活体纹身：基因工程细菌实现 3D 生物打印新突破
MIT 研究人员开发出一种对细胞敏感的薄型纹身，接触皮肤细胞即发光。纹身墨水由水凝胶与营养混合物组成，可维持细胞存活；打印分辨率达 30 微米。原型呈树形透明贴片，分区对应不同化学物质，接触皮肤中特定化合物时相应区域亮起。
前人研究回顾
刺激响应材料研究已超十年，如化学传感器、自组装机器人等。3D 打印普及降价后成为实验常用手段。但哺乳动物细胞难以承受 3D 打印的紫外交联、挤出剪切力等恶劣条件（脂质双层结构易破裂死亡）。相比之下，细菌细胞壁坚韧，兼容多种水凝胶（聚合物-水材料，医用广泛），更适合作为活性墨水载体。
新型活性响应墨水
团队利用基因编程细菌细胞，制备含水凝胶与营养液的生物墨水，可感知环境化学物、污染物及温度、pH 微小变化。工程菌株可对四种信号化学物质响应，产生绿色荧光蛋白（GFP）或分泌化学物质，信号分子在水凝胶中自由扩散。纯 Pluronic F127 双丙烯酸酯胶束生物墨水经紫外交联稳定于打印后堆积态。
研究者还建立数学模型，预测 3D 打印结构内不同条件下的细胞互作，为他人设计响应性活体材料提供指导。墨水打印分辨率约 30 μm，可轻松实现金字塔状分析物-传感器连接。多墨水 3D 打印结合 GFP 荧光输出可构建多种逻辑门。测试中将图案打印于弹性体贴至涂有化学物的皮肤上，数小时内树形图案不同分区随细菌接触化学刺激相继亮起。细菌间亦可通讯：接收特定信号后荧光发光。
实验还在双水凝胶丝层叠结构中验证细菌通讯：接触并接收特定信号后发光。
未来展望
近期目标：打印可穿戴活体计算平台，集成多种细胞实现类晶体管的信号传递；开发可编程缓释给药系统与化学传感器。
工业技术