Wetenschappers creëren kunstmatige spinnenzijde die wonden kan genezen. Dit soort zijde, geproduceerd door micro-organismen, wordt tot een verband geweven en kan wonden bij muizen effectief behandelen. De zijde is sterk en biocompatibel en kan voor toekomstige medische doeleinden worden gebruikt.
Het is weer tijd om te versieren voor Halloween en het huis is gevuld met griezelige dingen, zoals klassieke polyester spinnenwebben. Wetenschappers die in ACSNano publiceren, hebben echter hun eigen versie van kunstmatige spinnenzijde gemaakt - een versie gemaakt van eiwitten die wonden geneest in plaats van gasten bang te maken. De synthetische zijde was duurzaam genoeg om tot verbanden te worden geweven en behandelde met succes gewrichtsblessures en huidlaesies bij muizen.
Spinzijde is een van de sterkste materialen op aarde, technisch gezien sterker dan staal vanwege zijn formaat. Dit materiaal is echter moeilijk te verkrijgen en spinnen zijn te territoriaal en te agressief om zich in groepen zoals zijderupsen voort te planten, wat ertoe heeft geleid dat wetenschappers hun toevlucht hebben genomen tot kunstmatige methoden.
Micro-organismen leren spinnenzijde-eiwitten te produceren door middel van genetische manipulatie is één optie, maar dit is een uitdaging gebleken omdat de eiwitten de neiging hebben aan elkaar te plakken, waardoor de zijdeproductie afneemt. Daarom hopen Gao Bingbing en collega's de natuurlijke eiwitsequentie te wijzigen en micro-organismen te gebruiken om een spinnenzijde te ontwerpen die gemakkelijk te spinnen maar toch stabiel is.
Het team gebruikte deze microben eerst om zijdeproteïnen te produceren en voegde extra peptiden toe. Het nieuwe peptide volgt een patroon dat wordt aangetroffen in de amyloïde-eiwitsequentie en helpt de rayon-eiwitten een geordende structuur te vormen terwijl ze vouwen, waardoor wordt voorkomen dat ze in oplossing aan elkaar blijven kleven en zo de opbrengst toeneemt.
De onderzoekers gebruikten vervolgens een reeks kleine holle naalden die aan het mondstuk van een 3D-printer waren bevestigd om de eiwitoplossing in dunne filamenten in de lucht te trekken en deze tot dikkere vezels te spinnen. Het apparaat lijkt op een gigantische kunstmatige spin die zijn web draait.
Vervolgens geweven ze de rayonvezels tot prototypes van wondverbanden voor gebruik bij muizen met chronische wonden veroorzaakt door artrose, een degeneratieve gewrichtsziekte en diabetes. Het team ontdekte dat deze aangepaste verbanden de wondgenezing beter bevorderden dan traditionele verbanden.
Vergeleken met de controlegroep die neutrale verbanden gebruikte, vertoonden muizen met artrose verminderde zwelling en herstel van de weefselstructuur na 2 weken behandeling, terwijl diabetische muizen met huidlaesies een significante wondgenezing vertoonden na 16 dagen behandeling met soortgelijke verbanden. De onderzoekers zeiden dat dit nieuwe zijden verband biocompatibel en biologisch afbreekbaar is en naar verwachting in de toekomst op medisch gebied zal worden gebruikt.
DOI:10.1021/acsnano.4c08557
Samengesteld uit /ScitechDaily