När entusiasmen växer för 3D-utskrift, hyllas av amatörer och högteknologisk industri som en ny gräns i skapandet av anpassade produkter, forskare vid Montana State University använder tekniken för ett annat syfte:att studera bakterier.

Stöds av $ 679, 000 bidrag från den amerikanska arméns forskningsflyg, forskningen kan leda till nya insikter om hur mikrobiella samhällen samlas för att skapa antibiotikaresistenta infektioner på höftimplantat eller ta bort föroreningar från grundvatten, bland annat.

"Det är spännande, "sa projektledare James Wilking, biträdande professor vid Institutionen för kemisk och biologisk teknik vid MSU:s Norm Asbjornson Engineering College. "Vi skjuter gränserna för denna teknik."

Projektet åker på en våg av de senaste framstegen inom 3D-skrivare som använder lasrar för att stelna vattenbaserade vätskor. Resultatet, enligt Wilking, är föremål som har konsistensen av Jell-O och upplösning på en mikron-ungefär 50 gånger mindre än bredden på ett människohår.

Tills nyligen, sådana exakta 3D-skrivare begränsades till stor del till bil- och rymdindustrin på grund av kostnader överstigande 1 miljon dollar. Men priserna har sjunkit dramatiskt under det senaste decenniet, göra verktygen mer tillgängliga för vetenskap, Sa Wilking.

Hans lag, som leds av Matthew Fields, chef för MSU:s Center for Biofilm Engineering, kommer att använda verktyget för att konstruera små bakterier och studera mikrobernas interaktioner.

Alla former av liv, om det är termiter i en jordhög eller gräs på prärien, montera för att utföra grundläggande funktioner, Fields sa, och det är inte annorlunda för biofilmer, som är mikrobiella samhällen som strukturerar sig i tunna, slemmiga mattor. Att studera biofilmer är en utmaning eftersom dessa strukturer ofta är spontana, ständigt föränderliga och ligger i levande system som människokroppen.

Wilking "gör verktyg som gör att vi kan styra strukturen, och vi kan se hur det påverkar funktionen, "sa Fields, som har studerat ett brett spektrum av biofilmer i decennier som professor vid Institutionen för mikrobiologi och immunologi vid MSU:s College of Agriculture och College of Letters and Science. Användningen av 3D-skrivare har potential att generera stora genombrott i forskarnas förståelse av hur biofilmer fungerar, han sa.

Till exempel, 3D-skrivaren kan stelna alternerande delar av en vätska infunderad med en typ av bakterier, gel sedan de återstående sektionerna med en annan bakterie, skapa en schackbräda som skulle efterlikna hur mikroberna samlas symbiotiskt för att utbyta näringsämnen.

Scott McCalla, biträdande professor vid institutionen för matematiska vetenskaper vid College of Letters and Science, kommer att använda sofistikerad matematisk modellering för att studera de mönster som bakterierna bildar när de växer inom den konstruerade matrisen, vilket kan leda till ytterligare insikter om mikrobernas beteende. Avancerade 3D-matematiska modeller är ett relativt nytt område, han sa.

Wilking sa att han har sett ivrigt i åratal när bitarna har gått ihop för att göra det aktuella projektet möjligt. Armébidraget är den största bekräftelsen ännu på att forskningskonceptets tid har kommit, han sa.

"Det här är de mest intressanta projekten, de som tillfredsställer nyfikenhet och gynnar samhället, " han sa.