Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Sztuczny pajęczy jedwab w materiałach medycznych nowej generacji
Sztuczny pajęczy jedwab w materiałach medycznych nowej generacji

Na Halloween ludzie będą ozdabiać swoje domy poliestrowymi pajęczynami – tanimi, wszechobecnymi i służącymi wyłącznie w celu dekoracji. Naukowcy z ACS Nano natomiast stworzyli własną wersję sztucznego pajęczego jedwabiu, ale ten składa się z białek i leczy rany, zamiast ozdabiać korytarze i okna. Jedwab, wyprodukowany przy użyciu mikrobów, został wpleciony w bandaże, które skutecznie leczyły rany u myszy. Jedwab jest mocny, biokompatybilny i może być wykorzystywany w przyszłych zastosowaniach medycznych.

 

Jedwab pajęczy słynie z niesamowitego stosunku wytrzymałości do wagi, przewyższając pod tym względem nawet stal! Pozyskiwanie naturalnego jedwabiu pajęczego okazało się jednak niepraktyczne ze względu na terytorialną i kanibalistyczną naturę pająków. Doprowadziło to naukowców do poszukiwania sztucznych alternatyw. Poprzednie próby produkcji białek jedwabiu pajęczego poprzez inżynierię genetyczną napotykały na znaczące przeszkody. Tendencja białek do sklejania się zmniejszała wydajność i utrudniała proces przędzenia. Aby temu zaradzić, Bingbing Gao i współpracownicy przyjęli nowatorskie podejście do modyfikacji sekwencji naturalnego białka. Zespół najpierw wykorzystał mikroby do produkcji białek jedwabiu, dodając peptydy. Nowe białka, zgodnie ze wzorem znalezionym w sekwencji protein polipeptydów amyloidu, pomogły sztucznym białkom jedwabiu utworzyć uporządkowaną strukturę po złożeniu i zapobiegły ich sklejaniu się w roztworze, zwiększając ich wydajność. Następnie, przy użyciu szeregu maleńkich, wydrążonych igieł przymocowanych do dyszy drukarki 3D, naukowcy wciągnęli roztwór białka w cienkie pasma w powietrzu i skręcili je razem w grubsze włókno. Ta konfiguracja działała jak gigantyczny sztuczny pająk przędzący swoją sieć.

Kolejno badacze wpletli sztuczne włókna jedwabiu w prototypowe opatrunki na rany, które zastosowali u myszy z chorobą zwyrodnieniową stawów i przewlekłymi ranami spowodowanymi cukrzycą. Do opatrunków można było łatwo dodawać leki, a zespół odkrył, że te zmodyfikowane opatrunki przyspieszyły gojenie się ran lepiej niż tradycyjne bandaże. W porównaniu z grupą kontrolną z neutralnymi opatrunkami myszy z chorobą zwyrodnieniową stawów miały zauważalnie zmniejszony obrzęk i naprawioną strukturę tkanki po dwóch tygodniach leczenia, podczas gdy myszy z cukrzycą ze zmianami skórnymi leczonymi podobnym opatrunkiem wykazywały znaczne gojenie się ran po 16 dniach leczenia. Nowe jedwabne opatrunki są biokompatybilne i biodegradowalne, a naukowcy twierdzą, że są one obiecujące dla przyszłych zastosowań w medycynie. – Wierzymy, że sztuczny jedwab pajęczy oparty na dokładnej strategii przędzenia zapewni wysoce wydajny sposób konstruowania i modulowania nowej generacji inteligentnych materiałów – mówi prof. Trine Bilde z Uniwersytetu w Aarhus.

Źródła

1. Baoyang Lin, Bingbing Gao, Meng Wei, Shuhuan Li, Qian Zhou, Bingfang He. Overexpressed Artificial Spidroin Based Microneedle Spinneret for 3D Air Spinning of Hybrid Spider Silk. ACS Nano 2024 18 (37), 25778-25794.

2. https://www.independent.co.uk/tech/spider-web-silk-wounds-medical-b2618603.html

Fot. https://unsplash.com/photos/brown-and-black-spider-on-web-FgauF0UHTLA

KOMENTARZE
news

<Kwiecień 2024>

pnwtśrczptsbnd
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
2
3
4
5
Newsletter