สิ่งของที่ทำด้วย ‘หมึกที่มีชีวิต’ สามารถทำเวชภัณฑ์หรือน้ำที่ปนเปื้อนได้
หมึกพิมพ์ 3 มิติชนิดใหม่มีส่วนประกอบพิเศษคือ เว็บสล็อตแท้แบคทีเรียที่มีชีวิต วัสดุที่ทำด้วย “หมึกที่มีชีวิต”นี้สามารถช่วยทำความสะอาดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เก็บเกี่ยวพลังงานผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง หรือช่วยสร้างเวชภัณฑ์ นักวิจัยรายงานออนไลน์ในวันที่ 1 ธันวาคมในScience Advances
การศึกษานี้ “แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าแบคทีเรียที่พิมพ์ 3 มิติสามารถสร้างวัสดุที่มีประโยชน์ได้” แอนน์ เมเยอร์ นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟต์ ประเทศเนเธอร์แลนด์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้กล่าว
หมึกพิมพ์ที่ปรุงใหม่นี้เป็นส่วนผสมของพอลิเมอร์ที่เรียกว่าไฮโดรเจลที่ผสมกับแบคทีเรียและสารอาหารที่ช่วยให้เซลล์แบคทีเรียเติบโตและสืบพันธุ์ ในที่สุด แบคทีเรียก็ใช้อาหารที่มีอยู่แล้วทั้งหมด ผู้เขียนร่วมการศึกษา Manuel Schaffner นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุของ ETH Zurich กล่าว แต่หมึกมีรูพรุน ดังนั้นการจุ่มโครงสร้างที่พิมพ์ 3 มิติลงในน้ำซุปมากขึ้นจึงสามารถบรรจุสารอาหารเข้าไปใหม่ได้ เขากล่าว
ชาฟฟ์เนอร์และเพื่อนร่วมงานพิมพ์ตารางที่ฝังด้วยแบคทีเรียสายพันธุ์Pseudomonas putidaซึ่งกินสารเคมีอันตรายฟีนอล เมื่อนักวิจัยวางโครงตาข่ายนี้ลงในน้ำที่ปนเปื้อนฟีนอล แบคทีเรียจะทำให้น้ำบริสุทธิ์ภายในเวลาเพียงไม่กี่วัน
“ผลลัพธ์นี้มีนัยสำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติ [เพื่อ] ทำความสะอาดสารเคมีที่เป็นพิษ” เมเยอร์กล่าว ตะแกรงที่บรรจุแบคทีเรียชนิดต่างๆ ที่หิวโหยสารเคมีสามารถสร้างตัวกรองน้ำแบบพิเศษหรือช่วยทำความสะอาดคราบน้ำมันได้ และต่างจากแบคทีเรียที่ลอยได้อิสระ เซลล์ที่ถูกขังอยู่ในตารางสามมิติสามารถดึงออกจากน้ำที่ทำความสะอาดแล้วและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในที่อื่น
แต่โครงตาข่ายที่พิมพ์สำหรับการศึกษานี้มีขนาดกว้างเพียงเซ็นติเมตร
ชี้ให้เห็น Jürgen Groll นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุแห่งมหาวิทยาลัย Würzburg ในเยอรมนีไม่เกี่ยวข้องกับงานนี้ ดังนั้น “การขยายขนาดจะเป็นปัญหาจริงๆ หากคุณต้องการปรับใช้สิ่งเหล่านี้ ในเชิงพาณิชย์”
งานพิมพ์ 3 มิติที่เติมแบคทีเรียยังสามารถผลิตเซลลูโลสของแบคทีเรีย ซึ่งเป็นสารเจลาตินที่ใช้ทำแผล โดยทั่วไปแล้วแบคทีเรียเซลลูโลสจะโตเป็นแผ่น แต่ “ลองนึกดูว่าคุณมีแผลไหม้ที่ข้อศอกไหม” ชาฟฟ์เนอร์กล่าว “คุณพยายามพันทิชชู่เปียกและแบนๆ ไว้รอบๆ บริเวณนี้ เพราะมันง่ายที่จะหลุดออกมา” กลุ่มของเซลลูโลสที่ปลูกบนโครงสร้างที่พิมพ์ 3 มิติสามารถจับคู่กับรูปทรงของส่วนต่างๆ ของร่างกายได้อย่างแม่นยำ ลดความเสี่ยงที่สารปนเปื้อนจะติดอยู่ใต้ริ้วรอยในเซลลูโลสหรือวัสดุลอกออก
นักวิจัยได้สาธิตแนวคิดนี้โดยผสมชุดของหมึกที่เจือด้วยแบคทีเรียAcetobacter xylinum ที่ผลิตเซลลูโลส และพิมพ์แผ่นปะให้เป็นรูปหน้าตุ๊กตาอย่างแม่นยำ ทิ้งวัสดุไว้ในภาชนะที่ปิดสนิทเป็นเวลาสองสามวัน “ผลิตฟิล์มเซลลูโลสอย่างดีบนโครงสร้างที่พิมพ์” ผู้ร่วมวิจัย Patrick Rühs นักวิทยาศาสตร์ด้านอาหารจาก ETH Zurich กล่าว
แบคทีเรียสามารถดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิตโปรตีนต่างๆ และสารอื่นๆ ที่มนุษย์ต้องการ ดังนั้นวัสดุจากแบคทีเรียที่พิมพ์ 3 มิติจึงอาจมีประโยชน์ทางการแพทย์หลายอย่างเช่นกัน Groll จินตนาการถึง “ผ้าพันแผลอัจฉริยะ” ชนิดหนึ่ง เช่น ผสมกับแบคทีเรียที่หลั่งยาเพื่อเร่งการรักษา
Stephen Jay Gould นักบรรพชีวินวิทยาผู้ล่วงลับ ให้ความเห็นเกี่ยวกับความฉลาดของมนุษย์ในแง่มุมนี้ในผลงานชิ้นโบแดงของเขาThe Structure of Evolutionary Theory เขาคิดว่าการคิดแบบแบ่งขั้วเป็น “ความผิดพลาดทางจิตใจโดยทั่วไปของตรรกะขององค์กรที่เข้าใจง่ายเกินไป … อาจถูกกำหนดโดยโครงสร้างที่ลึกล้ำของจิตใจมนุษย์”
Gould อ้างถึงมุมมองของนักมานุษยวิทยาชาวฝรั่งเศส Claude Lévi-Strauss ว่า “สมองของมนุษย์ทำงานได้ดีที่สุดในฐานะเครื่องแบ่งแยกส่วนในระดับเดียว” แต่ยังไม่ค่อยเข้าใจถึงความแตกต่างและความสัมพันธ์ระหว่างระบบที่มีปฏิสัมพันธ์หลายระดับ ดังนั้น ดูเหมือนว่ามนุษยชาติที่ไร้ความสามารถที่จะรับมือกับปัญหาต่างๆ ในปัจจุบันอย่างชาญฉลาดนั้น เกิดขึ้นจากต้นกำเนิดของความฉลาดทางสติปัญญาในการแสวงหาอาหาร ซึ่งสะท้อนให้เห็นในการแบ่งส่วนพื้นฐาน ดังที่ Lévi-Strauss เองได้ตั้งข้อสังเกตถึงตัวอาหารเอง นั่นคือ ดิบและปรุงสุก
เชื้อโรคที่คุณพกติดตัวเช่นเดียวกับชาวเมืองและคนในตัวเมือง ชุมชนแบคทีเรียต่างๆ จะนั่งเล่นบนโทรศัพท์มือถือและรองเท้าของคุณ นักวิทยาศาสตร์จาก Home Microbiome Study ได้ทำการกวาดพื้นรองเท้าและโทรศัพท์ของนักข่าวประมาณ 30 คน (รวมทั้งจากScience News ) ในเดือนกุมภาพันธ์ที่การประชุม AAAS ในแวนคูเวอร์ นักวิจัยพบโปรไฟล์แบคทีเรียที่คล้ายคลึงกันในนักข่าว ซึ่งรวมถึงสองประเภทที่ปกติพบในลำคอซึ่งดูเหมือนจะชอบโทรศัพท์มือถือมากกว่าเว็บสล็อตแท้
