С самого момента появления 3D-принтера ученые пытались с его помощью создать замену уникальным природным материалам — например, таким как карбонат кальция. Он легкий, прочный и при этом пористый, что позволяет интегрировать в него различные объекты или ввести дополнительные вещества. Увы, именно поэтому его невозможно воспроизвести при помощи классических технологий с экструзией геля, содержащего нужные минералы.
Швейцарские ученые из EPFL пошли иным путем, создав «живой» материал – комбинацию полимерного геля и бактерий Sporosarcina pasteurii. Биоматеиал получил название «BactoInk», он представляет желеобразную структуру, которую можно при помощи 3D-принтера превратить в нужное изделие. Секрет в том, что полученное вещество пористое, в нем каждая колония бактерий занимает свою ячейку, что позволяет сохранять нужную трехмерную структуру.
Изначально вещество мягкое и податливое, но после обработки мочевиной бактерии начинают производить карбонат кальция, который встраивается в стенки ячеек. Происходит замена мягкого геля на твердый каркас, после чего заготовка помещается в раствор этанола, который убивает бактерии. Промытая и высушенная деталь готова к использованию.
Содержание карбоната кальция в таком материале достигает 90%, он практически идентичен по физическим характеристикам природным аналогам. Использование 3D-печати позволяет создавать формы произвольной конфигурации, поэтому можно «напечатать» недостающий фрагмент кости для имплантации, каркас для выращивания кораллов или создать замену утраченной части статуи.