À medida que aumenta o entusiasmo pela impressão 3D, saudado por amadores e pela indústria de alta tecnologia como uma nova fronteira na criação de produtos personalizados, pesquisadores da Montana State University estão usando a tecnologia para outro propósito:estudar bactérias.

Apoiado por $ 679, 000 bolsas da ala de pesquisa do Exército dos EUA, a pesquisa pode levar a novos insights sobre como as comunidades microbianas se reúnem para criar infecções resistentes a antibióticos em implantes de quadril ou remover a poluição das águas subterrâneas, entre outras coisas.

"É emocionante, "disse o co-líder do projeto James Wilking, professor assistente do Departamento de Engenharia Química e Biológica da Norm Asbjornson College of Engineering da MSU. "Estamos empurrando os limites dessa tecnologia."

O projeto está aproveitando uma onda de avanços recentes em impressoras 3-D que usam lasers para congelar líquidos à base de água. O resultado, de acordo com Wilking, são objetos que têm a consistência de Jell-O e resolução de um mícron - cerca de 50 vezes menor que a largura de um cabelo humano.

Até recentemente, essas impressoras 3D precisas estavam em grande parte confinadas às indústrias automotiva e aeroespacial por causa dos custos que ultrapassavam US $ 1 milhão. Mas os preços caíram drasticamente na última década, tornando as ferramentas mais disponíveis para a ciência, Wilking disse.

O time dele, que é co-liderado por Matthew Fields, diretor do Centro de Engenharia de Biofilme da MSU, usará a ferramenta para construir minúsculas grades de bactérias e estudar as interações dos micróbios.

Todas as formas de vida, sejam cupins em um monte de terra ou gramíneas na pradaria, montar para executar funções básicas, Fields disse, e não é diferente para biofilmes, que são comunidades microbianas que se estruturam em finas, esteiras viscosas. Estudar biofilmes é um desafio porque essas estruturas são frequentemente espontâneas, em constante mutação e situado em sistemas vivos como o corpo humano.

Wilking "está fazendo ferramentas que nos permitem controlar a estrutura, e podemos ver como isso afeta a função, "disse Fields, que estudou uma ampla gama de biofilmes por décadas como professor do Departamento de Microbiologia e Imunologia da Faculdade de Agricultura e da Faculdade de Letras e Ciências da MSU. O uso de impressoras 3-D tem o potencial de gerar avanços importantes na compreensão dos cientistas sobre como funcionam os biofilmes, ele disse.

Por exemplo, a impressora 3-D poderia congelar seções alternadas de um líquido infundido com um tipo de bactéria, em seguida, gelifique as seções restantes com outra bactéria, criando um tabuleiro de xadrez que imitaria como os micróbios se reúnem simbioticamente para trocar nutrientes.

Scott McCalla, professor assistente do Departamento de Ciências Matemáticas da Faculdade de Letras e Ciências, usará modelagem matemática sofisticada para estudar os padrões que as bactérias formam à medida que crescem dentro da matriz construída, potencialmente levando a novas percepções sobre o comportamento dos micróbios. Modelos matemáticos 3-D avançados são um campo relativamente novo, ele disse.

Wilking disse que observou ansiosamente durante anos como as peças se juntaram para tornar o projeto atual possível. O subsídio do Exército é a maior confirmação de que chegou a hora do conceito de pesquisa, ele disse.

"Estes são os projetos mais interessantes, os que satisfazem a curiosidade e beneficiam a sociedade, " ele disse.