Bilim adamları, 3 boyutlu nesneler üretmek için bakterileri kullanıyor
Aalto Üniversitesi’ndeki bir ekip, nanoselülozdan yapılmış karmaşık bir şekilde tasarlanmış üç boyutlu nesneler üretmek için bakteriler kullandı. Araştırmacılar, teknikleriyle, güçlü su itici – veya süperhidrofobik – yüzeylerin kullanımıyla bakteri kolonilerinin büyümesine rehberlik edebiliyorlar. Nesneler, doku yenilenmesini desteklemek veya hasarlı organları değiştirmek için iskeleler gibi tıbbi kullanım için muazzam bir potansiyel sergiliyor. Sonuçlar ACS Nano dergisinde yayınlandı.
Mevcut 3D baskı yöntemleriyle yapılan lifli nesnelerin aksine, yeni teknik, bir insan saçından bin kat daha ince bir çapa sahip liflerin herhangi bir yönde, hatta katmanlar arasında ve çeşitli kalınlık ve topografya gradyanlarında hizalanmasına olanak tanıyarak yeni açılımlar sağlar doku rejenerasyonunda uygulama olanakları. Bu tür fiziksel özellikler, beyinde olduğu kadar kaslarda da bulunan belirli doku türlerinin büyümesi ve yenilenmesindeki destek materyalleri için çok önemlidir.
Aerobik bakteriler, su ve besin maddeleri (şeker, protein ve hava) içeren süperhidrofobik bir kalıba girdikten sonra nanoselüloz üretir. Süperhidrofobik yüzey, esasen ince bir hava tabakasını hapseder, bu da bakterileri kalıbın yüzeyini ve şeklini kopyalayan lifli bir biyofilm oluşturmaya davet eder. Zamanla biyofilm kalınlaşır ve nesneler daha güçlü hale gelir.
Ekip, tekniği kullanarak önceden tasarlanmış özelliklere sahip, tek bir saçın çapının onda birinden 15-20 santimetreye kadar ölçülen 3 boyutlu nesneler oluşturdu. Nano boyutlu lifler, insan dokularına temas ettiğinde ters reaksiyonlara neden olmaz. Yöntem aynı zamanda cerrahları eğitmek veya in-vitro testlerin doğruluğunu artırmak için gerçekçi organ modelleri geliştirmek için de kullanılabilir.
Güçlü selüloz nano elyaflardan ve oluşturdukları ağlardan yararlanan bu biyofabrikasyon alanını genişletmek gerçekten heyecan verici. Araştırma grubu lideri Profesör Orlando Rojas, yaşa bağlı doku dejenerasyonuna yönelik uygulamaları araştırıyoruz, bu yöntem bu ve diğer yönlerde bir adım öne çıkıyor ” diyor. Ekip tarafından kullanılan bakteri türü Komagataeibacter medellinensis, Kolombiya’nın Medellin kentindeki yerel bir pazarda Universidad Pontificia Bolivariana’dan önceki çalışanlar tarafından keşfedildiğini ekliyor. Hem doğada hem de mühendislikte süperhidrofobik yüzeyler, toz partiküllerinin ve mikroorganizmaların yapışmasını en aza indirecek şekilde tasarlanmıştır. Bu çalışmanın, doğal olarak üretilen malzemeleri hassas bir şekilde üretmek için süperhidrofobik yüzeylerin kullanılması için yeni olanaklar açması bekleniyor.
Bakteriler ortadan kaldırılabildiğinden veya nihai materyalde bırakılabildiğinden, 3B nesneler de zamanla canlı bir organizma olarak evrimleşebilir. Bulgular, bakteriyel olarak üretilmiş malzemeler üzerinde tam kontrol sağlamak için önemli bir adım sağlıyor.
Araştırmamız, hem arayüzlerdeki bakteri etkileşiminin ince ayrıntılarını hem de sürdürülebilir malzemeler üretme yeteneklerini anlama ihtiyacını gerçekten gösteriyor. Dr. Blaise Tardy, bu sonuçların hem bakteri itici yüzeyler hem de bakterilerden malzeme üreten bilim insanlarına ilham vereceğini umuyoruz.
