微藻和3D打印：未來醫學的雙贏組合？

魔猴君  3D潮流   41天前

微藻是一類進行光合作用的多樣化微生物，估計可產生地球上約50%的氧氣。作為可再生原材料，它們已經有許多應用，例如在食品生產或能源生產中。但另一個令人興奮的應用領域正在為微藻開辟，由于3D打印，微藻可以在醫學中發揮關鍵作用。

海德堡大學分子系統和先進材料工程研究所的Eva Blasco教授領導的國際研究團隊開發了第一種基于微藻的墨水，用于通過激光進行復雜且生物相容性微結構的3D打印。她指出，迄今為止，主要使用石化來源的聚合物，特別是用于生產微結構所需的雙光子聚合。這些聚合物導致化石燃料的消耗、溫室氣體的排放，并且常常導致有毒成分的使用。另一方面，基于微藻的新型墨水代表了一種環保的替代品。

硅藻和水生微生物

使用了兩種特別富含甘油三酯形式的脂肪的藻類：硅藻Odontella aurita和綠藻Tetraselmis striata。為了生產微藻墨水，從藻類中提取甘油三酯，并用丙烯酸酯進行功能化，以實現快速固化。當暴露在光線下時，光活性綠色染料會引發化學反應，使微藻墨水硬化。“因此，我們避免使用潛在有毒的添加劑，例如傳統油墨中使用的光引發劑，”IMSEAM Eva Blasco研究小組的博士生Clara Vazquez-Martel解釋道。

為了測試微藻墨水的生物相容性，研究人員進行了細胞結構實驗。因此，他們制作了3D微支架，細胞在其上培養24小時，存活率高達100%，令人印象深刻。Blasco教授強調說：“我們的研究結果不僅為更可持續的光3D打印開辟了新的可能性，而且還為生命科學中的應用（從3D細胞培養到生物相容性植入物）開辟了新的可能性。”

微藻墨水使得生產具有卓越質量和精度的復雜3D微觀結構成為可能（照片來源：Clara Vazquez-Martel）。

未來，微藻墨水可在醫學中用于生產精確的微米和納米結構，或作為3D細胞培養的植入物和支架的基礎。由于其高分辨率，它還為光學、光子學、微流體和生物醫學領域的應用提供了潛力。由于其生物相容性，它特別適合打印與活體組織接觸的產品。

同時，新材料可以保護環境，因為藻類在培養過程中會快速生長并產生二氧化碳。Blasco教授解釋道：“盡管微藻具有諸多優勢，但它幾乎不被視為光基3D打印的原材料。”他與他的團隊在高分子化學、材料科學和3D納米制造的交叉領域進行研究。

該研究是海德堡大學和卡爾斯魯厄理工學院(KIT)合作的“3D Matter Made to Order”卓越集群的一部分。來自卡爾斯魯厄理工學院和大加那利島拉斯帕爾馬斯大學的研究人員也參與其中。

來源：3dnatives