Cercetătorii au creat „mătasea de păianjen” care vindecă rănile diabetice

Inspirată de minunea naturală a păianjenilor, o echipă de cercetători de la Universitatea Tehnologică Nanjing (China) a creat „mătasea de păianjen” care vindecă rănile diabetice și repară încheieturile.

Cercetătorii au țesut mătase artificială pentru a crea bandaje medicale rezistente. Echipa afirmă că „mătasea de păianjen” care vindecă rănile este puternică, stabilă și ușor de produs. „Noile bandaje din mătase sunt biocompatibile și biodegradabile, iar cercetătorii susțin că acestea au un mare potențial pentru aplicații viitoare în medicină”, se arată într-un comunicat de presă.

În raport cu dimensiunea sa, mătasea de păianjen are o rezistență la rupere excepțională, mai mare decât oțelul.

Din păcate, păianjenii sunt teritoriali și predispuși la canibalism, ceea ce face ca reproducerea la scară largă să fie impracticabilă, spre deosebire de viermii de mătase. Prin urmare, oamenii de știință s-au concentrat pe crearea unor alternative sintetice. O metodă pentru a produce mătase artificială implică modificarea genetică a microorganismelor pentru a produce proteinele de mătase de păianjen. Totuși, aceste proteine tind să se aglomereze, ceea ce împiedică procesul de producție și reduce randamentul general al mătăsii.

Cum a fost creată „mătasea de păianjen” care vindecă rănile?

În acest nou studiu, echipa a folosit o secvență proteică modificată a mătăsii de păianjen, combinată cu peptide speciale. Proteinele de mătase au fost produse folosind organisme microbiene. Aceste peptide au fost concepute pe baza unui model găsit în polipeptidele amiloide, un tip de proteină cunoscută pentru capacitatea sa de a forma structuri organizate, scrie Interesting Engineering.

„Noile peptide, urmând un model găsit în secvența proteică a polipeptidelor amiloide, au ajutat proteinele de mătase artificială să formeze o structură ordonată atunci când se pliau și au împiedicat aglomerarea lor în soluție, crescând randamentul”, au explicat autorii.

Pe scurt, peptidele adăugate au acționat ca un fel de schelet molecular, ajutând proteinele de mătase artificială să formeze o structură stabilă. Acest lucru a dus la o producție mai mare de material.

Cercetătorii au folosit o imprimantă 3D echipată cu un ansamblu de ace mici și goale. Soluția proteică a fost trecută prin aceste ace, creând fire subțiri în aer. Aceste fire au fost apoi împletite pentru a forma o fibră mai groasă, imitând procesul de țesere a unei pânze de păianjen.

Firele de mătase artificială au fost țesute în bandaje experimentale pentru răni.

Cum s-a comportat noul tip de mătase în teste?

Pentru a testa potențialul de vindecare al acestor mătăsuri artificiale, cercetătorii au aplicat bandaje pe bază de proteine pe șoareci cu osteoartrită și răni cronice cauzate de diabet. Echipa a încorporat, de asemenea, medicamente în aceste bandaje pentru a accelera procesul de vindecare.

„Echipa a descoperit că aceste bandaje modificate au accelerat vindecarea rănilor mai bine decât bandajele tradiționale”, a notat comunicatul de presă.

Șoarecii cu osteoartrită, tratați cu bandaje pe bază de proteine, au prezentat reducerea inflamațiilor și o îmbunătățire a reparației țesuturilor după două săptămâni, în comparație cu un grup de control tratat cu bandaje neutre. De asemenea, șoarecii diabetici cu leziuni ale pielii au demonstrat o vindecare semnificativă a rănilor în decurs de 16 zile de la utilizarea acestor noi bandaje.

Acest progres are potențialul de a îmbunătăți îngrijirea rănilor. Interesant este că aceste bandaje biodegradabile din mătase pot fi personalizate cu diverse tratamente medicamentoase.

Într-un alt progres inspirat de mătasea de păianjen, cercetătorii au anunțat recent dezvoltarea unei metode pentru a crea senzori adaptabili și ecologici. Aceștia pot fi aplicați discret pe suprafețe biologice, precum degete sau petalele florilor.

Descoperirile au fost publicate în revista ACS Nano.

Vă recomandăm să citiți și:

Test de cultură generală. De ce căscăm?

Un studiu dezvăluie unde „trăiește” dragostea în creier

Henrietta Lacks, mama medicinei moderne. Celulele nemuritoare care au schimbat lumea

Mitocondriile „aruncă” ADN în creier și ne fură ani buni din viață