Синтетический паутинный шёлк ― революционный материал в области медицины

Как и многие чудеса природы, паутинный шёлк обладает удивительными свойствами, превосходя созданные людьми материалы. Он обладает одинаковой прочностью при растяжении  со сталью. При этом его удельная масса составляет всего 1/6 от массы стали. /epochtimes.ru/

Паутинный шёлк обладает огромным потенциалом в разных областях, особенно в медицине. Но пауков нельзя разводить, как шелкопрядов.  Однако хирургам больше не стоит огорчаться из-за этого: учёные недавно создали искусственный паутинный шёлк. Для этого они использовали генетически модифицированные бактерии.

В недавнем номере Nature Communications учёные объяснили двухэтапный процесс создания синтетического паутинного шёлка. Сначала они изменили бактерию на генном уровне, чтобы она смогла вырабатывать белок, из которых состоит паутинный шёлк. Затем они запустили материал в микроструйные каналы, имитирующие прядильный орган паука.

«Это удивительное изобретение, ― сказал Хуацзянь Гао, профессор инженерии в Университете Брауна, не участвовавший в разработке, ― это может стать прорывом в изучении шёлкоподобных материалов в инженерных целях».

Прочный и одновременно эластичный синтетичный паутинный шёлк идеально подходит для хирургии, как для наложения швов, так и для поддержания тканей донорского органа при трансплантации.

Синтетический шёлк обладает прочностью благодаря молекулярным связям, образующимся при правильном выстраивании белков. Гидрофобные и гидрофильные белки растворяют в воде, а затем выталкивают по каналам искусственного прядильного органа сквозь отверстие. На выходе получается материал более прочный, чем исходное вещество.

На создание белка ушло несколько месяцев, в ходе которых учёные проводили компьютерные симуляции различных молекулярных соединений, пока не добились необходимой прочности.

Однако на данный момент искусственный паутинный шёлк уступает по прочности натуральному. Но учёные надеются, что со временем смогут создать синтетический аналог, который превзойдёт натуральный материал по всем параметрам.

Помимо медицины синтетический шёлк может найти применение в инженерии и авиакосмической промышленности, где «лёгкий вес имеет ключевое значение», считает Гао.

Версия на английском