Загальні

Нове дослідження використовує павук-шовк для лікування кісток


Шовк-павук - одне з найміцніших і найдовговічніших природних творінь навколо. Команда біоінженерів створила спосіб використати силу шовкового павука для відновлення зламаних кісток.

Команда з Університету штату Коннектикут використовувала шовкові волокна, щоб створити новий біологічно розкладається композит, спеціально для відновлення несучих кісток, таких як ті, що знаходяться в нозі.

Дослідники сподіваються, що їх створення може обійти традиційні головні болі та ускладнення, які виникають разом із загоєнням основних кісток. Найчастіше лікарі, яким доручали встановити та закріпити несучі кістки, встановлюють металеві пластини, щоб зростити кістки назад. Поки метал утримує кістки на місці, деякі метали можуть вимивати іони в інші тканини. Це призводить до роздратування і часто більше ускладнень, ніж спочатку була перерва.

Професор UConn Мей Вей хотіла компенсувати ці проблеми і запропонувати свої знання в галузі матеріалознавства та біомедичної техніки для вирішення цих проблем. Вей використовував білок, що міститься в більшості павукових шовків, який називається шовковий фіброїн - нерозчинний білок, який допомагає павукам і молі створювати такі міцні шовки з високою міцністю на розрив.

Хоча творіння Вей викликає похвалу серед своїх однолітків, вона знає, що вона та її партнери-дослідники можуть ще більше вдосконалити процес, використовуючи шовковий фіброїн.

"Наші результати дійсно високі з точки зору міцності та гнучкості, але ми відчуваємо, що якщо ми зможемо змусити кожен компонент робити те, що ми хочемо, ми можемо стати ще вищими", - сказав Вей, який також виконує функції Інженерної школи доцент з наукових досліджень та аспірантури.

Шовковий фіброїн застосовувався і в інших проектах. У 2016 році його використовували для збільшення терміну придатності фруктів як унікальне харчове покриття. Він також використовувався для регенерації тканин завдяки гарній біосумісності з клітинами ссавців. Поки медична спільнота знає про силу фіброїну шовку роками, Вей та її команда першими намагаються створити щільний полімерний композит із білковими структурами.

Вей знала, що для того, щоб її проект досяг успіху, їй потрібно створити найкращий засіб для зцілення, який би кинув виклик традиційному встановленню кісток - особливо для несучих кісток.

Вей співпрацював з доцентом UConn Діаньюном Чжаном, який працює професором машинобудування. Вей довелося виготовити композит, який був одночасно міцним і жорстким, але не надто щільним, щоб він обмежував ріст кісток. Композит також повинен бути гнучким, щоб пацієнти могли зберігати природний діапазон рухів, на відміну від жорсткості, яка часто виникає при інших формах встановлення кісток.

Одна з найкращих частин фіброїну шовку в порівнянні з металевою пластиною на ніжці? Композит починає руйнуватися через рік перебування на місці. Подальша операція, необхідна для видалення речовини після загоєння великої кістки.

Вей, Чжан та інші члени команди розпочали випробування похідних композиції фіброїну шовку. Вони поєднують білок з іншими композитами, щоб отримати більш міцну речовину, яка може мати більшу вагу.


Перегляньте відео: Як працює Spotify (Січень 2022).