Studententeam TU Delft print laagjes van bacteriën met 3D-printer

Met een 3D-printer gemaakt van K’NEX doet een studententeam van de TU Delft eind september mee aan iGEM, een wereldwijde studentenwedstrijd op het gebied van synthetische biologie. Met de printer maakt het team op een efficiënte wijze biofilms, laagjes met bacteriën. Deze kunnen dienen als testmateriaal voor onderzoek naar deze (soms) schadelijke laagjes, waarvan tandplak een bekend voorbeeld is.

De iGEM-competitie is een jaarlijkse, wereldwijde studentenwedstrijd op het gebied van de synthetische biologie. Het iGEM team van de TU Delft richt zich dit jaar op het 3D-printen van biofilms, dunne laagjes met bacteriën. Het team van negen studenten stopt de bacteriën simpel gezegd in een printer, die de bacteriën vervolgens in nette laagjes weer uitprint. Met hun printer (gemaakt van K’NEX) kunnen ze met behulp van een hydrogel de bacteriën in laagjes ’uitprinten’.

Het Delftse team richt zich specifiek op een snelle, reproduceerbare en goedkope manier om biofilms te printen. In de natuur produceren bacteriën, algen en schimmels deze biofilms. Ze bestaan uit laagjes micro-organismen die in clusters op een oppervlak leven, zoals bij tandplak. Binnen een biofilm is het (schadelijke) micro-organisme extra beschermd, bijvoorbeeld tegen antibiotica. De laagjes kunnen dus voorkomen dat antibiotica (of een andere stof) zijn werk doet. Biofilms zijn bovendien vaak lastig te verwijderen. Vandaar dat er veel wetenschappelijke en commerciële interesse is in (het bestrijden van) biofilms, bijvoorbeeld bij medische implantaten.

Het Delftse team zal bacteriën ontwerpen (modificeren) die zich aan elkaar kunnen verbinden door zogenoemde nanowires (zeer dunne ‘draadjes’), wat noodzakelijk is om een ‘mooie’ biofilm te maken. Vervolgens worden met een 3D-printer de biofilms geproduceerd, met daarin deze bacteriën. Het doel is een goedkope, geautomatiseerde, standaardmethode te creëren voor de productie van deze biofilms. Deze kunnen dan onder meer gebruikt worden als testplatform voor onderzoek in industriële en medische toepassingen.

Bijzonder in het project is de gebruikte printer. In eerste instantie dacht het team aan een inktjet-printer of een ‘echte’ 3D-printer. De eerste optie bleek technisch niet goed mogelijk en de tweede optie bleek te duur. Toen bedacht een van de teamleden dat er met het bekende speelgoedmateriaal K’NEX best zelf een printer te maken zou kunnen zijn. Na een succesvolle speurtocht naar een aantal ontbrekende onderdelen voor de printer, werd de K’NEX-printer inderdaad gerealiseerd. Hiermee kan het team inmiddels laagjes bacteriën in een hydrogel printen.