海德堡研究人员利用微藻开发环保型 3D 打印油墨

微藻，如 Odontella aurita 和 Tetraselmis striata，正在成为生产用于 3D 激光打印的环保材料的宝贵资源。由海德堡大学分子系统工程与先进材料研究所 （IMSEAM） 的 Eva Blasco 教授博士领导的一个国际研究团队成功开发了源自这些微藻的创新生物墨水。这些生物墨水能够精确制造复杂、生物相容性的 3D 微结构，在制造 3D 细胞培养的植入物和支架方面具有潜在应用价值。

微藻：3D 打印的可持续来源

3D 激光打印，尤其是双光子 3D 激光打印，以其能够以极高的精度制造复杂的微米和纳米级结构而闻名。传统上，该工艺依赖于石化基聚合物作为主要油墨材料。然而，这些聚合物带来了环境挑战，例如导致化石燃料消耗、温室气体排放和含有有毒成分。

微藻提供了一种更可持续的选择。它们的快速生长、培养过程中的 CO2 固定以及天然的生物相容性使其成为生产环保材料的理想选择。尽管有这些优势，但到目前为止，微藻在基于光的 3D 打印中在很大程度上被忽视了。

Blasco 教授的研究团队在大分子化学、材料科学和 3D 纳米制造的交叉领域工作，通过从微藻中提取适合高分辨率 3D 激光打印的生物相容性材料取得了突破。他们专注于两个物种，*Odontella aurita* 和 *Tetraselmis striata*，它们以甘油三酯形式的高脂质含量而闻名。这些甘油三酯被提取并用丙烯酸酯功能化，以便在光照射下快速固化。微藻中存在的绿色颜料充当天然光引发剂，触发将墨水固化成三维结构所需的化学反应。

推进生物相容性 3D 打印

这项研究最重要的成就之一是消除了传统油墨中常见的潜在有毒添加剂。“通过这种方式，我们避免了使用潜在有毒的添加剂，就像传统油墨中使用的光引发剂一样，”该研究的第一作者、Blasco 教授团队的博士生 Clara Vazquez-Martel 解释说。

使用新开发的微藻基墨水，该团队成功制作了各种具有复杂特征的 3D 微结构，包括悬垂的屋顶和空腔。然后在细胞培养实验中测试这些结构的生物相容性。结果令人印象深刻，在 3D 微支架上培养的细胞在 24 小时内观察到近 100% 的存活率。

Blasco 教授强调了他们发现的更广泛意义，他说：“我们的结果不仅为更可持续的光 3D 打印开辟了新的可能性，还为生命科学应用开辟了新的可能性——从 3D 细胞培养到生物相容性植入物。

该研究已发表在 Advanced Materials 上，可在此处获取。