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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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