این بیوفیلم لزج پرینت سه بعدی می تواند با باکتری های تهدید کننده زندگی مبارزه کند و جان بسیاری را نجات دهد.

نرگیس فیرتینا -13 سپتامبر 2022 -Raycat/iStock

مرکز دانشمندان مهندسی بیوفیلم دانشگاه ایالتی مونتانا با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی، یک نوآوری نجات بخش را توسعه داده است.این توسعه “نجات دهنده زندگی” است زیرا این ابزار به تکثیر میکروب ها کمک می کند – همچنین به عنوان باکتری های تهدید کننده زندگی شناخته می شوند.

ایزاک تورنتون، دانشجویی که دکترای خود را در رشته مهندسی مکانیک دریافت کرده است، گفت: “ما هیجان زده هستیم که اولین اجمالی از این فناوری را به اشتراک بگذاریم.”

کاترین زیملیچ، دانشجوی دکترای تورنتون و میکروبیولوژی، مطالعه خود را در نشست سالانه بیوفیلم مونتانا در بوزمن در 12 تا 14 ژوئیه ارائه کرد.

بیوفیلم اصطلاحی است برای لایه ‌های لزج که وقتی باکتری‌ها و سایر میکروب‌ها به سطوح می‌چسبند و جوامع پیچیده‌ای را تشکیل می‌دهند که اغلب در برابر ضدعفونی‌کننده‌های معمولی مقاوم هستند.

به عنوان اعتباری برای پیشرفت فناوری بیوفیلم، Zimlich و Thornton دو سال گذشته را صرف توسعه و آزمایش یک سیستم چاپ سه بعدی کرده‌اند که می‌تواند شبکه‌ای از باکتری‌های منفرد را در هیدروژل، یک ماده شفاف و شبیه Jell-O، به‌طور دقیق ترتیب دهد.

محققان با موفقیت با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی، میکروارگانیسم ها را در قطرات رزین هیدروژل مایع ترسیم کردند. سپس از نور لیزر برای جامد کردن مواد برای ایجاد یک بیوفیلم اولیه استفاده شد.

این بیوفیلم لزج پرینت سه بعدی می تواند با باکتری های تهدید کننده زندگی مبارزه کند و جان بسیاری را نجات دهد.

تورنتون که این پژوهش را در آزمایشگاه جیم ویلکینگ، دانشیار دپارتمان مهندسی شیمی و بیولوژیکی در دانشکده مهندسی نورم آسبیورنسون دانشگاه MSU انجام می دهد، گفت: «ما می توانیم سلول ها را دقیقاً در جایی که می خواهیم مرتب کنیم و محصور کنیم».

مطالعه در چه مرحله ای است؟

Zimlich و Thornton تنها از یک نوع باکتری در این مطالعه استفاده کردند. با این حال، با استفاده از چاپگر سه‌بعدی برای ایجاد گذرهای متعدد، هر کدام با گونه‌ها یا گونه‌های متفاوتی از باکتری‌ها، ممکن است بتوانند شروع به تولید بیوفیلم‌های پیچیده‌تر و لایه‌ای موجود در طبیعت کنند.

همانطور که در بیانیه گفته شده، محققان به راحتی می‌توانند با استفاده از میکروسکوپ‌های تخصصی باکتری‌ها را با دادن رنگ فلورسنت به باکتری‌ها مشاهده کنند و آنها را قادر می‌سازد تا تعاملات بین سلول‌ها را بررسی کنند.

زیملیچ گفت: «یک چیزی که واضح‌تر می‌شود این است که پتانسیل درمان این باکتری‌های بیماری‌زا با تغییر محیط بیوفیلم تعاملی به جای تلاش برای استفاده از محصولات شیمیایی خشن وجود دارد.

تجهیزات پرینت سه بعدی جدید برای آزمایش های گسترده لازم برای توسعه درمان ها در یک محیط آزمایشگاهی کنترل شده مفید خواهد بود. به این ترتیب، طبق بیانیه، بسیاری از شرکت‌های برجسته چاپگرهای سه بعدی مانند Procter and Gamble، 3M و Ecolabin به این تحقیق علاقه نشان دادند.

به گفته پل استورمن، که کار مرکز را با تقریباً 30 شریک صنعتی خود هماهنگ می کند، آنها مشتاق هستند تا راه های جدیدی برای کنترل مؤثر بیوفیلم های مشکل ایجاد کنند.

استورمن گفت: «در واقع همه چیز برای کمک به آنها برای توسعه محصولات مفید است.

“این جلسه راهی عالی برای اعضای ما است تا از آخرین تحقیقات بیوفیلم مطلع شوند. و ما می‌توانیم کارهایی را که انجام می‌دهیم و می‌توانیم انجام دهیم، به نمایش بگذاریم.”

درباره بیوفیلم ها

بیوفیلم مجموعه ای از میکروارگانیسم ها است که در آن سلول ها به یکدیگر و به سطح خود می چسبند. این سلول های به هم پیوسته معمولاً در یک ماده پلیمری خارج سلولی (EPS) تولید شده توسط آنها تعبیه می شوند. Biofilm EPS یک مجموعه پلیمری از DNA، پروتئین ها و پلی ساکاریدها است. بیوفیلم‌ها می‌توانند روی سطوح زنده یا غیر زنده شکل بگیرند و جنبه غالب زندگی میکروبی را در محیط‌های طبیعی، صنعتی و بیمارستانی نشان دهند.