استفاده از باکتری برای تولید ساختار‌های پیچیده با کمک نانوالیاف

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه آلتو نشان دادند که می‌توان از باکتری‌ها درون سطوح ابرآب‌گریز برای ایجاد ساختار‌های سه‌بعدی استفاده کرد.

تیمی در دانشگاه آلتو از باکتری‌ها برای تولید اشیا سه‌بعدی با طراحی پیچیده استفاده کردند. در این فناوری از نانوسلولز نیز استفاده شده است. محققان با استفاده از روش خود می‌توانند از طریق استفاده سطوح ابرآب‌گریز رشد کلونی‌های باکتریایی را هدایت کنند. این اشیا پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای استفاده در پزشکی دارند و می‌توان از آن برای حمایت از بازسازی بافت یا به‌عنوان داربست برای جایگزینی اندام‌های آسیب‌دیده استفاده کرد. نتایج این پروژه در مجله ACS Nano منتشر شده است.

برخلاف اجسام الیافی ساخته شده از طریق روش‌های چاپ سه‌بعدی، این روش جدید اجازه می‌دهد تا الیاف با قطر نانومتری، در هر جهت حتی در لایه‌ها، گرادیان‌های ضخامتی مختلف و توپوگرافی متفاوت تراز شوند. این فناوری فرصت‌های جدیدی برای استفاده در بازسازی بافت فراهم می‌کند.

لوئیز گرکا، دانشجوی دکترای دانشگاه آلتو می‌گوید: «این فناوری مانند داشتن میلیارد‌ها چاپگر کوچک سه‌بعدی است که درون یک بطری قرار می‌گیرند. ما می‌توانیم باکتری‌ها را به‌عنوان ریزربات‌های طبیعی تصور کنیم که عناصر سازنده در اختیار آن‌ها را می‌گیرد و با ورودی مناسب، شکل‌ها و ساختار‌های پیچیده‌ای ایجاد می‌کنند.»

باکتری‌های هوازی پس از قرار گرفتن در یک قالب ابرآبگریز با آب و مواد مغذی نظیر شکر، پروتئین‌ها و هوا، نانوسلولز تولید می‌کنند. سطح ابرآبگریز یک لایه نازک از هوا را به دام می‌اندازد و باکتری‌ها را به ایجاد یک بیوفیلم الیافی همانند سطح و شکل قالب، دعوت می‌کند. با گذشت زمان، بیوفیلم ضخیم‌تر شده و جسم قوی‌تر می‌شوند.

این تیم با استفاده از این روش اجسام سه‌بعدی با ویژگی‌های از پیش طراحی شده، ایجاد کردند. این الیاف نانومقیاس در تماس با بافت‌های انسان واکنش‌های نامطلوبی ایجاد نمی‌کنند.

بلیز تاردی می‌گوید: «تحقیقات ما نشان می‌دهد که واقعاً نیاز به درک جزئیات دقیق تعامل باکتری‌ها با سطوح مختلف است. امیدواریم که این نتایج به دانشمندانی که روی سطوح دفع‌کننده باکتری‌ها کار می‌کنند و همچنین به کسانی که روی ساخت مواد از باکتری‌های کار می‌کنند، کمک کند.»