近年來，水體富營養化對水生態平衡和人類健康造成危害。固定化微生物技術是利用物理或化學方法將游離微生物細胞限制在一定空間區域內，既能免受流水沖刷流失、可重復循環利用，又能保持生物活性，有效去除水體中的污染物，但因現有材料及制作方法的限制而未得到廣泛應用。
3D生物打印技術是依托信息技術、精密機械以及材料科學等多學科發展起來的尖端技術。它可將生物材料、活細胞、活細菌等生物體、進行逐層定位來組裝成復雜的三維活性體，并能實現不同的功能組件進行空間的組裝，為固定化微生物提供了新思路。然而，制備出具有環境污染物修復功能的3D打印微生物結構功能體未得到充分研究。
中國科學院城市環境研究所環境生物技術研究團隊與福建物質結構研究所研究員吳立新團隊合作，開發出新型含有異養硝化細菌的新型雙網絡交聯PEGDA-藻酸鹽-PVA-納米粘土（PAPN）的高分子微生物3D打印墨水。科研人員利用擠出式3D打印技術，打印了具有去除污水中氨氮的PAPN細菌活性功能體。該3D打印生物活性功能體可在12 h內有效去除污水中96.2±1.3%氨氮，且在模擬常溫無培養基的運輸模式下保存168 h后，仍保持去除氨氮的微生物活性，具有環境友好、可定制化制備、重復利用等優勢。這將提升3D生物打印在水污染治理等方面的應用潛力。
相關研究成果以Material extrusion-based 3D printing for the fabrication of bacteria into functional biomaterials: the case study of ammonia removal application為題，發表在Additive Manufacturing上。研究工作得到城市環境所、福建物構所融合發展基金的支持。
光固化3D打印微生物活性結構功能體及其在污水處理中的應用
