具有生物增强机械性能和抗退化的工程生物材料的增材制造
Gokce Altin-Yavuzarslan1,2, Sierra M Brooks3, Shuo-Fu Yuan4
1Molecular Engineering and Sciences Institute, University of Washington, Seattle, Washington 98195, United States.
Advanced functional materials
|October 9, 2023
概括
工程生物材料 (ELM) 是使用产生代谢物的微生物进行3D打印的. 这些代谢物增强了材料的特性,使得合成生活机器的功能部件能够被创造出来.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 合成生物学 合成生物学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 工程生物材料 (ELM) 将生物细胞与可编程功能的聚合物矩阵集成.
- 在设备组装中无整合细胞和聚合物组件存在挑战.
研究的目的:
- 为了证明ELM的增材制造与in-situ代谢物生物生产.
- 通过微生物代谢物生物增强来增强材料性能.
- 展示3D打印ELM组件组装到功能设备中的方法.
主要方法:
- 开发的牛血清白蛋白 (BSA) 和聚乙烯基醇二烯酸盐 (PEGDA) 的水性树脂与工程微生物.
- 使用光聚合用于ELM对象的3D打印.
- 封装的工程微生物用于不断地在现场生产L-DOPA,纳灵宁和贝塔桑.
主要成果:
- 实现了硬而坚固的BSA-PEGDA水凝的3D打印.
- 在矩阵内证明了微生物的L-DOPA,naringenin和betaxanthins的产生.
- 展示了由代谢物诱导的矩阵刚度 (L-DOPA) 和酶降解抵抗 (betaxanthin) 的增强.
结论:
- 成功证明了具有自我增强特性的ELM的增材制造.
- 建立了一个平台,为合成生活机器创建功能组件.
- 强调了生物增强材料在先进应用中的潜力.
