Met recente ontwikkelingen, onderzoekers kunnen zijde synthetiseren met mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van een echte spinnenzijde. Maar het toepassen van dit materiaal op veelbelovende medische therapieën voor ziekten zoals kanker vereist dat mensen een vermogen ontwikkelen dat alleen spinachtigen of zijderupsen bezitten - het vermogen om de vorming van zijde te beheersen.

Een techniek die vandaag wordt gerapporteerd in Geavanceerde materialen biedt een veelbelovend alternatief voor experimentele methoden voor het vormen van zijde die afhankelijk zijn van agressieve chemicaliën, zegt universitair hoofddocent My Hedhammar, een onderzoeker aan het KTH Royal Institute of Technology in Stockholm.

Met hoge elasticiteit en sterkte vergelijkbaar met Kevlar, spinzijde heeft de aandacht getrokken vanwege het mogelijke gebruik in de geneeskunde. Onderzoekers hopen dat het kan dienen als steiger voor weefselherstel, of worden gebruikt voor het afleveren van medicijnen, detectie van biomarkers en antimicrobiële coatings. Maar het vinden van een bevredigende methode voor het produceren van zijde-nabootsende eiwitten is moeilijk gebleken.

"Er zijn pogingen gedaan om het spinproces te imiteren met behulp van microfluïdische systemen, natspinnen en elektrospinnen, Hedhammar zegt. "Veel van deze processen zijn vrij complex om te ontwerpen en vereisen agressieve chemicaliën zoals methanol om de draden na vorming onoplosbaar in water te maken. die de biologische activiteit zou doden die nodig is voor deze medische toepassingen."

In plaats daarvan, de onderzoekers maakten gebruik van recent ontwikkelde biochemische technieken die oppervlakken met micropatronen gebruiken om eiwitten te concentreren en organische nanodraden te vormen, coatings of platen. Het team gebruikte een oppervlak dat bestond uit micro-sized siliconen pilaren die waterafstotend werden gemaakt met een anti-bevochtigingsmiddel.

De onderzoekers ontwierpen twee soorten zijde-eiwitten:een met affiniteit voor antilichamen, en een andere met celbindende eigenschappen. Door druppeltjes van de oplosbare zijdeproteïnen op de pilaren te plaatsen, het team was in staat om drie verschillende formaties van synthetische zijde te bereiken:nanodraden (die kunnen worden gebruikt bij kankertherapie), lokale coatings (mogelijk nuttig bij detectie van biomarkers) en zijden vellen (die kunnen worden gebruikt als celgroeisteigers).

Om nanodraden te maken, de onderzoekers plaatsten een druppel op het oppervlak, en sleepte het vervolgens zijdelings, waardoor strengen van het materiaal de pilaren overspannen. evenzo, een blad maken, de wetenschappers lieten een druppel op het oppervlak verdampen. De stabiliteit van de platen werd getest door ze onder te dompelen in water, evenals in een celkweekmedium, voor een aantal dagen.

"De lakens bleven intact, zonder zichtbare tekenen van ontbinding, bevestigend dat de eiwitten waren getransformeerd in een stabiele zijdevorm, ’ zegt co-auteur prof.dr. Wouter van der Wijngaart van KTH.

De krant, "Structeren van functionele spinzijdedraden, Bekledingen, en platen door zelfmontage op superhydrofobe pijleroppervlakken, " was co-auteur van KTH-onderzoekers Linnea Gustafsson en Ronnie Jansson, naast Hedhammar en van der Wijngaart.