ACS Nano: Искусственную паутину превратят в медицинские материалы

Ученые работают над созданием искусственной паутины, которая не только выглядит устрашающе, но и может сыграть важную роль в медицине, помогая в лечении ран.

Паучий шёлк — это один из самых прочных материалов на Земле. Его прочность в десятки раз превышает прочность стали, если брать во внимание одинаковые размеры. Однако добыть его довольно сложно. Пауки крайне территориальны и каннибалы, что делает их разведение нецелесообразным, в отличие от более «дружелюбных» тутовых шелкопрядов. Поэтому ученые обращают внимание на искусственные способы получения этого уникального материала.

Одним из инновационных направлений является использование генной инженерии для обучения микробов производить протеины паучьего шёлка. Однако эта задача сопряжена с определенными трудностями: протеины имеют тенденцию слипаться, что значительно уменьшает выход конечного продукта. Чтобы справиться с этой проблемой, команда под руководством Бингбинга Гао решила изменить естественные последовательности протеинов, вводя в них новые пептиды, которые повторяли структуры амилоидных полипептидов. Это решение позволило избежать слипаний и увеличило количество получаемого шёлка.

Преобразованный белковый раствор затем вытягивался в тонкие нити с помощью устройства, напоминающего гигантского искусственного паука, плетущего свою паутину. Используя крошечные полые иглы, прикрепленные к соплу 3D-принтера, исследователи смогли скрутить нити в более толстое волокно, создавая тем самым основу для новых медицинских повязок.

Первоначальные эксперименты показали удивительные результаты. Прототипы повязок из искусственного шёлка были наложены на мышей с остеоартритом и с хроническими ранами, вызванными диабетом. Важно, что эти повязки легко адаптировались для введения лекарственных препаратов. Результаты оказались многообещающими: за две недели лечения у мышей с остеоартритом снизился отёк и восстановилась структура тканей. У мышей с диабетом, которым была наложена аналогичная повязка, через 16 дней наблюдали значительное заживление ран.

Кроме того, новые шелковистые повязки обладают биоразлагаемыми и биосовместимыми свойствами, что делает их еще более привлекательными для медицинского использования.

Ранее «ЭкоПравда» информировала о том, что инвазивные черви псевдобама Амага были найдены на юге США.