科学家成功开发出生物活性蛛丝结构

来源: 生物谷  Thu Dec 07 17:30:34 CST 2017 A- A+

随着科技的发展,目前研究人员能够利用新技术合成出具有和真正蛛丝相似机械性能的丝状材料,这种材料或许有望应用于治疗诸如癌症等多种类型的疾病;近日,一项刊登在国际杂志Advanced Materials上的研究报告中,来自斯德哥尔摩的研究人员就通过研究开发出了一种新方法来制造具有生物活性的蛛丝结构。

图片来源:The Royal Institute of Technology

由于具有较好的强度和弹性,蛛丝因在医学上的潜在用途而引起科学家们的注意,研究人员就希望利用蛛丝来作为进行组织修复的支架、运输药物、感知生物标志物或者抗菌涂层等。但寻找一种满意的方法来合成模拟蛛丝的蛋白似乎对于科学家们而言非常难以捉摸。研究者Hedhammar说道,我们就尝试利用微流体、湿纺及静电纺丝等技术来开启模拟纺丝的过程,其中很多过程非常难以设计,而且需要一些苛刻的化学物质(比如甲醇)来使丝线在形成后不溶于水,避免其生物活性的丧失。

基于此,研究人员利用了一种最新开发出的新型生物化学技术,即利用微型图象表面来浓缩蛋白,形成有机纳米线或涂料结构。就好像一个非常小的毛刷,研究人员所使用的表面上含有微型硅柱,其就具有一定的疏水性;随后研究人员设计出了两种类型的丝状蛋白,其中一种对抗体具有高度亲和性,另外一种则具有细胞结合特性。

通过移除微型硅柱顶部的可溶丝状蛋白微滴后,研究人员完成了三种不同形式的合成丝状结构,即纳米线(nanowires,能够用作癌症疗法)、局部敷料(local coatings,用于生物标记物的检测)和丝绵(silk sheets,能够用作细胞生长支架)。举个例子,为了能开发出纳米线,研究人员将微滴置于这种特微型图象表面结构,随后拖动微滴,这样就会在支柱上留下很多丝线材料。

类似地,为了开发出丝绵结构,研究人员将微滴置于微型图象表面顶部,所产生的丝绵结构的稳定性能通过其浸入在水中和细胞培养基中来检测;最后研究者说道,这种新型丝绵结构具有一定的完整性,其并不会出现任何一点溶解的迹象,这就证实了特殊蛋白就能成功被转化成为稳定的丝状结构。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

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

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