Суперпрочный синтетический паутинный шелк

31.10.2024

Международная команда ученых разработала уникальный синтетический шелк, вдохновленный паутиной пауков, который может быть применен для заживления ран. Полученный с использованием микроорганизмов, этот искусственный паучий шелк оказался не только исключительно прочным и биосовместимым, но и эффективным для лечения кожных повреждений, что открывает перед медициной новые перспективы в создании высококачественных бинтов и других заживляющих материалов.

Паучий шелк считается одним из самых прочных природных материалов: его нити при таком же диаметре прочнее стали. Однако природный шелк сложно добывать в нужных объемах из-за агрессивного поведения пауков, которые не уживаются в тесной среде и могут проявлять каннибализм. Поэтому ученые давно ищут методы искусственного создания аналогов паучьего шелка.

В основе нового подхода к получению синтетического шелка лежит генная инженерия. Команда исследователей под руководством Бинбин Гао решила изменить структуру белков паучьего шелка и создать стабильную форму этого материала с помощью микроорганизмов. Ученые столкнулись с трудностями: белки шелка склонны к слипанию, что мешает их эффективному производству. Решение было найдено в добавлении пептидов, которые предотвращают сцепление белков и создают упорядоченную структуру, характерную для натурального паучьего шелка.

В лабораторных условиях белки шелка производились микроорганизмами, а затем проходили процесс прядения, напоминающий естественное формирование паутины. С помощью 3D-принтера и специального устройства с тонкими полыми иглами белковый раствор вытягивался в нити, которые объединялись в прочные волокна. Таким образом, технология создавала "искусственного паука", который плел прочную и стабильную синтетическую паутину.

Следующим этапом исследования стало создание прототипов повязок для лечения ран из нового шелка. Их протестировали на мышах с хроническими ранами, вызванными диабетом, и остеоартритом. В повязки добавляли лекарственные препараты, что способствовало улучшению результатов заживления. Спустя две недели лечения у мышей с остеоартритом заметно снизился отек и улучшилась структура тканей. У подопытных с диабетом через 16 дней также наблюдалось значительное заживление ран.

Ключевые качества синтетического паучьего шелка - это его высокая биосовместимость и способность к биоразложению, что делает его безопасным для применения в медицинской практике. Такой материал можно будет использовать для создания повязок, которые будут не только прочными и безопасными для кожи, но и удобными для нанесения лекарственных препаратов.

Перспективы применения искусственного паучьего шелка огромны: этот материал может стать основой для создания инновационных биосовместимых бинтов и других медицинских изделий, что существенно расширит возможности в лечении ран и разработке экологически чистых медицинских материалов будущего.

<< Назад: Новый текстиль превратит тепло тела в электричество 01.11.2024

>> Вперед: Удешевление установки ветряных турбин на морских платформах 31.10.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Кимчи повышает защиту организма 04.01.2026 Интерес к ферментированным продуктам в последние годы заметно вырос, и ученые все чаще рассматривают их не только как часть национальной кухни, но и как фактор, способный влиять на здоровье человека. Особое внимание привлекает кимчи - традиционное корейское блюдо, давно считающееся полезным, но лишь недавно получившее серьезное научное подтверждение своих свойств. Новое клиническое исследование показало, что кимчи может не только усиливать иммунную защиту, но и предотвращать ее чрезмерную активацию, что особенно важно для поддержания иммунного баланса. Результаты работы были представлены World Institute of Kimchi - государственным научным учреждением, действующим под эгидой Министерства науки и ИКТ Южной Кореи. Исследование стало первым в мире, в котором влияние кимчи на иммунную систему человека анализировалось на уровне отдельных клеток. Такой подход позволил выйти за рамки общих показателей крови и рассмотреть, как именно меняется поведение различных иммунных клеток. В клиническом эксперименте приняли участие взрослые люди с избыточной массой тела. В течение 12 недель участников разделили на три группы: одна получала плацебо, вторая ежедневно употребляла порошок из кимчи природной ферментации, а третья - порошок из кимчи, изготовленного с использованием специально подобранной закваски. Это дало возможность сравнить не только эффект самого продукта, но и влияние разных технологий ферментации. После завершения исследования ученые провели детальный анализ клеток крови, применив метод одноклеточной генетической транскриптомики. Эта современная технология позволяет отслеживать изменения в активности генов в отдельных клетках, выявляя тонкие сдвиги в работе иммунной системы, которые обычно остаются незаметными при стандартных лабораторных тестах. Результаты показали, что у людей, регулярно употреблявших кимчи, усиливалась активность антиген-презентирующих клеток. Именно они первыми распознают вирусы и бактерии и передают сигнал другим элементам иммунной системы. Кроме того, CD4+ Т-клетки формировались более сбалансированно, поддерживая оптимальное соотношение между защитными и регуляторными функциями иммунитета. Такая картина указывает на то, что кимчи действует не как грубый стимулятор, заставляющий иммунную систему работать "на пределе". Напротив, ферментированный продукт выполняет роль тонкого регулятора, усиливая защитные реакции при необходимости и одновременно снижая риск избыточного воспалительного ответа, который может быть вреден для организма. Исследователи также зафиксировали различия между способами ферментации. Оба варианта кимчи оказывали положительное влияние, однако продукт, приготовленный с использованием контролируемой закваски, демонстрировал более выраженное иммуномодулирующее действие. В частности, у этой группы наблюдалась лучшая способность иммунных клеток распознавать угрозы и меньшая склонность к излишней активации. Руководитель исследования доктор Ли У Дже отметил, что полученные данные открывают перспективы для разработки функциональных продуктов питания на основе кимчи. В дальнейшем ученые планируют расширить международные исследования, посвященные роли молочнокислых бактерий в регуляции иммунитета и метаболического здоровья. В итоге кимчи все более уверенно утверждается не только как элемент традиционной кухни, но и как научно подтвержденный продукт для поддержки сбалансированной и устойчивой иммунной системы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026