Os pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) conseguiram com sucesso a impressão em 3D de células vivas que convertem a glicose em etanol e gás carbônico (CO2).
Os micróbios são frequentemente usados para converter fontes de carbono em produtos químicos valiosos de produtos finais que têm aplicações na indústria de alimentos, produção de biocombustíveis, tratamento de resíduos e biorremediação. Segundo os pesquisadores, o uso de micróbios vivos em vez de catalisadores inorgânicos tem vantagens de condições de reação moderadas, autorregeneração, baixo custo e especificidade catalítica.
A impressão 3D de células vivas pode auxiliar na pesquisa de comportamentos microbianos, comunicação, interação com o microambiente e para novos biorreatores com alta produtividade volumétrica. As geometrias foram projetadas exclusivamente para permitir que as células convertessem glicose em etanol e CO2 de forma muito eficiente e semelhante a como a levedura por si só pode ser usada para fazer cerveja. Habilitadas por este novo material bio-ink, as estruturas impressas em 3D são autossustentáveis, com alta resolução, densidade de células sintonizáveis, grande escala, alta atividade catalítica e viabilidade a longo prazo.
A pesquisa foi publicada como um artigo da ACS Editors ‘Choice na revista Nano Letters. “Esta é a primeira demonstração de células vivas imobilizadas em impressão 3-D para criar reatores químicos”, disse o engenheiro Duoss, co-autor do artigo. “Essa abordagem promete tornar a produção de etanol mais rápida, barata, mais limpa e mais eficiente. Agora estamos ampliando o conceito explorando outras reações, incluindo a combinação de micróbios impressos com reatores químicos mais tradicionais para criar sistemas ‘híbridos’ que desbloqueiam novos possibilidades. “
____ english version ____
RESEARCHERS PRINT LIVE CELLS THAT CONVERT GLUCOSE IN ETHANOL AND CO2
Researchers at Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) have successfully succeeded in the 3D printing of live cells that convert glucose to ethanol and carbon dioxide (CO2).
Microbes are often used to convert carbon sources into valuable chemicals from end products that have applications in the food industry, biofuel production, waste treatment and bioremediation. According to the researchers, the use of live microbes instead of inorganic catalysts has advantages of moderate reaction conditions, self-regeneration, low cost and catalytic specificity.
3D printing of living cells can aid in the research of microbial behaviors, communication, interaction with the microenvironment and for new bioreactors with high volumetric productivity. The geometries were designed exclusively to allow cells to convert glucose into ethanol and CO2 very efficiently and similar to how yeast itself can be used to make beer. Enabled by this new bio-ink material, 3D-printed structures are self-sustaining, with high resolution, tunable cell density, large scale, high catalytic activity and long-term viability.
The research was published as an ACS Editors’ Choice article in the journal Nano Letters. “This is the first demonstration of living cells immobilized in 3-D printing to create chemical reactors,” said engineer Duoss, co-author of the article. “This approach promises to make ethanol production faster, cheaper, cleaner and more efficient. We are now expanding the concept by exploring other reactions, including combining printed microbes with more traditional chemical reactors to create ‘hybrid’ systems that unlock new possibilities . “
