研究人員使用3D打印來推動微生物群落的知識

高，蒙大拿州立大學的研究人員正在將該技術用于另一個目的：研究細菌。

在美國陸軍研究部門提供的679,000美元贈款的支持下，該研究可以為微生物群落如何組裝以在髖關節(jié)植入物上產生抗生素抗性感染或消除地下水污染等方面提供新的見解。

“這令人興奮，”項目聯合負責人詹姆斯·威爾金說，他是密歇根州立大學Norm Asbjornson工程學院化學與生物工程系的助理教授。“我們正在推動這項技術的極限。”

該項目正在推動使用激光凝固水基液體的3D打印機的最新進展。根據Wilking的說法，結果是具有Jell-O一致性和一微米分辨率的物體 - 大約比人類頭發(fā)寬度小50倍。

直到最近，由于成本超過100萬美元，這種精確的3D打印機主要局限于汽車和航空航天工業(yè)。但Wilking表示，過去十年價格大幅下跌，使得這些工具更容易用于科學。

他的團隊由MSU生物膜工程中心主任Matthew Fields共同領導，他將使用該工具構建微小的細菌網格并研究微生物的相互作用。

菲爾茲說，所有形式的生命，無論是土丘中的白蟻還是草原上的草，都可以起到基本功能的作用，并且生物膜也是如此，生物膜是由薄而粘的墊子構成的微生物群落。研究生物膜是一項挑戰(zhàn)，因為這些結構通常是自發(fā)的，不斷變化的，并且位于人體等生命系統(tǒng)中。

威爾金“正在制造工具，使我們能夠控制結構，我們可以看到它如何影響功能，”菲爾茲說，幾十年來，他作為密歇根州立大學微生物學和免疫學系的教授研究過各種生物膜。農業(yè)和文學與科學學院。他說，使用3D打印機有可能在科學家對生物膜如何發(fā)揮作用的理解方面取得重大突破。

例如，3-D打印機可以凝結輸入一種細菌的液體的交替部分，然后將剩余的部分與另一種細菌凝膠化，創(chuàng)建一個棋盤格，模仿微生物如何共生組裝以交換營養(yǎng)。

斯科特麥卡拉，文學與科學學院數學科學系助理教授，將使用復雜的數學模型來研究細菌在構建的基質中生長時所形成的模式，從而可能進一步深入了解微生物的行為。他說，先進的三維數學模型是一個相對較新的領域。

威爾金表示，多年來他一直熱切關注這些問題，因為這些項目已經齊聚一堂，使目前的項目成為可能。他表示，陸軍撥款是迄今為止研究概念已經到來的最大確認。

“這些是最有趣的項目，滿足好奇心和有益于社會的項目，”他說。