

在几个小时的时间里，当细菌受到化学刺激时，树状的部分就会亮起来。他们还设计出了可以互相通信的细菌细胞，当它们受到来自另一个细胞的信号时，也会发出荧光。

Yuk表示：“我们希望在未来可以打印出可穿戴的生活计算平台。”研究人员正在试图制造化学传感器和药物传输系统，他们试图通过编程，使这些设备随着时间的推移将药物或葡萄糖释放到人体内。

这项研究受到了海军研究办公室、国家科学基金会、国立卫生研究所和麻省理工学院士兵纳米技术研究所的赞助，被发表在Advanced Materials上。

本文译自 sciencealert，由 镜子大王 编辑发布。