Павутина павука-кругопряда надихнула на створення біосумісною нитки
Вивчення павутини призвело до відкриття, яке дозволить створити хірургічні шви і пластирі нового типу з включеними в них медикаментами. Новий синтетичний матеріал, подібний специфічного шовку, який виробляється павуком-кругопряди, був розроблений в Акронского університеті (США).
Павук-кругопряд в своїй павутинці (фото Gnissah / Wikimedia).
Павук-кругопряд, що представляє сімейство Araneidae, виплітає свої ловчі мережі у вигляді кола, додаючи до ниточках павутини невеликі клейкі кульки-потовщення. Якщо одного разу вранці відійти на пару кроків від павутини, вдихнути підбадьорливий свіже повітря, сповнитися романтичної тягою до прекрасного, то може здатися, що і не павутина це зовсім, а майстерно нанизані на найтонші ниточки бісер. Дійсно, подібний тип павутини в англомовній літературі прийнято називати BOAS (beads-on-a-string), буквально «бісер на нитці». Дослідники вважають, що відтворення подібної «конструкції» дозволить створити міцні і в той же час гнучкі шви, що містять медикаменти прямо в цих імпровізованих бісеринках.
Ідея розробки нової біосумісною нитки прийшла в вчені голови після грунтовної розмови з травматологами і фахівцями з реабілітаційної медицини, які поділилися своїми мріями про краще расходном матеріалі для накладення і загоєння швів - міцному, клейкою, багатофункціональному.
Результати цього дослідження стали широко відомі завдяки публікації в престижному фізико-хімічному журналі Langmuir.
За словами дослідників, репліка BOAS-павутини була отримана за допомогою максимально точного копіювання техніки самого павука. В роботі використовувалися принципи гідромеханіки, а також комерційно доступні матеріали, такі як нейлон, для створення копії павукової нитки. Крім того, для витягування настільки специфічних ниток з особливою морфологією спочатку треба було сконструювати відповідне обладнання.
Замість того щоб додавати клейкі «бісеринки» по одній, вчені рівномірно покрили всі нитки масою, яка, збираючись хвилями, трансформувалася в бісеринки з дуже розвиненою поверхнею, що і робило їх дуже клейкими. Самі бісеринки здатні утворювати структури, в яких можуть бути розміщені лікарські засоби, що забезпечило б їх доставку саме туди, де вони найпотрібніші. Діаметр і відстань між бісерінкамі контролювалися зміною швидкості, в`язкості і поверхневого натягу рідини (та сама гидромеханика в дії).
Клейкі бісеринки павутини (фото Dawkins R.A.).
Вченим представився шанс оцінити високі адгезійні властивості такої павутини, які створюються численними бісерінкамі з високою поверхневою енергією. Як виявилося, BOAS-морфологія істотно перевершує більш прості «рішення», що робить її надзвичайно вигідною для павука, незважаючи на те що за це доводиться платити більшою помітністю павутини. Це ж найбільше приваблює і медиків. Потенційно технологія може використовуватися не тільки в шовному матеріалі, де важлива підвищена Адгезійний, але і в різних стягають пов`язках і пластирах, які дозволили б взагалі обходитися без швів при не надто великих зовнішніх пошкодженнях. Не забудемо і про можливість розміщення антибіотика прямо в матеріалі шва, що різко скоротить дозування і збереже печінку пацієнта для довгого і щасливого життя.
Зараз дослідники стурбовані пошуком додаткового фінансування, з тим щоб довести технологію до стадії комерціалізації. За їх словами, завдяки простоті методики ніяких труднощів з отриманням продукту в промислових масштабах виникнути не повинно.
