《Advanced Functional Materials》再生光合成活体材料水凝胶的生物打印

【科研摘要】

通过将生物活细胞封装在非生物基质中制成的生物材料近年来受到越来越多的关注。以机械上坚固的空间限定图案制造它们对于它们的最佳功能性能是必不可少的，但是很难实现。最近， 代尔夫特工业大学 Marie‐Eve Aubin‐Tam 教授 团队 报道了一种采用环境友好化学方法将微藻囊封在藻酸盐水凝胶基质中的生物打印技术。

生物打印的光合作用结构采用毫米级分辨率的预先设计的几何形状。细菌纤维素底物赋予这种生物材料以特殊的优势，包括强度，韧性，柔韧性，坚固性以及保持物理完整性以防极端物理变形的能力。 生物印刷材料具有足够的机械强度，可以自立，并且可以分离并重新附着在不同的表面上。生物打印材料可以在没有营养的情况下稳定存活至少 3天， 并且可以通过在此时间范围内将其转移到新鲜的营养来源来进一步延长其寿命。这些生物指纹是可再生的，也就是说，它们可以重复使用并扩展以印刷其他生物材料。生物打印的生物材料的制造可以方便地进行放大（最大≥70 cm×20 cm），突出了其潜在的产品应用，包括人造树叶，光合生物服装和不干胶标签。 相关论文以题为 Bioprinting of Regenerative Photosynthetic Living Materials 发表在《 Advanced Funcitonal Materials 》上。

【主图导读】

图1 . 以再生方式进行光合作用生物材料的生物打印。 将生物墨水（由藻酸钠和微藻类组成） 打印 到基质（由细菌纤维素和氯化钙组成）上会形成藻酸盐水凝胶，其中固定了微藻类细胞。将细菌纤维素置于微藻营养培养基（最小培养基或碳补充培养基）的上方，可确保随着时间的推移，微藻在细菌纤维素上的生物 打印 内生长。然后可以从培养基上剥离支撑活的生物 打印 微藻的细菌纤维素，并将其用于各种应用。生物 打印 中的微藻细胞也可以再生，并用作新的生物墨水，用于进一步的生物 打印 过程。

图2 生物打印微藻材料的最佳生长条件和时间性。

图3 随着时间的推移，生物打印的微藻材料的 A–C）生存能力和D–F）的恢复能力。

图4 . 生物打印微藻材料的不同几何形状和打印分辨率。

图5 . 生物打印生物材料的物理稳定性和再生能力。

图6 . 放大的生物打印生物材料的照片（ 22厘米×12厘米）A）从碳补充的琼脂上剥离下来的图像，B）材料的柔韧性，以及C）生物材料的整体视图。

参考文献 ： doi.org/10.1002/adfm.202011162

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