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2023/03/17
3D列印細菌來補鈣?擦出修補骨骼的火花
聽到
細菌
就覺得髒?最潮
3D列印技術
利用細菌結合凝膠,製造出一款碳酸鈣物體BactoInk,只需四天就能生產高達90%含量的硬質碳酸鈣,可以為
骨骼
、珊瑚礁進行另類的「補鈣」修復,是不是很科幻?
BactoInk可修復損壞的藝術品
最新3D列印碳酸鈣
碳酸鈣是一種很特別的材料,因為它集強度、輕量和孔隙率於一身。雖然這不是科學家首次
3D列印
碳酸鈣,但之前是以擠壓含礦物顆粒的凝膠,等凝膠乾燥並硬化後,才產生非常柔軟且易碎的成品;或是成品在材料
乾燥
的過程中收縮,導致成品產生裂縫並變形。
為了尋求更好的替代方案,瑞士EPFL研究所的科學家把Sporosarcina pasteurii細菌,結合一種環保的聚合物凝膠,生產出混合物BactoInk,當BactoInk被擠壓成科學家所需要的形狀後,會形成3D微結構的凝膠狀物體,而
細菌
就在裡面「棲息」。
接下來,把凝膠狀物體暴露在含有尿素的溶液中,使細菌產生硬質碳酸鈣,最終可取代軟凝膠,再把凝膠狀物體浸入乙醇溶液中,便可殺死
細菌
。
這種利用細菌來
3D列印
物質的方法,很適合用在骨骼修復和珊瑚礁修復等應用上,另外,對於生產人工珊瑚、填補骨骼缺陷和
修復藝術品
等方面也非常適用。
正在列印的BactoInk
碳酸鈣材料的應用前景
迄今為止,這項研究的碳酸鈣(含量超過90%)大概在四天內就能製成,但隨著技術的進一步發展,不管是碳酸鈣的含量,還是製作時間都會更加進步。
科學家認為這種材料可望生產人工
珊瑚
,只要把珊瑚蟲放在人工珊瑚中繁殖,然後再放置在受損的環境中,就會變成「真正的」珊瑚礁。另外,這種材料也可以直接擠壓在骨頭的傷口處,形成新的骨頭來填補空隙,甚至還能用來修復損壞的藝術品,例如
雕像
。
BactoInk具備多功能的加工性質,結合礦化材料不受影境影響和具備優異機械性能的特點,為製造輕量、承重複合材料開闢許多新的可能性,而且這些
複合材料
與天然材料很類似,並非一般人工合成的複合材料,所以相當適合用在生物上。
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3D
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