Batteri della stampa 3D per studiare la motilità e la crescita in complessi supporti porosi 3D

I batteri sono ubiquitari in ambienti complessi, tridimensionali e porosi come tessuti biologici e gel, suoli e sedimenti sotterranei. Qui sviluppiamo un metodo per stampare in 3D dense colonie di batteri in matrici di idrogel granulare inceppate per studiarne la crescita e la motilità in ambienti complessi. Gli studi hanno rivelato differenze precedentemente sconosciute nelle caratteristiche di diffusione dei batteri che abitano ambienti porosi rispetto a quelli delle colture liquide su superfici piane.

Lo sviluppo dell'utilizzo di matrici granulari di idrogel costituite da particelle di idrogel biocompatibili inceppate gonfiate in coltura batterica liquida come piastre di Petri porose per confinare le cellule in 3D. Gli studi precedenti erano limitati a piccoli volumi di campione di circa un ml, e quindi brevi scale temporali sperimentali, ed erano anche limitati nella loro capacità di definire geometrie di inoculi con un'elevata risoluzione spaziale. Abbiamo stabilito che le caratteristiche di diffusione cellulare dei batteri dipendono dalla dimensione dei pori e dalla motilità della cellula.