微藻和3D打印：未来医学的双赢组合？

魔猴君  3D潮流   297天前

微藻是一类进行光合作用的多样化微生物，估计可产生地球上约50%的氧气。作为可再生原材料，它们已经有许多应用，例如在食品生产或能源生产中。但另一个令人兴奋的应用领域正在为微藻开辟，由于3D打印，微藻可以在医学中发挥关键作用。

海德堡大学分子系统和先进材料工程研究所的Eva Blasco教授领导的国际研究团队开发了第一种基于微藻的墨水，用于通过激光进行复杂且生物相容性微结构的3D打印。她指出，迄今为止，主要使用石化来源的聚合物，特别是用于生产微结构所需的双光子聚合。这些聚合物导致化石燃料的消耗、温室气体的排放，并且常常导致有毒成分的使用。另一方面，基于微藻的新型墨水代表了一种环保的替代品。

硅藻和水生微生物

使用了两种特别富含甘油三酯形式的脂肪的藻类：硅藻Odontella aurita和绿藻Tetraselmis striata。为了生产微藻墨水，从藻类中提取甘油三酯，并用丙烯酸酯进行功能化，以实现快速固化。当暴露在光线下时，光活性绿色染料会引发化学反应，使微藻墨水硬化。“因此，我们避免使用潜在有毒的添加剂，例如传统油墨中使用的光引发剂，”IMSEAM Eva Blasco研究小组的博士生Clara Vazquez-Martel解释道。

为了测试微藻墨水的生物相容性，研究人员进行了细胞结构实验。因此，他们制作了3D微支架，细胞在其上培养24小时，存活率高达100%，令人印象深刻。Blasco教授强调说：“我们的研究结果不仅为更可持续的光3D打印开辟了新的可能性，而且还为生命科学中的应用（从3D细胞培养到生物相容性植入物）开辟了新的可能性。”

微藻墨水使得生产具有卓越质量和精度的复杂3D微观结构成为可能（照片来源：Clara Vazquez-Martel）。

未来，微藻墨水可在医学中用于生产精确的微米和纳米结构，或作为3D细胞培养的植入物和支架的基础。由于其高分辨率，它还为光学、光子学、微流体和生物医学领域的应用提供了潜力。由于其生物相容性，它特别适合打印与活体组织接触的产品。

同时，新材料可以保护环境，因为藻类在培养过程中会快速生长并产生二氧化碳。Blasco教授解释道：“尽管微藻具有诸多优势，但它几乎不被视为光基3D打印的原材料。”他与他的团队在高分子化学、材料科学和3D纳米制造的交叉领域进行研究。

该研究是海德堡大学和卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)合作的“3D Matter Made to Order”卓越集群的一部分。来自卡尔斯鲁厄理工学院和大加那利岛拉斯帕尔马斯大学的研究人员也参与其中。

来源：3dnatives