3D-Druck

Forscher entwickeln 3D-Druckertinte mit lebenden Bakterien

Mit 3D-Druckern lassen sich viele Objekte herstellen. Bis jetzt bestehen sie alle aus „toten Materialien“, wie Kunststoff oder Metalle. Den Durchbruch bei einem neuen 3D-Druck-Verfahren, erzielte jetzt eine Gruppe von ETH-Forschern in Zürich. Sie entwickelten eine Tinte aus einem biokompatiblen und zugleich strukturgebenden Hydrogel, das verschiedene Bakterienarten enthalten kann. Welche Bakterien sie in die jeweilige Tinte einsetzen, hängt ganz davon ab, was die Forscher drucken möchten. Mit dem Stoff lassen sich jedoch kleine biochemische Fabriken drucken, die unterschiedliche Funktionen erfüllen können.

Die Arbeit über die sogenannte „Flink“-Druckertinte wurde im Fachmagazin „Science Advances“ veröffentlicht. Dort beschreiben die Forscher ihre Versuche mit einer Bakterienart, die giftiges Phenol abbauen kann. Eine Zweite gibt Nano-Zellulose ab, die bei Brandverletzungen die Regeneration der Haut unterstützt. Die Bakterien werden zuerst mit der gewünschten Eigenschaft gezüchtet. Ihr Lebensraum wird der 3D-Druckertinte beigemischt. Der Rest der Tinte besteht aus einem biokompatiblen und strukturgebenden Hydrogel, das Hyaluronsäure beinhaltet.

Um das neue Material auch anwendbar zu machen, haben die Forscher außerdem eine neue Druckplattform entwickelt. Sie ermöglicht es ihnen, in einem Druckdurchlauf ein Objekt herzustellen, dass aus bis zu vier verschiedenen Tinten besteht. So lassen sich beispielsweise vier unterschiedliche Bakterienarten kombinieren, damit das Objekt mehrere Funktionen bekommt.

Bei der Entwicklung der Tinte, standen die Forscher vor allem vor einem Problem. Denn die Tinte braucht die richtige Fliesseigenschaft. Ist sie zu starr, können sich die Bakterien nicht in der Tinte bewegen. Wenn sie zu flüssig ist, hält sie ihre Struktur nicht bei und kann das Gewicht von weiteren Lagen nicht tragen. Deshalb ist die Tinte so viskos wie Zahnpasta und soll eine Konsistenz von Nivea-Creme haben.

Die Frage nach dem Warum, lässt sich leicht beantworten. Wie oben bereits erwähnt, können die 3D-gedruckten Bakterien-Objekte bei Brandverletzungsopfern eingesetzt werden. Der Vorteil: Das Objekt hat dann dank dem 3D-Drucker bereits die gewünschte Form. Denkbar wären auch bakterienhaltige Filter, die bei Ölkatastrophen zum Einsatz kommen. Die Forscher haben die Langlebigkeit des Materials noch nicht untersucht. Das ist der nächste Schritt auf ihrer Liste.

Quelle: ethz