Nanotecnologia

Biofábricas vivas construídas com impressão 3D

Biofábricas vivas construídas com impressão 3D
A ideia é usar tintas bacterianas para produzir minúsculas fábricas bioquímicas, selecionando as bactérias adequadas para gerar os produtos desejados. [Imagem: Bara Krautz]

Fábricas vivas

A impressão 3D não precisa mais ficar limitada à "matéria morta", como plásticos ou metais.

Uma equipe suíça desenvolveu uma biotinta para imprimir superfícies com bactérias vivas, tornando possível criar materiais biológicos capazes de quebrar substâncias tóxicas ou produzir materiais de alta pureza para aplicações biomédicas.

A ideia da equipe é usar suas tintas bacterianas para produzir minúsculas fábricas bioquímicas, selecionando as bactérias adequadas para gerar diversos produtos com as propriedades desejadas.

"Imprimir usando hidrogéis contendo bactérias tem um potencial enorme porque há uma grande variedade de bactérias úteis por aí. A maioria das pessoas só associa as bactérias com doenças, mas na verdade não conseguimos sobreviver sem bactérias," disse Patrick Rühs, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH).

Para demonstrar seu conceito, Rühs e seu colega Manuel Schaffner usaram as bactérias Pseudomonas putida e Acetobacter xylinum. A primeira pode quebrar o tóxico composto químico fenol, enquanto a segunda secreta nanocelulose de alta pureza. Essa celulose bacteriana mantém a umidade e é estável, com potenciais aplicações no tratamento de queimaduras.

Biofábricas vivas construídas com impressão 3D
A boneca recebeu uma "máscara facial" de biotinta ativa. [Imagem: Manuel Schaffner et al. - 10.1126/sciadv.aao6804]

Tinta viva funcional

Em uma única passagem da impressora 3D pode-se usar até quatro tintas diferentes - contendo diferentes espécies de bactérias - em diferentes concentrações, a fim de produzir objetos que exibam várias propriedades.

A tinta é composta por um hidrogel biocompatível que dá estrutura ao material. O hidrogel em si é composto por ácido hialurônico, moléculas de açúcar de cadeia longa, e sílica pirogênica. O meio de cultura para a bactéria é misturado na tinta. A seguir são adicionadas as bactérias com a "gama de propriedades desejadas" e, em seguida, qualquer estrutura tridimensional pode ser impressa na forma tradicional.

A equipe batizou sua técnica de FLINK (functional living ink, ou tinta viva funcional) e agora precisará vencer alguns obstáculos para sua utilização prática em larga escala. Uma delas é que o processo de impressão é lento, e tempo é um fator crítico para coisas que devem ser mantidas vivas nas condições adequadas.

Bibliografia:

3D printing of bacteria into functional complex materials
Manuel Schaffner, Patrick A. Rühs, Fergal Coulter, Samuel Kilcher, André R. Studart
Science Advances
Vol.: 3, no. 12, eaao6804
DOI: 10.1126/sciadv.aao6804




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