Ein Team von niederländischen und US-amerikanischen Forschern hat eine neuartige Art von Biotinte entwickelt, mit der es ihnen gelang, einen Biofilm per 3D-Druck herzustellen. Auf einem Biofilm sammeln sich Bakterienarten und bilden auf engen Raum zusammengebracht ein biologisches Bakteriennetzwerk. Mit dem neuen, 3D-gedruckten Biofilm konnten die Forscher dessen Verhalten jetzt genauer untersuchen und haben so verbesserte Möglichkeiten Mittel im Kampf gegen die Bakterien einzusetzen.

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In einer Studie von Anne S. Meyer, außerordentliche Professorin für Biologie an der University of Rochester, die gemeinsam mit einem Team der  Technischen Universität Delft in den Niederlanden geleitet wurde, ist den Wissenschaftlern ein Beispiel für die Anwendung von Biomimikry in der additiven Fertigung gelungen. Das erklärt die University of Rochester in einer Pressemitteilung.

Den Forschern gelang die Entwicklung und Herstellung synthetischer Biofilme mithilfe eines Eindüsen-Biodruckers, entwickelt von Rochester-Absolvent Ram Gona. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift ACS Synthetic Biology in einer Arbeit mit dem Titel „Emergent Biological Endurance Depends on Extracellular Matrix Composition of Three-Dimensionally Printed Escherichia coli Biofilms“ veröffentlicht.

Synthetischer Biofilm aus dem Biodrucker

Bakterienarten sammeln sich in einem Biofilm und bilden auf engen Raum zusammengebracht ein Netzwerk. Diese Netzwerke bleiben oftmals lange auf den Oberflächen, auf denen sie sich gebildet haben, bestehen. In Branchen, wo Hygienestandards besonders hoch sein müssen, ist das ein Problem. Viele dieser Biofilme sind außerdem gegen Putz- und Desinfektionsmittel resistent. Dem Problem wollten die US-amerikanischen und niederländischen Forscher nachgehen.

Die Forscher druckten Biotinte aus E.coli-Bakterien auf eine LB-Agarplatte und kombinierte nach einer Woche die E. coli/Algen-Mischungen mit Natriumcitrat. Anschließend wurden die Platten 3D-gescannt und unter Elektronenmikroskopen sowohl vor als auch nach dem Auftragen des Natriumcitrats fotografiert. Sie testeten die Stabilität der Lösungen und erkannten, dass die 3D-gedruckten Zubereitungen ihre natürlich vorkommenden Gegenstücke genau genug nachahmen und sie das Verhalten des Biofilms weiter untersuchen werden.

Bakterien können schädlich und nützlich sein. Bestimmte Biofilme können Giftstoffe und Schadstoffe lösen, was vielversprechend in der biologischen Sanierung und der Abwasserbehandlung ist.

Professor Meyer sagte:

Dieses Papier zeigt, dass sich unsere technisch hergestellten Biofilme in vielerlei Hinsicht wie native Biofilme verhalten können – einschließlich des Auftretens von Arzneimittelresistenzen – und sie zu guten Modellsystemen machen.“ für die Entwicklung von Antibiofilm-Medikamenten.“

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