用加法制造生产生物膜

AZoM安妮·迈耶博士谈论她的小说研究生物膜的3 d打印。

请,你能介绍你自己,告诉我们如何开始研究3 d打印技术和生物膜?

我是安妮•迈耶在生物学副教授罗切斯特大学。我研究3 d打印技术和生物膜的研究始于2015年,当我教一个神奇的群本科生担任顾问的代尔夫特理工大学" iGEM(国际基因工程机器)的团队。

我的学生有任务头脑风暴和开展自己的合成生物学项目只有9短的几个月,他们想出了主意开发第一个3 d生物打印细菌。由于生物膜空间组织,我们的团队认为3 d打印机可以产生生物膜模型的一个好方法在一个简单的,可再生的方法。

请描述生物膜是什么以及他们如何通常利用吗?

细菌生物膜是一种空间组织的公共生活方式。生物膜对人类很有用,例如帮助污水处理厂净化饮用水。生物膜也有有害影响人类健康和基础设施;在许多表面生物膜会导致腐蚀包括油箱、和biofilm-dwelling细菌负责传染病的所有病例的60%。

当采用细菌生物膜的生活方式,他们通常变得更加身体健壮,所以他们很难刮掉表面,以及更多的生物强劲,因此,他们现在对被抗菌治疗,能够杀死non-biofilm-dwelling细菌。

实验室已经开发了一个新的手段,使用3 d印刷制造生物膜。你能描述这个过程是如何发展和如何利用3 d打印机?

我们的项目由工程新的可以诱导产生的菌株胞外生物膜分子:长蛋白质纤维称为curli粘细菌,把生物膜表面。当我们打印水凝胶中的细菌,细菌培养生物膜的特性密集的细胞外基质沉积。

3 d印刷过程允许我们控制打印机生物膜内的细菌密度和位置,可以让我们对生物膜功能测试假说以及繁殖工程生物膜,捕捉自然生物膜的空间模式。

图片来源:ART-ur / Shutterstock.com

这些生物膜生产如何与那些自然形成的?

我们的3 d打印的生物膜可以复制很多天然生物膜的特性,包括物理弹性和耐抗菌治疗,自然生物膜特性,很难根除。

这里使用加法制造的好处是什么呢?

加法制造已经允许我们故意改变生物膜的空间组织,让我们测试假设自然生物膜特性导致他们抵抗抗菌治疗的能力。同时,通过细菌中的特定数量和位置3 d印刷生物膜,生物膜是高度一致的和可再生的。在未来,我们将能够使用多通道3 d打印技术来创建模型multispecies生物膜,尤其难以在实验室繁殖。

为什么大肠杆菌选为细菌中使用这些电影的发展吗?

我们选择大肠杆菌在这个项目中,因为它是非常良好的,容易工程师。这些特性使我们能够轻松地创建工程菌株表达在特定的诱导条件下生物膜矩阵组件。

生物膜可以是有害的和有用的。这些生物膜工程如何帮助我们理解的方式减轻他们的负电位?

如果我们可以使用3 d打印方法使实验室生物膜,表现同样有害自然生物膜,然后,我们可以使用我们的3 d打印机,使“biofilms-on-a-chip”台测试潜在的新抗菌治疗,有效对抗biofilm-living细菌。

有什么限制或元素没有被理解关于这个过程的发展呢?

作为生物膜的3 d打印技术开始进入multispecies生物膜的生产,我们需要了解更多关于多个的菌株可以在印刷水凝胶能够共存和发展新技术的成像和分析位置和印刷生物膜内的细菌代谢活动。

你相信你的研究将在多大程度影响生物医学材料领域?亚博网站下载

我希望我们的3 d打印技术将第一步生产可再生的致病生物膜在实验室,研究人员可以使用它们作为识别新台biofilm-blocking药物,可以用来帮助人类患者。我们的3 d打印机也可以用来产生强劲的生物膜用于生活材料应用,生物膜等膜作为可持续水过滤和净化,或可以用来检测和纠正环境污染物。亚博网站下载

你的实验室进行了其他有趣的研究包括印刷藻类光合作用的材料。亚博网站下载多远你认为3 d打印技术能够对科学?亚博老虎机网登录

3 d打印技术是现在被用来创建第一个住材料含有微生物。亚博网站下载我认为这个新领域的工程材料可能是真正的革命,可以产生真正的生活材料,能够维持和再生,亚博网站下载可以发现和应对环境,可以改变自己的机械性能要求。

接下来的步骤是什么3 d打印技术的主题,尤其是生物膜?你希望进行进一步研究使用印刷细菌?

我实验室有几个活跃的项目,我们正在采取进一步的3 d生物打印,创建工程生物膜可以保护牙齿健康,创建严格的空间图案的结构材料,或在临终降解塑料。亚博网站下载

读者在哪里可以找到更多的信息?

我的实验室网站可以找到:https://sites.google.com/site/annemeyerlab/

我们最近发表的文章与加法制造生产生物膜可以读开放访问:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.1c00290

关于安妮·迈耶博士

安妮·s·迈耶博士是罗切斯特大学的生物学副教授,美国。迈耶博士获得斯坦福大学生物科学专业博士学位(美国)在2005年。亚博老虎机网登录她是一个美国生物学博士后研究员麻省理工学院(美国)。迈耶博士担任Bionanoscience学系助理教授你在荷兰代尔夫特,前移动她的研究小组在2018年罗切斯特大学。亚博老虎机网登录她担任首席顾问六iGEM(国际基因工程生物)的团队,赢得了无数的奖项,包括2015大奖。她的研究重点是利用定量技术领域的生物化学、微生物学、生物物理学研究结构动力学,生物大分子的相互作用,生理反应环境压力。她还利用合成生物学的工具,工程师小说功能微生物,尤其关注生产的改进,可调生物材料和新工具的开发3 d模式的细菌。亚博网站下载