Alors que l'enthousiasme grandit pour l'impression 3D, salué par les amateurs et l'industrie de haute technologie comme une nouvelle frontière dans la création de produits personnalisés, des chercheurs de la Montana State University utilisent la technologie dans un autre but :étudier les bactéries.

Soutenu par 679 $, 000 bourse de l'aile de recherche de l'armée américaine, la recherche pourrait conduire à de nouvelles informations sur la façon dont les communautés microbiennes s'assemblent pour créer des infections résistantes aux antibiotiques sur les implants de la hanche ou éliminer la pollution des eaux souterraines, entre autres.

"C'est exitant, " a déclaré James Wilking, co-responsable du projet, professeur adjoint au Département de génie chimique et biologique du Norm Asbjornson College of Engineering de la MSU. "Nous repoussons les limites de cette technologie."

Le projet surfe sur une vague d'avancées récentes dans les imprimantes 3D qui utilisent des lasers pour figer les liquides à base d'eau. Le résultat, selon Wilking, est des objets qui ont la consistance de Jell-O et une résolution d'un micron, soit environ 50 fois plus petit que la largeur d'un cheveu humain.

Jusque récemment, des imprimantes 3D aussi précises étaient en grande partie confinées aux industries automobile et aérospatiale en raison de coûts dépassant 1 million de dollars. Mais les prix ont chuté de façon spectaculaire au cours de la dernière décennie, rendre les outils plus disponibles pour la science, dit Wilking.

Son équipe, qui est codirigé par Matthew Fields, directeur du Centre d'ingénierie des biofilms de la MSU, utilisera l'outil pour construire de minuscules grilles de bactéries et étudier les interactions des microbes.

Toutes formes de vie, qu'il s'agisse de termites dans un monticule de terre ou d'herbes dans la prairie, assembler pour exécuter des fonctions de base, Les champs ont dit, et ce n'est pas différent pour les biofilms, qui sont des communautés microbiennes qui se structurent en minces, tapis visqueux. L'étude des biofilms est un défi car ces structures sont souvent spontanées, en constante évolution et situé dans des systèmes vivants comme le corps humain.

Wilking « fabrique des outils qui nous permettent de contrôler la structure, et nous pouvons voir comment cela affecte la fonction, " dit Champs, qui a étudié un large éventail de biofilms pendant des décennies en tant que professeur au département de microbiologie et d'immunologie du Collège d'agriculture et du Collège des lettres et des sciences de MSU. L'utilisation d'imprimantes 3D a le potentiel de générer des avancées majeures dans la compréhension des scientifiques du fonctionnement des biofilms, il a dit.

Par exemple, l'imprimante 3D pourrait figer des sections alternées d'un liquide infusé avec un type de bactérie, puis gélifier les sections restantes avec une autre bactérie, créer un damier qui imiterait la façon dont les microbes s'assemblent en symbiose pour échanger des nutriments.

Scott McCalla, professeur adjoint au Département des sciences mathématiques de la Faculté des lettres et des sciences, utilisera une modélisation mathématique sophistiquée pour étudier les modèles que les bactéries forment à mesure qu'elles se développent dans la matrice construite, potentiellement conduire à d'autres informations sur le comportement des microbes. Les modèles mathématiques 3D avancés sont un domaine relativement nouveau, il a dit.

Wilking a déclaré qu'il avait observé avec impatience pendant des années que les pièces se réunissaient pour rendre le projet actuel possible. La subvention de l'armée est la plus grande confirmation à ce jour que le temps du concept de recherche est venu, il a dit.

"Ce sont les projets les plus intéressants, ceux qui satisfont la curiosité et profitent à la société, " il a dit.