活体材料（Living materials）是近几年材料科学和生物学交叉融合领域被关注的重点。这类材料旨在挖掘生物细胞的功能性来实现传统材料无法或者难以完成的任务，比如生物催化、生物修复、生物医学应用等；同时基质材料的加入（比如水凝胶材料或是其他无机杂化材料等）给细胞提供了一种固定化的策略，能够稳定生物过程和提高生物转化效率，并实现材料的循环使用。然而，如何控制生物细胞的时空分布，最大化提高生物过程的效率依然是一个亟需解决的难题。

近期，南京工业大学材料化学工程国家重点实验室的余子夷、陈苏教授团队在Small上发表题为“Dual-network reinforced bioinks for 3D printing of biocatalytic living materials”的研究论文，将一种新双网络高分子细胞载体用于微生物的固定化并用作生物墨水，利用生物3D打印设备（EFL团队提供）制备具有生物催化功能的活体材料。该活体材料不仅可以强化微生物的化学品制造能力，还可以利用菌-藻共生的多细胞体系吸收空气中的二氧化碳用于生物修复，对探索微生物固碳和实现碳中和目标提供了一个技术选择。

该方法利用透明质酸作为起始材料，对其进行了两次化学修饰：一是半胱氨酸-苯丙氨酸二肽分子，二是甲基丙烯酸。利用葫芦[8]脲（CB[8]）大环分子与二肽之间的主客体组装，该材料先进行一次物理交联，从液态转变成为粘弹性固体，并能够被挤出式3D打印机加工成任意的三维结构。当材料成型之后，经过紫外照射，引发碳碳双键进行第二次交联，材料的机械性能提升利用此方法，功能微生物得到了固定化；同时，3D打印带来了材料更高的比表面积，提高了传质效率，从而增强了整个活体材料的生物催化效果。除此之外，利用3D打印技术可以在空间上调控细胞的分布，为研究微生物共生提供了一个有力的工具。

综上所述，该工作利用动态化学以及双交联网络的方法，成功开发了一种新的可打印的生物墨水，制造了在微尺度空间固定微生物和构建多细胞共生的生物活体材料，实现了生物催化的强化。利用3D打印技术，提高了整个材料的传质效果，和传统的大块材料相比，显著提高了材料的生物催化效果。同时，该材料还具有可循环性，并且在低温或者冻干的保存条件下依然保持了良好的催化活性。这项工作为探索新的生物相容性良好的可打印生物墨水提供了一个新的突破。

来源：南极熊3D打印网 https://www.nanjixiong.com/thread-151199-1-1.html

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