15
Наукові співробітники розробили синтетичний павуковий шовк, що має здатність загоювати рани. Цей шовк був отриманий за допомогою мікроорганізмів і використаний у бинтах, які успішно лікували травми у мишей. Його відрізняє висока міцність і біосумісність, що передбачає можливість використання в медичних цілях у майбутньому.
Павуковий шовк вважається одним із найміцніших матеріалів на Землі, технічно він міцніший за сталь для матеріалу такого розміру. Однак його видобуток ускладнюється тим, що павуки вкрай територіальні та можуть бути канібалами, що унеможливлює їх розведення як шовкопрядів. У зв’язку з цим вчені почали розглядати штучні методи отримання цього матеріалу.
Одним із таких методів є використання генної інженерії для того, щоб навчити мікроорганізми виробляти білки павукового шовку. Проте, це завдання виявилося непростим, оскільки білки мають тенденцію злипатися, що знижує ефективність виробництва. У результаті Бінбін Гао і його команда вирішили змінити структуру природних білків, щоб створити стабільний павуковий шовк, який можна було б легко прясти з використанням мікроорганізмів.
Вчені спочатку використовували мікроорганізми для виробництва білків шовку, додаючи до них додаткові пептиди. Ці пептиди, ґрунтуючись на певній послідовності в білках амілоїдів, сприяли утворенню впорядкованої структури штучних білків шовку під час згортання і запобігали їхньому зчепленню в розчині, що сприяло збільшенню їхнього виходу.
Після чого, за допомогою набору маленьких порожнистих голок, з’єднаних з насадкою 3D-принтера, дослідники витягли білковий розчин у тонкі нитки в повітрі та з’єднали їх у товстіше волокно. Ця установка функціонувала як великий штучний павук, що створює свою павутину.
Потім вчені створили прототипи пов’язок для загоєння ран, використовуючи штучні шовкові волокна, і протестували їх на мишах з остеоартритом (дегенеративним захворюванням суглобів) і хронічними ранами, викликаними діабетом. У ці пов’язки можна було легко додавати медикаменти, в результаті команда виявила, що такі модифіковані пов’язки сприяли загоєнню ран набагато краще, ніж традиційні бинти.
У групі мишей з остеоартритом, які отримали пов’язки, спостерігалося зниження набряку і поліпшення структури тканин через два тижні лікування порівняно з контрольною групою з нейтральними пов’язками. Водночас у мишей з діабетом і шкірними ушкодженнями, яким було накладено ці пов’язки, результати показали помітне загоєння через 16 днів.
Нові шовкові бинти вирізняються біосумісністю та біорозкладністю, що відкриває широкі можливості для їх використання в майбутньому медицини.
