Распечатанные на 3d-принтере бактерии раскроют секреты заболеваний

Распечатанные на 3d-принтере бактерии раскроют секреты заболеваний

Бактерии довольно часто считаются социальными организмами. Объединяясь в колонии разнообразных размеров и форм, они обмениваются информацией со собственными сородичами а также с другими видами бактерий.

Именно это сотрудничество может иногда сделать их более смертоносными либо устойчивыми к действию антибиотиков.

Сейчас же колонии бактерий, которым при помощи трехмерного принтера придается нужная форма, разрешат возможность разобраться, как развиваются кое-какие инфекции, устойчивые к антибиотикам. Новая разработка базируется на способах, подобных тем, что употребляются для коммерческих 3D-принтеров – выдавливается пластик, что делается базой для бактериальной питательной среды на базе желатина.

Эти конструкции для обитания микробов возможно располагать фактически в любой трехмерной фигуре, таковой как пирамиды и положенные сферы.

«Мы ищем ответы на разные вопросы, к примеру, сколько бактерий нужно объединить, формы и какого размера должны быть эти кластеры, дабы такая микроколония начала вести себя в противном случае, чем отдельные клетки», — говорит исследователь Джейсон Шир, биохимии и профессор химии из Техасского университета в Остине, США. В этом вопросе на помощь смогут прийти технологии трехмерной печати.

Смертоносные кластеры

Формирование кластеров бактерий имеет особую важность, поскольку сгруппированные микробы довольно часто ведут себя не так, как отдельные клетки. В некоторых случаях бактерии кроме того склеиваются и закрепляются на поверхности при помощи липкого вещества, создавая биопленки с высокой устойчивостью к иммунной совокупности либо к действию антибиотиков.

Налет, что снимает с зубов стоматолог, — это и имеется биопленка, которая может содержать десятки взаимодействующих видов бактерий.

Более смертоносны биопленки, каковые формируются в легких больных, страдающих респираторным заболеванием называющиеся муковисцидоз. Антибиотики смогут остановить разрозненные бактерии, вызывающие заразу у таких больных, но остаются нетронутыми биопленки на легочной ткани, готовые выкинуть новую порцию блуждающих бактерий.

Результатом, по словам Джейсона Шира, делается повторяющаяся зараза, а лечение довольно часто делается фатальным для клиента. По статистике люди, страдающие муковисцидозом, гибнут в возрасте до сорока лет.

Знания о биопленках и других колониях микроорганизмов очень серьёзны для поиска способов преодоления бактериальной преграды, но грубо говоря разработки для этого еще не использовались, отмечает Шир.

Печать бактерий

В данной сфере на помощь исследователям может прийти трехмерная печать. Для начала Шир и его сотрудники вносили бактериальные клетки в желатиновую смесь.

После этого ее покинули остыть и затвердеть, что похоже на производство желатиновых конфет, лишь вместо фруктов в кусочках желатина плавали бактериальные клетки.

После этого, применяя лазер, ученые вырезали капсулы около вольно плавающих бактерий. Луч лазера заставляет молекулы желатина надежно связываться.

В то время, когда оказавшиеся капсулы нагревают, большинство желатина тает, но обработанные лазером территории остаются нетронутыми, создавая укрытие, где может развиваться бактерия.

Для доказательства действенности способа Шир и его сотрудники создали сферы с Staphylococcus aureus – распространенной бактерией, которая вызывает пищевые отравления и кожные инфекции. Ученые окружили бактерии Staph слоем вторых простых бактерий, Pseudomonas aeruginosa.

Последние – это патогенные микробы, которых возможно довольно часто обнаружить медицинском оборудовании.

Исследователи подвергли эти сферы с бактериями действию антибиотика ампициллина. Обнаружилось, что 80 процентов бактерий Staph выжили, будучи окруженными микробами Pseudomonas.

В сравнении, только 40 процентов Staph выстояли по окончании антибиотика в окружении безлюдных оболочек. Защита, разумеется, позвана свойством Pseudomonas создавать вещества, защищающие бактерий.

В отличие от генетической устойчивости к препаратам, которую покупают бактерии при чрезмерном приеме антибиотиков, такая общинная устойчивость зависит от структуры колонии. В случае если защитная стенки из Pseudomonas исчезает, то бактерии Staph снова становятся уязвимыми действию антибиотиков.

Оборудование, применяемое для колоний бактерий желаемой формы, достаточно дорогое, говорит Джейсон Шир, но ученые трудятся над поиском альтернатив, таких как более недорогие лазеры.

«Как и при с коммерческой трехмерной печатью, думаю, существует большая вероятность того, что цена оборудования существенно снизится», — уверен ученый.

Источник: Livescience

Элемент бампера авто напечатанный на 3D принтере


Читать также:

Читайте также: