Forscher der ETH Zürich in der Schweiz haben ein biokompatibles Hydrogel entwickelt, dass sich mit einem 3D-Drucker extrudieren und gleichwohl schichtweise aufbauen lässt. Welche Anwendungsbereiche sind mit einer solchen Bakterien-Tinte und dem 3D-Druck lebender Substanzen möglich? Unser Beitrag klärt auf.
Ein Forscherteam der ETH Zürich hat eine Tinte mit lebenden Bakterien für den 3D-Druck entwickelt. Die Tinte besteht aus einem biokompatiblen und strukturgebenden Hydrogel, welches diverse Bakterienarten beinhalten kann. Ihre Versuche mit der Tinte veröffentlichten die Forscher im Fachmagazin Sciences Advances, heißt es in einer Pressemitteilung der ETH Zürich. Sie experimentierten auch mit einer Bakterienart, die zum Abbau von giftigen Phenol in der Lage ist. Eine zweite Bakterienart erzeugt Zellulose, die bei Brandverletzungen die Hautregeneration unterstützt. Im Februar stellten Forscher der University of Connecticut ihr Hydrogel vor, welches den 3D-Druck von Knochen verbessern kann.
Anwendungsbereiche: Nach Angaben der Schweizer Wissenschaftler seien viele Anwendungen vorstellbar. Zum Beispiel können mit derartigen Objekten Abbauprozesse oder die Entstehung von Biofilmen untersucht werden. Eine praktische Anwendung wäre ein 3D-gedruckter Sensor mit Bakterien, der Giftstoffe im Trinkwasser anzeigt. Denkbar seien auch bakterienhaltige Filter, die bei Ölkatastrophen helfen, schreiben die Forscher in ihren Bericht.
Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung lebender Tinte für den 3D-Druck sei die Beschaffenheit des eingesetzten Hydrogels. Das bakterienhaltige Gel, welches Nährstoffe für das Bakterienwachstum beinhaltet, muss ausreichend flüssig sein, damit sie durch die Druckdüse extrudiert werden können, doch zugleich eine mehrschichtige Struktur ermöglichen, ohne dabei auseinander zu fließen.
Je fester die Tinte sei, desto schwieriger könnten sich die Bakterien darin bewegen und resultiere in einer sinkenden Produktivität. Die Lebensdauer der Minifabriken stufen die Forscher als sehr hoch ein. Die Bakterien hätten kaum Ansprüche, weshalb sie sehr lange in gedruckten Strukturen überleben können.
In den Forschungen zum 3D-Bioprinting passiert weltweit sehr viel, wie die knapp 100 Beiträge zum Bioprinting auf unserer Themenseite seit 2013 zeigen. Wissenschaftler der University of Washington konnten per 3D-Druck die Herstellung neuartiger Bioreaktoren aus Hefe realisieren. Die Bioreaktoren können die Produktion von Bier und Wein verbessern. Auch spannend: Forscher entdecken zufällig beim Forschen an Bioprinting ein beliebig faltbares Gewebepapier aus Protein zur verbesserten Krebsheilung. Alle Neuheiten zum Thema auch in Zukunft im 3D-grenzenlos Magazin und unserem kostenlosen Newsletter (jetzt hier abonnieren).