發(fā)布日期:2017-12-07
隨著科技的發(fā)展,目前研究人員能夠利用新技術(shù)合成出具有和真正蛛絲相似機(jī)械性能的絲狀材料,這種材料或許有望應(yīng)用于治療諸如癌癥等多種類型的疾病;近日,一項(xiàng)刊登在國際雜志Advanced Materials上的研究報(bào)告中,來自斯德哥爾摩的研究人員就通過研究開發(fā)出了一種新方法來制造具有生物活性的蛛絲結(jié)構(gòu)。
圖片來源:The Royal Institute of Technology
由于具有較好的強(qiáng)度和彈性,蛛絲因在醫(yī)學(xué)上的潛在用途而引起科學(xué)家們的注意,研究人員就希望利用蛛絲來作為進(jìn)行組織修復(fù)的支架、運(yùn)輸藥物、感知生物標(biāo)志物或者抗菌涂層等。但尋找一種滿意的方法來合成模擬蛛絲的蛋白似乎對于科學(xué)家們而言非常難以捉摸。研究者Hedhammar說道,我們就嘗試?yán)梦⒘黧w、濕紡及靜電紡絲等技術(shù)來開啟模擬紡絲的過程,其中很多過程非常難以設(shè)計(jì),而且需要一些苛刻的化學(xué)物質(zhì)(比如甲醇)來使絲線在形成后不溶于水,避免其生物活性的喪失。
基于此,研究人員利用了一種最新開發(fā)出的新型生物化學(xué)技術(shù),即利用微型圖象表面來濃縮蛋白,形成有機(jī)納米線或涂料結(jié)構(gòu)。就好像一個非常小的毛刷,研究人員所使用的表面上含有微型硅柱,其就具有一定的疏水性;隨后研究人員設(shè)計(jì)出了兩種類型的絲狀蛋白,其中一種對抗體具有高度親和性,另外一種則具有細(xì)胞結(jié)合特性。
通過移除微型硅柱頂部的可溶絲狀蛋白微滴后,研究人員完成了三種不同形式的合成絲狀結(jié)構(gòu),即納米線(nanowires,能夠用作癌癥療法)、局部敷料(local coatings,用于生物標(biāo)記物的檢測)和絲綿(silk sheets,能夠用作細(xì)胞生長支架)。舉個例子,為了能開發(fā)出納米線,研究人員將微滴置于這種特微型圖象表面結(jié)構(gòu),隨后拖動微滴,這樣就會在支柱上留下很多絲線材料。
類似地,為了開發(fā)出絲綿結(jié)構(gòu),研究人員將微滴置于微型圖象表面頂部,所產(chǎn)生的絲綿結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能通過其浸入在水中和細(xì)胞培養(yǎng)基中來檢測;最后研究者說道,這種新型絲綿結(jié)構(gòu)具有一定的完整性,其并不會出現(xiàn)任何一點(diǎn)溶解的跡象,這就證實(shí)了特殊蛋白就能成功被轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定的絲狀結(jié)構(gòu)。(生物谷Bioon.com)
原始出處:
Linnea Gustafsson, Ronnie Jansson, My Hedhammar,et al. Structuring of Functional Spider Silk Wires, Coatings, and Sheets by Self-Assembly on Superhydrophobic Pillar Surfaces. Advanced Materials, December 2017 DOI: 10.1002/adma.201704325
來源:生物谷