2026年11月14日，罗切斯特大学的研究团队利用标准塑料3D打印机，开发出了一种低成本的DIY生物打印解决方案。通过替换挤出机并开发新型支撑凝胶，这台成本仅450美元（约合3000元）的设备成功打印出了超过100层的复杂活体结构，为生物材料和生物膜研究提供了一种经济高效的新工具。△相关研究已发表在《ACS应用聚合物材料》期刊上，研究题目为“用于复杂独立结构的支撑浆料中工程化活性材料的3D生物打印”（传送门）
用450美元打破科研门槛
利用3D打印技术制造的生物材料与生物组织类似，根据打印材料中包含的细菌种类，这种材料可以净化受污染的水或分解塑料等废弃物。然而，传统的商用3D生物打印机造价往往高达10万美元以上，且打印出的柔软形状在凝固前容易发生坍塌。
为了解决这个问题，罗切斯特大学生物系教授Anne S. Meyer领导的研究团队对一台普通的塑料3D打印机进行了改造。他们移除了原有的塑料丝挤出机，换上了一个注射泵来挤出生物墨水（一种将活细胞与聚合物溶液混合的特殊配方）。打印完成后，生物墨水会硬化成凝胶。秉持DIY精神，Meyer的实验室仅花费450美元就打造了这台定制生物打印机。所有部件均易于获取，相关搭建说明也已发布在GitHub平台上，方便其他科学家在该实验室中低成本复制。
突破“20层”限制的打印工艺
商用设备昂贵，而早期的DIY生物打印机通常只能打印不到20层的结构。Meyer团队对设备进行了升级，新装置不仅能在注射时进行同步回抽以防止边缘渗漏，从而打印出边缘清晰的锐利形状，还将打印高度提升到了100层以上。
Meyer表示：“这为制造具有高表面积体积比的结构提供了可能性，这样嵌入其中的细菌就能更有效地从环境中接收信号或营养物质，并能更快地将任何有用的产物分泌到周围环境中。”这是使用改良型3D打印机在氯化钙浆液中制作的原型水凝胶圆柱体。利用3D打印技术制造生物材料的优势之一在于，可以自由选择包含哪些细胞以及它们的最终形状
此外，研究团队还开发了一种名为“浆料”的支撑凝胶。生物打印机在这层凝胶中进行打印，凝胶不仅能支撑生物墨水，还能帮助快速凝固，且可在任何高度完成固化。团队制备了两种类型的浆液：一种便于打印完成后去除；另一种则专用于培养，使生物打印件中的微生物能在浆液中存活四周或更长时间。作为对比，在以往的方法中，打印的细菌大约9天后就开始死亡。
这种新型浆液和打印方法有望对生物膜的研究产生重大影响。生物膜是由细菌等微生物组成的三维群落，它们附着在表面上，对人类既可能有害也可能有益。Meyer指出，使用不同的培养方法，有助于“创造出具有更多生物膜特征的工程生物膜材料，从而可以研究和测试与医学相关的生物膜，或者获得具有更强机械性能的材料用于各种应用”。
来源：南极熊
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