Znanstvenici sve ozbiljnije pokušavaju od svile stvoriti materijale koji bi nas mogli liječiti
Genetskim inženjeringom stvaraju materijal koji bi liječio rane, držao kosti i postao, zapravo dio našeg tijela
Svila je vrlo cijenjena već stoljećima, a posljednjih godina znanstvenici joj obraćaju veću pozornost zbog njezine nevjerojatne čvrstoće, što je čini upotrebljivom u proizvodnji na metke otpornih prsluka i raznih zaštita za tijelo.
Kako je potencijal svile puno veći nego samo zaštita vanjskih dijelova tijela, znanstvenici pokušavaju genetskim inženjeringom napraviti materijal na bazi svile koji bi liječio rane, držao kosti i postao, zapravo dio našeg tijela.
Svila je sigurna za upotrebu unutar ljudskog tijela
Svilu proizvodi dudov svilac i pauci za izradu svojih mreža. Ove dvije vrste svilenog vlakna su različite i imaju različita obilježja. Svila koju radi dudov svilac je nešto slabija. Ali u oba slučaja, materijal je čvrst, rastezljiv i siguran za upotrebu unutar ljudskog tijela, što otvara široke mogućnosti za korištenje u medicini.
Jedna od mogućnosti je da će svila moći pomoći bržem zarastanju rana. U studiji, objavljenoj nedavno u časopisu Advanced Science, znanstvenici su stvorili dudovog svilca da ubrzaju aktivaciju svjetlom, sredstva za dezinfekciju.
“Prvo smo identificirali sve prirodne proteine koji mogu biti aktivirani specifičnom vrstom svjetla da stvore kemijsku reakciju koja ubija patogene”, kaže Young Kim, znanstvenik s Purdue sveučilišta i koautor studije.
Stvorili dudovog svilca koji stvara fluorescentnu svilu
Drugo, znanstvenici su genetičkim inženjeringom napravili dudovog svilca, umetanjem proteina mKate2, u njihov DNK. Dudov svilac je zatim počeo proizvoditi crvenu, fluorescentnu svilu koja se aktivira vidljivim zelenim svijetlom, kao regularno LED svijetlo.
Kada su dodali nešto bakterija escherichije coli na crvenu svilu osvijetljenu zelenim svijetlom, za oko jedan sat, stopa preživljavanja bakterija pala je za 45 posto.” Proces je vrlo sličan korištenju hidrogena za dezinficiranje rana,” kaže Kim.
Fluorescentna svila i svjetlo, zajedno generiraju kemikalije slične vodikovom peroksidu. “Svila ne razlikuje štetne patogene od onih benignih, ali, to ne radi ni vodikov peroksid. I još ne znamo minimalno vrijeme koje je potrebno svjetlu da osvjetljava svilu da bi bila učinkovita”, dodaje Kim.
Hladna svila korisna je i u tretiranju upala
Ali otkriće je uzbudljivo i materijal bi se mogao koristiti u uređajima koji pročišćavaju zrak i vodu i u puno područja medicine. U drugoj, nedavnoj studiji, Kim i njegovi suradnici, otkrili su egzaktna fizička obilježja koja čine svilu tako hladnom, što je korisno u tretiranju upala.
“Ovo otkriće bi nam moglo pomoći da svilu napravimo hladnijom ili stvorimo druga vlakna koja bi bila još hladnija. Zbog svojstva hlađenja i sposobnosti ubijanja bakterija, svila bi mogla postati idealan materijal za komprese kod tretiranja rana”.
Svila bi se mogla koristiti i za podupiranje dijelova tijela. Kada pukne kost, liječnici obično implantiraju komad metala da bi stabilizirali područje dok kost ne zaraste. “Većinu vremena ovi metali, čelik ili titan, su vrlo kruti i oni sami mogu izazvati frakture”, kaže Mei Wei, znanstvenica sa sveučilišta Connecticut.
Stvorili najjači materijal koji se resorbira unutar tijela
Kada kost zaraste, kirurzi moraju još jednim zahvatom odstraniti metalni umetak. Mei i njezin tim napravili su vrstu svile koja bi mogla biti bolje rješenje. Čvrsta i rastezljiva, a razgrađuje se unutar tijela za otprilike godinu dana pa druga operacija nije potrebna.
Znanstvenici su kombinirali protein nađen u paukovoj mreži, fibroin, s određenom plastikom i kalcijem kojeg ima u kostima. Rezultat je puno čvršći materijal od prirodne kosti. “Ovo je najjači materijal do sada, a koji se resorbira unutar tijela,” kaže Wei. Znanstvenici još rade na unapređenju ovog materijala da bude još čvršći prije kliničkog testiranja.
Veliki je problem što je proizvodnja svile skupa. Dudov svilac je rijedak i teško ga je uzgojiti, a farme paukova nisu dobra ideja. Međutim materijal unutar stabala, nanoceluloza, je čvrst i jeftin. Moguće je rješenje kombinacija svile i nanoceluloze, u jeftiniji i bolji materijal, kažu znanstvenici iz Stockholma.
Kombinacija svile i nanoceluloze kao jeftinija opcija
“I ovaj materijal može se koristiti za izradu prsluka otpornih na metke, ali jednog dana moći će se upotrijebiti za zamjenu dijelova tijela. Razgrađuje se u prirodnom okolišu, ali unutar tijela je stabilan jer naše tijelo ne razgrađuje nanocelulozu. Siguran je i stanice oko njega rastu. A rastezljivost ga čini idealnim za određene dijelove tijela kao tetive”.
Tetive je vrlo teško nadomjestiti jer moraju biti rastezljive. Ovog časa, nije ih lako popraviti i to često uključuje uzimanje dijela tetive s drugog mjesta na tijelu.
“Nanoceluloza sa svilom ima sva potrebna svojstva i mogla bi nadomjestiti tetive,” misle Šveđani. Da bi to postigli, tim ovih znanstvenika pokušava poboljšati snagu materijala, te unaprijediti proizvodnju da bi bila jeftinija.