用能感應細菌的聚丁二炔在手術用手套上印上單詞contaminated(被污染的),,當暴露于大腸桿菌時,,原本藍色的單詞會變成紅色。
以美國塔夫茨大學生物醫(yī)學工程師為首的聯(lián)合研究團隊開發(fā)出一種含酶,、抗生素,、抗體、納米顆粒和生長因子的“絲墨水”,,可制造智能繃帶,、能感應到細菌的手套等醫(yī)用產(chǎn)品,使噴墨打印技術變成一種新的,、更有效的工具,,用于治療、再生醫(yī)學和生物傳感領域,。這項成果提前發(fā)表在《先進材料》雜志網(wǎng)絡版上,。
用生物分子作為“墨水”進行噴墨打印的想法并不新鮮,不過,,這些不穩(wěn)定化合物的熱敏感性會讓打印出的材料迅速喪失功能,,大大限制了其實用性。但純化的絲蛋白就不同了,,它固有的強度和防護性能非常適合生物醫(yī)學和光電子方面的各種應用,。
研究論文資深作者、塔夫茨大學工程學院副院長菲奧倫佐·奧門尼托說,,這種天然聚合物是一種理想的“繭”,,可以讓酶、抗體和生長因子等化合物保持穩(wěn)定,?!拔覀冋J為,如果能夠開發(fā)出一種可噴墨打印的絲墨水,,我們就擁有了一個通用的構(gòu)建模塊,,可以生成具備不同功能的打印格式,,帶來各種各樣的應用,而所使用的墨水能夠長時間保持活性,。”
據(jù)每日科學網(wǎng)報道,,奧門尼托的團隊用相同的基礎材料,,創(chuàng)建了一個摻雜各種不同成分的功能性“絲墨水定制庫”,并對其進行了測試,。比如,,用能感應細菌的聚丁二炔在手術用手套上印上單詞contaminated(被污染的),,當暴露于大腸桿菌時,,原本藍色的單詞會變成紅色,;將刺激骨骼生長的蛋白BMP-2印在塑料皿中,,測試對組織生長的定向控制,;將氨芐西林鈉印在細菌培養(yǎng)物上,,檢驗抗菌素分布的有效性,;將金納米粒子印在紙上,,有望應用于光子學和生物學(如顏色工程,、基于傳感和生物成像的表面等離子體共振成像等),;將酶印在紙上,測試絲墨水運送功能性小生物分子的能力,。
研究人員認為,,這項技術具有廣泛的研究和應用前景。在奧門尼托看來,,未來生物感應手套可以選擇性地對不同病原體作出反應,。智能繃帶可以定向?qū)肟股兀瑢碗s的傷情實施治療,。
目前發(fā)表的研究僅限于一個墨盒,,但研究人員表示,將來可以擴展到功能更為復雜的多墨盒打印,。