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Ein Forscherteam der Technischen Universität Delft (TU Delft) hat ein neuartiges 3D-Bioprinting-Verfahren eingesetzt, um ein lebendes “Kunst-Blatt”-Material aus Algenzellen herzustellen.
In den letzten Jahren wird immer häufiger mit lebenden Materialien experimentiert. Derzeit wird ein solches Material durch die Integration von lebenden biologischen Zellen in nicht-lebende Hüllen oder Matrizen hergestellt. Die mechanische Robustheit und funktionelle Leistung stößt jedoch oft auf Grenzen. Aus diesem Grund hat das Delfter Team neue Wege gewählt.
Mikroalgen wurden direkt in eine nicht lebende bakterielle Zellulose (eine organische Ausscheidungsverbindung, die von Bakterien produziert wird) 3D-gedruckt, um ein robustes und flexibles Material zu schaffen, das zur Photosynthese fähig ist. Das Verfahren verleiht diesem lebenden Material viele Vorteile. So gibt es eine hohe Festigkeit, Zähigkeit, Flexibilität und Robustheit.
Die gedruckten Materialien können mindestens 3 Tage lang ohne Nährstoffe stabil überleben. Die Lebensdauer kann weiter verlängert werden, indem das Material innerhalb des Zeitraums an eine frische Nährstoffquelle übertragen wird. Diese Biodrucke können wiederverwendet und erweitert werden, um weitere lebende Materialien zu drucken. Die Herstellung der gedruckten lebenden Materialien kann leicht hochskaliert werden (bis zu ≥70 cm × 20 cm), was ihre potenziellen Produktanwendungen wie künstliche Blätter, photosynthetische Biokleidung und Klebeetiketten verdeutlicht.
Eine Hauptanwendung sehen die Forscher auch im Weltraum. Mit den künstlichen Pflanzen kann Energie sowie auch Sauerstoff produziert werden ohne, dass tatsächlich Pflanzen wachsen müssen. Damit könnten sie zukünftig auch für Kolonien auf dem Mars oder in Raumstationen verwendet werden.
Weitere Details der Studie finden Sie in dem Paper mit dem Titel “Bioprinting of Regenerative Photosynthetic Living Materials“. Sie wurde von Marie-Eve Aubin-Tam et al. verfasst.
