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“丝墨水”可制造感应细菌的医用手套

以美国塔夫茨大学生物医学工程师为首的联合研究团队开发出一种含酶、抗生素、抗体、纳米颗粒和生长因子的“丝墨水”,可制造智能绷带、能感应到细菌的手套等医用产品,使喷墨打印技术变成一种新的、更有效的工具,用于治疗、再生医学和生物传感领域。

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用生物分子作为“墨水”进行喷墨打印的想法并不新鲜,不过,这些不稳定化合物的热敏感性会让打印出的材料迅速丧失功能,大大限制了其实用性。但纯化的丝蛋白就不同了,它固有的强度和防护性能非常适合生物医学和光电子方面的各种应用。


研究论文资深作者、塔夫茨大学工程学院副院长菲奥伦佐·奥门尼托说,这种天然聚合物是一种理想的“茧”,可以让酶、抗体和生长因子等化合物保持稳定。“我们认为,如果能够开发出一种可喷墨打印的丝墨水,我们就拥有了一个通用的构建模块,可以生成具备不同功能的打印格式,带来各种各样的应用,而所使用的墨水能够长时间保持活性。”


据每日科学网17日报道,奥门尼托的团队用相同的基础材料,创建了一个掺杂各种不同成分的功能性“丝墨水定制库”,并对其进行了测试。比如,用能感应细菌的聚丁二炔在手术用手套上印上单词contaminated(被污染的),当暴露于大肠杆菌时,原本蓝色的单词会变成红色;将刺激骨骼生长的蛋白BMP-2印在塑料皿中,测试对组织生长的定向控制;将氨苄西林钠印在细菌培养物上,检验抗菌素分布的有效性;将金纳米粒子印在纸上,有望应用于光子学和生物学(如颜色工程、基于传感和生物成像的表面等离子体共振成像等);将酶印在纸上,测试丝墨水运送功能性小生物分子的能力。


研究人员认为,这项技术具有广泛的研究和应用前景。在奥门尼托看来,未来生物感应手套可以选择性地对不同病原体作出反应。智能绷带可以定向导入抗生素,对复杂的伤情实施治疗。


目前发表的研究仅限于一个墨盒,但研究人员表示,将来可以扩展到功能更为复杂的多墨盒打印。


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