MIT研发活细胞3D打印技术,伏地魔的活纹身

admin 2017-12-21 views
MIT工程学院的教授赵选贺带领团队眼发了一种用细菌活细胞进行3D打印的技术,打印出的图案可根据光线、温度等刺激改变形状。相关研究被发表在《高级材料》杂志上。

记不记得《哈利波特》中伏地魔有一个非常酷炫的纹身,魔杖点一下就能自己动起来。在最近MIT的研究中,这种可以动的gif纹身成为了现实。不过,MIT的教授并不是为了模仿伏地魔,而是用于药物胶囊和计算机领域。

药物胶囊的作用是因为这种材料因为能对特定的刺激产生反应,例如温度、ph值、光线,后续教授还会继续开发更多反应机制。当植入到患者体内后,这种胶囊能够先保持稳定,当遇到一定刺激的时候再释放药物,比方说血糖较高时自动释放胰岛素。

而计算机领域则是一个比较超前的构思了,研究人员希望未来能够用这种技术制造活体计算机。首先将一个一个模块构建起来,每个模块之间可以互相通信、传递信号,就像现在的晶体管一样。

也正是因为这些比较有价值的应用领域,此前也有不少研究者在进行活体细胞3D打印的研究。但是哺乳类动物的细胞经常在打印过程中由于细胞壁破裂,导致死亡,从而没有太大进展。

MIT的研究小组则转向了细菌细胞,因为它们有更加坚硬的细胞壁,并且可以忍受恶劣的环境。但是你不能直接把细菌细胞们打印出来,它们还需要一个溶液介质,一方面为细菌提供营养,另一方面让细菌固定在介质中。

经过一系列的搜索之后,研究人员锁定了一种含有普鲁兰尼克酸的水凝胶,这也得益于赵选贺教授此前在软体材料领域的研究。这样一来,把细菌植入这种水凝胶之后,即可像挤牙膏一样把它们从3D打印机的喷嘴挤出来。

最后,研究人员打印了一个树状的图形,树的每个分支排列着对不同化学或分子化合物敏感的细菌细胞。然后贴在志愿者的手上,当研究人员再次用不同化合物放在志愿者手上时,树上对应的区域会发光。

赵选贺教授曾于2003年毕业于天津大学电机工程专业,2006年取得哥伦比亚大学取得材料工程硕士学位,2009年获得哈佛大学的机械工程博士学位。他于2014年进入MIT从事生物材料、可穿戴电子产品、软体机器人等领域的研究。赵选贺教授目前拥有104项专利技术,从软体材料到功能纳米结构。
这项研究已经获得了美国海军研究办公室、美国国家科学基金会、国立卫生研究院的资助,研究者下一步的计划就是利用这种技术开发药物胶囊。