Bio-inkten en levende materialen zijn al een tijdje in de ontwikkeling, maar de resultaten zijn vaak niet zo stabiel of stevig. Wil je zulk soort materialen ergens voor inzetten, dan moeten ze wel sterk genoeg zijn om gebruik te overleven.

De groep van Marie-Eve Aubin-Tam – werkzaam aan de Technische Universiteit Delft – heeft eind april een doorbraak op het gebied van levende materialen gerealiseerd. Zij gebruikten de alg Chlamydomonas reinhardtii, die ze mengden in een nieuwe soort hydrogelmatrix, gebaseerd op calciumalginaat. Deze mix konden ze vervolgens met een zelfgemaakte 3D-printer spuiten op een celluloseoppervlak dat ze bacteriën lieten maken.

Het levende materiaal dat zo ontstaat heeft interessante eigenschappen. Zo is het door de algen zelf-herstellend, recyclebaar en fotosynthetisch en door de bacteriële cellulose toch flexibel en stevig. Vooral dat laatste is een van de bioprintuitdagingen zie de groep heeft overwonnen.

Op een bedje van agar met extra koolstof en licht (fotomixotrofische condities) groeiden de algen in de hydrogel wel 28 dagen lang. Als je de voedingsstoffen weghaalt, blijft het materiaal minstens drie dagen leven, maar breng je het weer in contact met de nutriënten, dan verleng je de levensduur.

Stel dat het materiaal beschadigt, of je hebt het niet meer nodig, dan kun je de hydrogel recyclen en de algen opnieuw kweken. Zo zou je overal – zelfs in de ruimte, speculeren de onderzoekers – dit soort materialen kunnen maken, recyclen en toepassen.

Daarnaast hebben de onderzoekers het printen zelf goedkoper gemaakt. Waar eerdere bioprinters tussen de $ 5.000 en $ 250.000 kosten, was de Delftse bioprinter slechts $ 250. Alle materialen zijn verder biologisch afbreekbaar en milieuvriendelijk.

Als mogelijke toepassingen noemen Aubin-Tam en collega’s onder andere artificiële bladeren en fotosynthetische biokleding. Elvin Karana, een van de onderzoekers, besluit in een persbericht: ‘Wat als onze alledaagse producten zouden leven: zouden kunnen voelen, groeien, zich aanpassen en uiteindelijk sterven? Dit unieke samenwerkingsproject laat zien dat deze vraag verder gaat dan het domein van speculatief design.’

_{Balasubramanian, S. et al. (2021) Adv. Funct. Mater.}