基于微生物合成和先进生物制造的三维等级纤维素结构

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 生物制造的生物制造

背景情况:

• 纤维素是一种全球丰富的生物聚合物,其中细菌纤维素 (BC) 是由像*Komagataeibacter xylinus*这样的细菌产生的.
• 制造3DBC结构是具有挑战性的,因为生物合成需要氧气,BC固有的结晶性和处理能力差.
• 增材制造和生物制造的最新进展为创建层次的3D纤维素结构提供了新的策略.

研究的目的:

• 批判性地检查对层次的3D纤维素结构的先进生物制造技术.
• 探索添加剂制造与在现场微生物生物合成用于纤维素制造的整合.
• 讨论基于BC和微生物生物合成的可持续生物复合材料.

主要方法:

• 对将BC或纤维素生成细菌纳入3D打印原料的增材制造技术进行审查.
• 使用纤维素生产细菌在活体油墨中的BC生物合成现场调查.
• 分析将微生物生物合成与3D打印结合用于复杂结构制造的潜力.

主要成果:

• 增材制造和生物制造为层次的3D纤维素结构提供了多功能方法.
• 将细菌纳入活体油墨使复杂几何形状的BC生物合成能够在现场进行.
• 可持续的生物复合材料可以使用BC和微生物生物合成来开发.

结论:

• 将增材制造与微生物生物合成相结合,具有制造先进的3D纤维素结构的巨大潜力.
• 在控制特定应用的BC生物合成和材料特性方面仍然存在挑战.
• 未来的机遇在于开发组织工程,药物输送和先进复合材料的新应用.