Door te begrijpen hoe natuurlijke materialen worden gemaakt, heeft een onderzoeksteam van de Griffith University een slim materiaalplatform gecreëerd om te helpen bij het maken van nieuwe medicijnen en zelfs bij het opruimen van vervuilde omgevingen.

Professor Bernd Rehm, een van de belangrijkste onderzoeksleiders binnen het Griffith Research Institute for Drug Discovery en directeur van het Center for Cell Factories and Biopolymers, werkte met postdoctoraal Kampachiro Ogura aan de ontwikkeling van biotechnologische deeltjes die kunnen worden aangepast aan een verscheidenheid aan omgevings-, industriële en medische toepassingen.

De bevindingen zijn gepubliceerd in een high impact journal Geavanceerde functionele materialen .

Professor Rehm zei dat het team naar de natuur keek om inzicht te geven in de natuurlijke bouwstenen en materialen om slimme materialen te creëren die kunnen worden toegepast met een nieuwe functionaliteit en kunnen worden aangepast aan verschillende doeleinden.

De slimme materialen kunnen worden gebruikt om giftige verontreinigende stoffen in het milieu te neutraliseren, als medische behandelingen die in het menselijk lichaam of een dier kunnen worden geïnjecteerd, en als hulpmiddel bij de vervaardiging van nieuwe medicijnen.

"We zijn begonnen met basiswetenschap door te proberen te begrijpen hoe die materialen op natuurlijke wijze worden gemaakt, en als je de mechanismen begrijpt, kun je terug de natuur in gaan en bio-engineering doen en de bacteriën opnieuw bedraden om dingen een beetje anders te combineren voor mogelijke toepassingen, ' zei professor Rehm.

Bacteriën werden opnieuw bedraad om met eiwit gecoate bioplastic kralen te produceren, die de wetenschappers vervolgens hebben ingekapseld in alginaathydrogels.

Eiwitten die de bioplastic korrels bedekken, bleven functioneel, terwijl de bioplastic kralen kunnen worden geladen met in water onoplosbare stoffen die actieve moleculen vertegenwoordigen, zoals medicijnen.

De alginaatgeleigenschappen waarin de bioplastische kralen waren ingekapseld, veranderden in reactie op zout en zuurgraad, en kan worden gecontroleerd om de functionaliteit van de bioplastic kralen voor de productie van biofarmaceutica of het opruimen van vervuilde omgevingen te verbeteren.

"Deze ontwikkeling van een nieuwe materiaalplatformtechnologie combineert natuurlijk voorkomende biopolymeren op een heel nieuwe manier om functionaliteit te creëren die nog niet eerder is bereikt, ' zei professor Rehm.

"Het is de eerste proof of concept; het is een platformtechnologie die nu gemakkelijk kan worden aangepast aan een verscheidenheid aan omgevings-, industriële en medische toepassingen."

Het natuurlijke slimme materiaal degradeert na verloop van tijd, dus het zou het milieu niet vervuilen met meer gefabriceerde materialen. Terwijl actief, het zou zorgen voor intense activiteit om de belasting van verontreinigende stoffen te verminderen.

Het materiaal - bioengineered polyhydroxybutyraat (PHB) -deeltjes ingekapseld in afstembare alginaathydrogels - is nano-/microgestructureerd, maar het zou op grote schaal kunnen worden geproduceerd.

Professor Rehm zei dat de volgende stap zou zijn dat het team speciaal gefunctionaliseerd materiaal levert voor een eindgebruiker, zoals een organisatie, de overheid of partner uit de industrie – om in een onvervulde behoefte te voorzien.

Het artikel "Alginaatinkapseling van bioengineered Protein-Coated Polyhydroxybutyrate Particles:A New Platform for Multifunctional Composite Materials, " is gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen .