Video • 3D-Druck mit Bakterien
"Lebendes Tattoo" schlägt bei Umweltgiften Alarm
Biosensoren, die Schadstoffe registrieren oder den pH-Wert messen, trägt man künftig auf der Haut, zumindest, wenn es nach den Vorstellungen von Forschern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) geht.
Das Team um Xuanhe Zhao und Timothy Lu hat ein 3D-Druckverfahren entwickelt, das mit einer Tinte arbeitet, die aus genetisch veränderten Bakterien besteht. Diese sind so manipuliert worden, dass sie aufleuchten, wenn sie mit dem Material in Verbindung kommen, für das sie ausgelegt sind.
Sensor hat die Form eines Baumes
Die Forscher haben die bakteriellen Sensoren in der Form eines Baumes ausgedruckt. Jeder Zweig enthält anders programmierte Bakterien. "Living tattoo" nennen sie ihr Werk. Das Verfahren sei geeignet, um Kleidungsstücke oder interaktive Displays mit lebenden Sensoren auszustatten. Sie können auf Schadstoffe in der Umwelt, auf Temperaturveränderungen oder auf bestimmte Chemikalien programmiert werden.
Eine Tinte, die Bakterien enthält, haben auch Forscher an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich entwickelt, allerdings für einen anderen Zweck. Mit der Tinte "Flink" lassen sich biologische Materialien herstellen, die Giftstoffe abbauen oder hochreine Zellulose für biomedizinische Anwendungen produzieren.
Reinfall mit Zellen von Säugetieren
Die MIT-Forscher sind nicht die ersten, die mit lebender Tinte arbeiten. Anders als die Schweizer waren die US-Kollegen wenig erfolgreich. Zellen von Säugetieren etwa starben beim Druckvorgang ab. "Sie sind zu weich", sagt Hyunwoo Yuk, der ebenfalls zum Team gehört. Bei Bakterien ist das anders. Deren Zellen haben eine feste Hülle, sodass sie relativ raue Bedingungen schadlos überstehen, etwa durch die Düse des Druckers gepresst zu werden.
Zudem sind sie immun gegen Hydrogele, die die pastöse Fraktion der Tinte bilden. Hydrogele werden aus Wasser und kleinen Kunststoffanteilen zusammengemixt. Dazu kommen Nährstoffe für die Bakterien, die deren Überleben sichern. Die Forscher vergleichen die Konsistenz ihrer Tinte mit Zahnpasta, die aus einer Tube herausgedrückt wird. Sie behält auf der jeweiligen Unterlage ihre Form. Das Gel härtet unter ultraviolettem Licht aus.
Quelle: MIT/pressetext
07.12.2017
