Прогресс в области искусственных биоматериалов
В современной трансплантологии большое внимание уделяется искусственным имплантантам, тканям и органам. Одна из проблем их создания – разработка синтетических материалов, максимально приближенных по своим характеристикам к тканям естественного происхождения.
Ученые из Австралии и Кореи, возглавляемые Джеффри Спинксом (Geoffrey M. Spinks) и Син Йонг Кимом (Seon Jeong Kim) разработали новый пористый биоматериал, сходный по свойствам с мягкими тканями естественного происхождения. Новинка состоит из молекул ДНК и углеродных нанотрубок, образующих прочную сеть.
Мягкие ткани организма обладают относительно высокой прочностью за счет внеклеточного матрикса – белковых фибрилл, соединяющих клетки. Различия состава и морфологии белков матрикса обеспечивают широкий спектр степеней жесткости тканей – сосудов, мышц, сухожилий, кожи и т.д. Синтетические пористые материалы, применяемые для изготовления имплантатов и в качестве матриц для выращивания искусственных тканей и органов, обладают недостаточной прочностю.
Описываемая разработка призвана решить эту проблему. Остов нового материала – сеть прочных углеродных нанотрубок диаметром 50 нм, «обернутых» в искусственно синтезированные нити ДНК. В ионизированном растворе материал становится гелеподобным и демонстрирует высокую эластичность, а в особых условиях его можно даже вытянуть в нити. В высушенном состоянии материал сохраняет пористость за счет нанотрубок, а размачивание в растворе хлорида кальция приводит к образованию дополнительных связей между нитями ДНК, что еще больше повышает прочность волокон. Полученный при этом материал напоминает коллаген.
Еще одно важное свойство новинки – хорошая электропроводность, что позволит использовать его в электродах механических манипуляторов, сенсорах и аккумуляторах для биомедицинских устройств. Кроме того, ученые получили возможность более подробно изучить ряд процессов метаболизма, сопряженных с изменением электрического заряда тканей.
Статья Geoffrey M. Spinks et al. Tough Supersoft Sponge Fibers with Tunable Stiffness from a DNA Self-Assembly Technique опубликована в Angewandte Chemie International Edition
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily: Progress Toward Artificial Tissue?
25.05.2009