Войти

Импланты для молочных желез: нити паутины как альтернатива силикону

Наука
Россияг. Москваул. Коминтерна д. 20/2, пом. 1, ком.1,129327
+7 (495) 668-10-55
10:24, 29 августа 2017Время на прочтение: 4 минуты
Шелк обычной паутины очень прочен и за счет своей структуры устойчив к действию бактерий. По этой причине он представляет огромный интерес для медицины, например, в качестве материала для покрытия грудных протезов. Однако его производство довольно проблематично.
Фото: look.com.ua

Шелк паутины является особенно интересным для медицины в настоящее время. Недавно медицинский университет Вены сообщил об успешной попытке восстановления структуры поврежденных нервных волокон с помощью нитей паутины.

Исследователи из Байройта и Эрлангена продемонстрировали, что шелк паука можно использовать для восстановления сердечной ткани.

Недавно удалось изготовить протеин шелка садового паука не только в большом количестве, но и высокого качества.

«Над темой тканевой инженерии, или селекции, сейчас ведется активная работа, — говорит Вольфрам-Хубертус Циммерманн из немецкого центра изучения сердечно-сосудистых заболеваний при университете Геттингена. — Исследуется большое количество материалов. Важным аспектом является возможность производства паутины вне паука. Несмотря на активные разработки, этот вопрос остается открытым».

Фото: oppps.ru

Шелк паука более эластичен, чем нейлон, кевлар и все другие известные волокнистые материалы. Идея использования его в качестве материала уже существовала в 1980-х годах. Тем не менее, известные химические компании потерпели неудачу в крупномасштабном производстве. «В то время говорили, что это невозможно осуществить, выращивать пауков и собирать их паутину — экономически невыгодно, — вспоминает доктор Томас Шайбель. — Кроме того, качество паутины от пауковых, выращенных в неволе, отличается от обычной».

За механические свойства паутины отвечают ее составные компоненты — протеины, — поэтому достаточно просто производить их в нужном объеме.

Возможность полной переработки

Но белки в нитях паутины — не совсем обычные белки. Они спроектированы таким образом, что небольшого импульса извне достаточно, чтобы они стали чрезвычайно жесткими. 

«Это важно для процесса прядения в природе, но в промышленных масштабах это очень серьезно затрудняет перемещение и очистку», — объясняет доктор Шейбель.

Вместе с двумя сотрудниками из рабочей группы в Техническом университете Мюнхена доктор Шейбель основал в 2008 году стартовую компанию AMSilk. Для получения протеина объемом 120000 литров потребовалось 3 года работы в специальном лаборатории. Для этого ученые провели небольшую коррекцию белков паутины посредством генной инженерии, что позволило облегчить процессы синтеза и очистки. У ученых получилось белое вещество, внешне неотличимое от других волокнистых материалов. Однако большая разница с синтетическими полимерами заключается в том, что биологический материал полностью перерабатывается

«В природе пауки поедают свои сети», — поясняет Шейбель.

Шелк паутины имеет еще одно уникальное свойство, представляющее огромный интерес для медицины. Речь идет о стерильности.

«Паутина по своей природе настолько прочная, что является бактериостатичной,  объясняет Шейбель.  Ее поверхность сконструирована таким образом, что бактерии или грибы не могут осаждаться на ней. Еще греческий философ Аристотель знал, что из паутины можно изготавливать хороший перевязочный материал». 

Переносится лучше, чем силикон

Ученые из Байройта нашли способ, как с помощью протеинов паутины покрывать силиконовые импланты молочных желез.

Филипп Цеплин, специалист по пластической и эстетической хирургии из клиники Людвигсбурга, объясняет: «Силикон не слишком хорошо принимается организмом. Если используются прокладки из неочищенного силикона, то примерно в 10% случаев развивается так называемый капсульный фиброз. Тело отторгает инородный материал, формируя капсулу вокруг импланта. У пациенток с раком молочной железы из-за радиационного облучения этот риск возрастает до 26 %. Волокна паутины приживаются в организме лучше, чем силикон».

В экспериментах на животных были выполнены все поставленные условия. В ближайшее время начнутся испытания на людях. 

«Я полностью уверен, что белки паутины себя оправдают», — говорит доктор Цеплин. 

Он считает, что в будущем метод позволит изготавливать и другие импланты, такие, как сосудистые трансплантаты, катетеры для диализа или клапаны сердца.

Длительный срок использования

Использование паутины привлекательно и с экономической точки зрения. Например, в прошлом году производитель спортивной одежды «Адидас» проявил большой интерес к изобретению Шейбеля. По словам представителя компании, в настоящее время существует только один прототип обуви, состоящей из биоразлагаемых материалов. Планируется вывести его на рынок. Но как насчет долговечности? 

«Сети пауков могут существовать вечно, — говорит Шейбель. — В старых зданиях можно найти 500-летние экземпляры».

Золотые пауки из Танзании плетут настолько крепкие сети, что местные жители используют их во время рыбалки. Согласно данным, полученным медицинским университетом Вены, их паутина по устойчивости к разрывам сопоставима с нейлоном, в четыре раза эластичнее стали, а также выдерживает нагревание до 250 градусов по Цельсию, обладает антибактериальными свойствами и чрезвычайно водостойкая. Эти свойства делают ее невероятно интересной для биомедицинских исследований.

Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter

Комментарии

comments