Man mano che l'entusiasmo per la stampa 3D cresce, acclamata dagli hobbisti e dall'industria high-tech come una nuova frontiera nella creazione di prodotti personalizzati, i ricercatori della Montana State University stanno utilizzando la tecnologia per un altro scopo:studiare i batteri.

Sostenuto da $ 679, 000 sovvenzione dall'ala di ricerca dell'esercito degli Stati Uniti, la ricerca potrebbe portare a nuove intuizioni su come le comunità microbiche si riuniscono per creare infezioni resistenti agli antibiotici sugli impianti dell'anca o rimuovere l'inquinamento dalle acque sotterranee, tra l'altro.

"È eccitante, " ha dichiarato il co-leader del progetto James Wilking, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biologica del Norm Asbjornson College of Engineering della MSU. "Stiamo spingendo i limiti di questa tecnologia."

Il progetto sta cavalcando un'ondata di recenti progressi nelle stampanti 3D che utilizzano i laser per congelare i liquidi a base d'acqua. Il risultato, secondo Wilking, sono oggetti che hanno la consistenza di Jell-O e la risoluzione di un micron, circa 50 volte più piccoli della larghezza di un capello umano.

Fino a poco tempo fa, stampanti 3D così precise erano in gran parte confinate all'industria automobilistica e aerospaziale a causa dei costi superiori a $ 1 milione. Ma i prezzi sono diminuiti drasticamente negli ultimi dieci anni, rendere gli strumenti più disponibili per la scienza, disse Wilking.

La sua squadra, che è co-diretto da Matthew Fields, direttore del Centro per l'ingegneria dei biofilm della MSU, utilizzerà lo strumento per costruire minuscole griglie di batteri e studiare le interazioni dei microbi.

Tutte le forme di vita, se termiti in un tumulo di terra o erbe nella prateria, assemblare per eseguire funzioni di base, Campi ha detto, e non è diverso per i biofilm, che sono comunità microbiche che si strutturano in sottili, stuoie viscide. Lo studio dei biofilm è una sfida perché queste strutture sono spesso spontanee, mutevole e situato in sistemi viventi come il corpo umano.

Wilking "è realizzare strumenti che ci permettano di controllare la struttura, e possiamo vedere come ciò influisca sulla funzione, "disse Campi, che ha studiato una vasta gamma di biofilm per decenni come professore nel Dipartimento di Microbiologia e Immunologia del College of Agriculture e College of Letters and Science della MSU. L'uso di stampanti 3D ha il potenziale per generare importanti scoperte nella comprensione da parte degli scienziati di come funzionano i biofilm, Egli ha detto.

Ad esempio, la stampante 3D potrebbe congelare sezioni alternate di un liquido infuso con un tipo di batteri, quindi gelificare le sezioni rimanenti con un altro batterio, creando una scacchiera che imiterebbe il modo in cui i microbi si assemblano in modo simbiotico per scambiare sostanze nutritive.

Scott McCalla, professore assistente presso il Dipartimento di Scienze Matematiche del Collegio di Lettere e Scienze, utilizzerà modelli matematici sofisticati per studiare i modelli che i batteri formano man mano che crescono all'interno della matrice costruita, potenzialmente portando a ulteriori approfondimenti sul comportamento dei microbi. I modelli matematici 3D avanzati sono un campo relativamente nuovo, Egli ha detto.

Wilking ha detto di aver guardato con impazienza per anni mentre i pezzi si univano per rendere possibile l'attuale progetto. La borsa di studio dell'esercito è la più grande conferma che sia giunto il momento del concetto di ricerca, Egli ha detto.

"Questi sono i progetti più interessanti, quelli che soddisfano la curiosità e avvantaggiano la società, " Egli ha detto.