罗切斯特大学微生物学家团队成功将一台 Ender 3 FDM 3D 打印机改装为用于工程化活体材料（ELM）研究的 3D 生物打印机。这台设备造价仅 450 美元，而传统生物打印机价格通常超过 10 万美元，大幅降低了 ELM 研究门槛。
相关研究成果已发表在《ACS 应用聚合物材料》期刊上。论文指出，尽管合成生物学与 3D 生物打印技术推动了 ELM 发展，但高昂的硬件成本及设备维持结构能力的不足限制了进一步进展。为此，研究人员利用开源硬件搭建了一台负担得起的 3D 生物打印机，并自制支撑浆料以解决结构维持难题。
低成本改装方案
该团队保留了 Ender 3 的主体结构，核心改动在于将打印头替换为定制组件。新打印头安装了 3D 打印的 PETG 部件，配合带有活塞机制的 10 mL 玻璃 Luer-lock 注射器，精确控制材料的挤出与回退。
其工作流程与传统 3D 打印高度兼容：使用 SolidWorks 创建 CAD 模型，导出为 STL 文件后在 Slic3r 中切片。针对 0.254 毫米针头，研究人员调整了 Slic3r 设置，将挤出倍数降至 0.004，在 23 mm/s 的打印速度下实现了 2 mL/h 的稳定流速。
生物墨水与支撑体系
不同于传统耗材，该方案采用细菌与海藻酸钠混合物作为“生物墨水”。打印过程中，材料被沉积在两种支撑介质中：琼脂糖或明胶凝胶。支撑浆料富含钙离子，能诱导海藻酸链交联，形成包裹活细菌的固体结构。
- 琼脂糖：适用于长期培养，打印出的 ELM 可存活四周或更久；
- 明胶：用于制作可提取的打印件。
虽然 ELM 的应用不限于细菌，但该研究主要以细菌为例，探索其在抗菌治疗、塑料降解、废水处理及结构性细菌纤维素（如可降解塑料替代品）等领域的潜力。随着研究成本的降低，ELM 领域的发展有望加速，未来甚至可能出现专用于 FDM 打印机的基于细菌的生物塑料耗材。