福建省物質構造・光重合研究所は、3Dプリントにおける活性微生物の研究で新たな進歩を遂げた。

福建省物質構造・光重合研究所は、3Dプリントにおける活性微生物の研究で新たな進歩を遂げた。
出典: Sina Technology

近年、水域の富栄養化が水生態系のバランスと人間の健康に深刻な害をもたらしています。固定化微生物技術は、物理的または化学的方法を使用して、遊離微生物細胞を一定の空間領域に閉じ込め、流水による流失を防ぎ、繰り返しリサイクルできると同時に、生物活性を維持し、水域から汚染物質を効果的に除去する技術ですが、既存の材料と製造方法の制限により、広く普及していません。

3Dバイオプリンティング技術は、情報技術、精密機械、材料科学など複数の分野に基づいて開発された最先端技術です。生物材料、生細胞、生細菌などの生物を層ごとに配置して複雑な三次元活性体に組み立てることができ、さまざまな機能コンポーネントの空間的組み立てを実現し、微生物の固定化に新しいアイデアを提供します。しかし、環境汚染物質の修復機能を備えた 3D プリントされた微生物活性構造機能体の調製については、十分に研究されていません。


中国科学院福建省物質構造研究所と都市環境研究所の融合発展基金および中国国家自然科学基金の支援を受けて、中国科学院福建省物質構造研究所の呉立新氏のチームと中国科学院都市環境研究所の于昌平氏のチームは、従属栄養硝化細菌を含む新しい二重ネットワーク架橋PEGDA-アルギン酸-PVA-ナノクレイ(PAPN)ポリマー微生物3Dプリントインクを共同で開発しました。研究者らは、押し出し3Dプリント技術を使用して、下水からアンモニア性窒素を除去できるPAPN微生物活性機能体を印刷することに成功しました。この3Dプリントされた生物活性機能体は、12時間以内に下水中の96.2±1.3%のアンモニア性窒素を効果的に除去でき、模擬常温、培地なし輸送モードで168時間保管した後も、アンモニア性窒素を除去する微生物活性を維持します。環境に優しく、カスタマイズ可能な調製、再利用性などの利点があります。これにより、水質汚染制御などの分野における 3D バイオプリンティング技術の応用可能性が大幅に高まります。

関連する結果は、国際ジャーナルAdditive Manufacturing(2022、60、103268)に「細菌を機能性バイオマテリアルに加工するための材料押し出しベースの3Dプリンティング:アンモニア除去アプリケーションのケーススタディ」というタイトルで掲載されました。論文の第一著者はLi Yan博士であり、Wu Lixin研究員とYu Changping研究員が共同著者である。

記事リンク: https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.103268



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