3D-печать для создания биопленок

По мнению исследователей из Университета штата Монтана, изменение интерактивной среды биопленки может стать альтернативой использованию агрессивных химических продуктов для лечения патогенных бактерий. 

Результаты исследования были представлены на ежегодной конференции Montana Biofilm Meeting в Бозмене 12-14 июля, на которой исследователи и отраслевые партнеры собираются для обсуждения последних достижений в области науки о биопленках. Доктор Пол Штурман, профессор-исследователь и промышленный координатор Центра разработки биопленок, прокомментировал, что крупные игроки отрасли, такие как Procter & Gamble и 3M, проявляют интерес к разработке новых методов контроля биопленок.

Исследователи из Университета штата Монтана разработали устройство для 3D-печати, которое воспроизводит микробную мозаику и тем самым позволяет изучать новые и инновационные методы обработки биопленок. Кэтрин Цимлих, докторант университетского центра биопленочной инженерии, говорит, что исследование подтверждает гипотезу о том, что изменение среды биопленки может стать альтернативой использованию химических веществ для лечения патогенных бактерий в динамической среде биопленки.

Кэтрин Цимлих и ее коллега-исследователь Айзек Торнтон, докторант по машиностроению, потратили два года на разработку и тестирование устройства для 3D-печати, которое может создавать сетки из отдельных бактерий в гидрогеле. Достижения в технологии 3D-печати позволили исследователям составить карту микробов, обнаруженных в каплях жидкой гидрогелевой смолы, и использовать лазерный свет для создания элементарной биопленки из смолы.

«До сих пор Цимлих и Торнтон использовали только один вид бактерий, но, используя 3D-принтер для выполнения нескольких проходов, каждый с разным видом или штаммом бактерий, они могли бы начать создавать более сложные и многослойные биопленки, встречающиеся в природе», — говорится в пресс-релизе. Добавляя флуоресцентный краситель к бактериям, исследователи могут наблюдать за микробами с помощью специализированных микроскопов, что позволяет изучать взаимодействия, происходящие между клетками.

«Даже самые простые системы биопленки сложны», — сказала Цимлих. «Это как лес, полный разнообразия. Чтобы увидеть, как это разнообразие развивается и поддерживается, нам нужны новые инструменты», — добавила она.

Университет подчеркнул тот факт, что динамическая среда биопленки может способствовать повышению устойчивости микробов к традиционным методам лечения. Исследование, проведенное профессором университета, исследователем биопленок, доктором Филом Стюартом, показало, что тип бактерий, вызывающих раневые инфекции, устойчив к антибиотикам из-за того, что клетки на нижнем уровне биопленки отрезаны от кислорода и других соединений. Это приводит к тому, что клетки впадают в спячку, а их биология изменяется настолько, что препарат становится неэффективным.

Цимлих прокомментировала: «Тот факт, что существует потенциал для лечения этих патогенных бактерий путем изменения интерактивной среды биопленки вместо того, чтобы пытаться использовать агрессивные химические продукты, становится все более очевидным».