Nghiên cứu vi khuẩn nhờ công nghệ in 3D

Vi khuẩn thường là các sinh vật rất năng động. Chúng tập trung trong các cộng đồng đa dạng về hình thể, liên tục tương tác, kết hợp với “anh em” của chúng cũng như các vi khuẩn cùng loại.

Những tương tác này có thể biến vi khuẩn trở nên nguy hiểm hơn, độc hơn họăc tăng khả năng đề kháng các loại kháng sinh mà con người tạo ra. Nay, bằng công nghệ in 3D, các nhà khoa học có thể hiểu được cách thức mà chúng phát triển.

Kỹ thuật này cũng không khác gì công nghệ in 3D từ trước đến nay nhưng thay vì in mô hình vi khuẩn, các nhà khoa học tạo ra các khuông với gelatin - nơi các cộng đồng vi khuẩn có thể sinh sản. Các khuông này có thể được thiết kế ở bất kỳ hình dạng 3 chiều nào, từ hình kim tự tháp đến mô hình gồm nhiều hình cầu nối với nhau. GS sinh hóa học Jason Shear thuộc ĐH Austin, Texas - Mỹ, cho biết với công nghệ in 3D, chúng ta sẽ biết đặc tính, hình dáng, cách hoạt động… của các loại vi khuẩn dễ dàng hơn.

Với công nghệ in 3D, các nhà khoa học đã có thể tạo ra các loại vi khuẩn với nhiều kích cỡ và hình dáng khác nhau (Nguồn: Jason B. Shear & PNAS)

Những cộng đồng vi khuẩn sống chung thành một nhóm là một yếu tố quan trọng để chúng có thể phát triển khả năng đề kháng. Trong nhiều trường hợp, các cộng đồng này củng cố cấu trúc của chúng bằng một lớp màng sinh học, làm cho các tác động của kháng sinh và hệ miễn dịch của con người không thể phá vỡ.

Một ví dụ điển hình nguy hiểm là các vi khuẩn gây bệnh viêm xơ nang trong phổi, chúng thường có thể bị ngăn chặn bởi kháng sinh nhưng các nhóm vi khuẩn đã hình thành lớp màng bảo vệ và như vậy chúng vẫn sẽ sống sót và chực chờ bùng phát bệnh một lần nữa. Trung bình, các bệnh nhân bị nhiễm bệnh viêm xơ nang chỉ có thể sống đến 30 tuổi.

Với công nghệ in ra các khuông 3D để vi khuẩn phát triển, các nhà khoa học sẽ không chỉ biết được bằng cách nào các loại màng sinh học được hình thành mà họ sẽ còn tìm cách để có thể phá vỡ các lớp màng này để tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn.

Hiện công nghệ tạo khuông 3D cho vi khuẩn vẫn còn rất đắt đỏ. Ngoài việc tìm cách hạ giá thành công nghệ này, các nhà khoa học hy vọng với đà phát triển nhanh chóng của công nghệ in 3D, các lọai thiết bị in 3D cũng sẽ giảm dần giá thành nghiên cứu.