Genetikailag programozott élő sejtekből álló „tintával” működő 3D nyomtatótechnikát dolgoztak ki az MIT (Massachusetts Institute of Technology) Gépészmérnöki Karán. A sejtek különféle ingerekre világítani kezdenek. Hidrogéllel és tápanyagokkal keverve nyomtathatók rétegről rétegre, míg végül háromdimenziós interaktív szerkezeteket és eszközöket formáznak. Bőrre ragasztva ugyanezek a vegyületek lépnek működésbe, és a fát formáló minta megfelelő része világítani kezd.
A kutatók szerint technikájukkal „aktív” anyagok gyárthatók magunkon viselhető (wearable) szenzorokhoz és interaktív kijelzőkhöz, gyógyszerkapszulákhoz, sebészeti beültetésekhez. Később „élő komputerek” szintén fejleszthetők lesznek velük. A sejtek érzékelnék a környezet vegyi, szennyező anyagait, a pH-értékek és a hőmérséklet változását, és úgy továbbítanának jeleket egymásnak, mint a tranzisztorok egy mikrochipen.
A csoport az adott 3D szerkezeten belüli sejtek (különböző feltételek melletti) egymás közötti interakcióit előrejelző modellt is kidolgozott. A modell reagens (responsive) élő anyagok tervezésére használható. Az utóbbi években több ilyennel kísérleteztek 3D nyomtatótintákhoz: „hőmérséklet-érzékeny” polimerekkel próbáltak például hőmérsékletre reagáló alakváltó, vagy a fényviszonyok függvényében összezsugorodó/kitáguló tárgyakat printelni.
A biomérnökökkel együttműködő kutatók rájöttek, hogy élő sejtek, különösen a géntervezéssel készültek szintén képesek különféle ingerekre reagálni. Nem ők az egyetlenek, mások emlőssejtekkel próbálkoztak – kevés sikerrel. Az emlőssejtek túl vékonyak és törékenyek voltak, el is pusztultak nyomtatás közben.
Az MIT-s csoport baktériumokban azonosított egy keményebb és a legtöbb hidrogéllel kompatibilis sejttípust. A hidrogél azért kell, mert megfelelő „vizes” környezetet biztosít. Teszteken a (3D nyomtatásra is) legideálisabb hidrogélt szintén azonosították.
A „3D gyár munkásaiként” dolgozó bakteriális sejteket úgy tervezték, hogy különféle ingerekre fényt bocsássanak ki, majd a baktériumokból, a hidrogélből és tápanyagokból elkészítették a tinta „receptjét”, ügyelve, hogy a sejtek és funkcióik is megmaradjanak.
Kiderült, hogy a tinta működik, és nagyfelbontásban nyomtathatnak vele. Minden egyes printelt réteg néhány sejtet tartalmaz, és akár átlagos gépen is relatíve nagy – több centiméteres – szerkezetek készíthetők belőle.
Bemutatóként a hidrogél és a sejtek keverékéből elasztomer rétegre nyomtattak egy faformájú mintát. Az utómunkálatokat követően ultraviola sugárzásnak tették ki, majd az átlátszó elasztomert (az élő mintákkal) bőrre ragasztották. A tesztalany tenyerére többféle vegyületet tettek, és amikor a baktériumok észlelték a megfelelő ingereket, fényt bocsátottak ki magukból.
