密歇根州立大學(xué)的研究人員推出了可用于對抗細(xì)菌的3D打印技術(shù)

導(dǎo)讀：由于持續(xù)的COVID-19疫情大流行，我們比以往任何時候都更清楚地意識到細(xì)菌和其他微生物是多么有害和容易傳播。它們隨處粘附在墊子上，其中一些是粘稠的，被稱為生物膜，通常對常規(guī)消毒劑有抵抗力。它們形成復(fù)雜的群落，甚至可能導(dǎo)致威脅生命的細(xì)菌感染。

2022年9月9日，南極熊獲悉，為了消除細(xì)菌傳播的問題，美國蒙大拿州立大學(xué)的一個研究小組采用了3D打印技術(shù)推進(jìn)生物膜細(xì)菌研究。他們的目標(biāo)是能夠生產(chǎn)一種有助于復(fù)制微生物的工具。在MSU生物膜技術(shù)中心工作的研究人員Zimlich和Thornton，已經(jīng)從事操作3D打印設(shè)備兩年之久。

在多次測試和修改之后，他們終于取得了第一次成功：這次的研究對象由滲入式水凝膠（一種透明的、類似布丁的物質(zhì)）中的單個細(xì)菌網(wǎng)格組成，他們可以精確地隨意鋪設(shè)，這可能對未來的細(xì)菌傳播有很大幫助。具體而言，是因?yàn)樗试S細(xì)胞被精確地安排和封裝在需要的地方，以幫助對抗細(xì)菌。更具體地說，這個過程涉及對水凝膠中的微生物進(jìn)行成像，然后用激光將材料凝固，形成一個不完美的生物膜。雖然到目前為止在研究中只使用了一種細(xì)菌，但如果Zimlich和Thornton使用其他菌株，他們可以因此而創(chuàng)造出更復(fù)雜的生物膜。

△密歇根州立大學(xué)微生物學(xué)博士生 Kathryn Zimlich（左）和機(jī)械工程博士生 Isaak Thornton 使用 3D 打印設(shè)備來沉積微生物和制造生物膜。（圖片來源：MSU）。

一個充滿細(xì)菌的“森林”

由于所存在的生命體的純粹多樣性，Zimlich承認(rèn)，即使是最簡單的生物膜系統(tǒng)也是復(fù)雜的物種，可與森林相媲美。出于這個原因，他們認(rèn)為對抗那些甚至可能對抗生素產(chǎn)生抗藥性的微生物是他們的責(zé)任。他說，之所以出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)榇嬖谟谏锬ぷ畹蛯拥募?xì)胞被氧氣包裹，進(jìn)入休眠狀態(tài)，使藥物對它們無效。據(jù)同為MSU研究員的Phil Stewart說，這種現(xiàn)象的解釋是，細(xì)菌已經(jīng)發(fā)生了許多生物變化，以至于這種藥物部分無效。因此，進(jìn)一步開發(fā)此類藥物是不可避免的，這樣生物膜中所有形式的細(xì)菌都會受到攻擊。然而，Zimlich很樂觀，他描述了自己用細(xì)菌對抗這種情況的想法，他評論說："有一點(diǎn)越來越清楚，那就是有可能通過改變互動的生物膜環(huán)境來治療這些致病菌，而不是試圖使用刺激性的化學(xué)產(chǎn)品。"

但是為了進(jìn)一步開發(fā)這種治療方法，必須在實(shí)驗(yàn)室等受控環(huán)境中進(jìn)行大量的測試。而這正是3D打印工具能夠發(fā)揮作用的時候。Zimlich肯定地說："我們認(rèn)為有可能構(gòu)建這些病原體生物膜自然形成的類似物。"有了大約30個合作伙伴，MSU研究團(tuán)隊(duì)還在他們的新聞稿中表示，他們的研究甚至可能引起寶潔公司、3M公司和美國宇航局等公司的極大興趣。

有關(guān)該項(xiàng)目的更多信息可在這里找到（https://www.montana.edu/news/22202/msu-researchers-unveil-3d-printing-technology-that-could-advance-biofilm-science）。