Шелковый имплантант

Шелк – из этой древней нити человечество скоро сможет выткать самые современные технологии. Последние открытия ученых показывают, что шелк несет новаторские решения в области медицины и техники.

Столетиями шелк превозносили за его прочность, легкость и красоту. Однако, до сих пор шелковые нити применялись только в текстильной промышленности. Сейчас исследователи обнаружили, что из кокона шелка можно получать чистый протеин, открывающий новые перспективы в целом ряде отраслей.

Например, ученые создали пластину с дифракционными оптическими свойствами, полностью состоящую из шелка. Для этого шелковый раствор наносится на нано-структурированную поверхность, высушивается на ней, выкристаллизовывается и сам принимает такую же структуру. Результат – шелковая пластина настолько эластична, что ее можно свернуть в рулончик. Эта разработка наверняка найдет широкое применение в современной технике.

«За последние годы шелковые материалы превратились из товаров текстильной промышленности в основу для целого ряда отраслевых технологий, причем высшего класса», - добавляют разработчики.

В своей последней публикации Каплан и Оменетто объясняют, что разработка гидрогелей, мембран, волокон и губок на основе шелка готовит путь для прогресса в фотонике, оптике, нанотехнологии, электронике, для создания новых концепций клеящих веществ и струйной техники нового поколения, и даже для появления «шелковых» костей и сухожилий. Секрет потенциала шелка как материала для интегрируемых в живой организм элементов – в его высокой экологичности. Ведь шелковые нити изготавливаются без применения токсических веществ, и весь процесс производства шелка абсолютно безопасен для природы и для человека. Так, Каплан и Оменетто считают, что скоро шелк найдет применение в производстве расщепляемых и эластичных дисплеев для сенсоров, которые благодаря своей экологической безвредности будут применяться в имплантируемых оптических системах для установления диагноза и лечения. Еще одна характеристика шелка, обеспечивающая его блестящее будущее в ультрасовременных технологиях – его высокая прочность.

Успехи в создании шелковой дифракционной оптики и имплантируемой электроники Каплан и Оменетто из Университета Джона Роджерса уже не раз демонстрировали на научных симпозиумах. Так, имплантанты на основе шелка могут использоваться для измерения концентрации в организме биомаркеров, например, инсулина. По истечении определенного времени такие имплантанты сами расщепляются, отбрасывая необходимость в хирургическом вмешательстве. Пытаясь разрешить загадку производства этого простого белкового волокна, ученые установили, что в создании шелковой нити задействованы и химия, и микробиология, и биофизика. Калан и Оменетто признаются, что они пытаются создать естественный шелк в лаборатории, чтобы получить источник материала, необходимого для их разработок.

Кроме того, ученые ищут способы регенерации естественных протеинов шелка. Так, шелк уже подвергали клонированию, создавали методом генетического биосинтеза с помощью грибов, растений, млекопитающих и генетически модифицированных шелкопрядов. «Быстрое развитие технологий шелковых материалов и их высокая экологичность позволяет ожидать не только ответов на вопросы ученых о секретах этого волокна, но и широкого внедрения шелка в науку и технику», - сообщают Оменетто и Каплан в своем докладе.

nanomaxxblog