محققان دانشگاهکنتیکت(Connecticut)، راه جدیدی برای استفاده از پروتئین ابریشم تار عنکبوت به عنوان چسب زخمی زیست تخریب پذیر، برای استخوانهای بزرگ پیدا کرده اند.
به گزارش واحد ترجمه و تولید محتوی صنایع پلاستیک، ابریشم تار عنکبوت یکی از قوی ترین و مستحکم ترین مواد طبیعی در پیرامون ماست. یک تیم از مهندسان و بیولوژیست های دانشگاه “Connecticut” یک راه برای استفاده از قدرت ابریشم عنکبوت برای کمک به بهبود شکستگی ها در استخوان ایجاد نموده اند.
یک تیم از دانشگاه کانتیکت با استفاده از الیاف ابریشم عنکبوت یک کامپوزیت زیست تخریب پذیر ایجاد نموده اند، که می تواند به ویژه به عنوان داربست در بهبود شکسگتی استخوان، بسیار موثر باشد.
محققان امیدوارند بتوانند با استفاده از این روش، عوارض و مشکلات ناشی از قراردادن فلزات در پا، برای بازسازی استخوانها را کاهش دهند. اکثر پزشکان با قراردادن صفحات فلزی به عنوان داربست، از آنها به عنوان زمینه ای برای رشد و اتصال سلولهای استخوان آسیب دیده و رفع شکستگی استفاده می کنند. این روش، اگر موجب عفونت یا سایر عوارض جانبی نشود، حداقل ضرری که دارد اینست که بیمار باید دوبار بیهوشی دریافت کند که اصلا برای قلب وی مناسب نیست. ضمن اینکه برخی فلزات می توانند یونهایشان را به بافت های دیگر منتقل کنند و این خود مشکلی ایجاد خواهد کرد، که عواقب آن بیش از شکستگی استخوان می باشد.
پرفسور می وی (UConn Mei Wei) می گوید: ما از یک پروتیئن نامحلول موجود در اکثر ابریشم های عنکبوت به نام “ابرفیبرین” که عامل اصلی مقاوت تار عنکبوت نیز می باشد، به عنوان جایگزینی برای فلزات استفاده کردیم. پرفسور می وی همچنین می افزاید: ما فکر می کنیم حتا می توانیم به نتایج بالینی بهتری هم از آنچه تا به حال به دست آورده ایم و کاملا قابل قبول است، برسیم اگر همه ی آنچه می خواهیم فراهم باشد.
وی که معاون آموزش و پژوهش تحصیلات تکمیلی دانشکده ی مهندسی دانشگاه کنتیکت است می افزاید: از فیبرین در سایر پروژه ها نیز استفاده شده و می شود. در سال ۲۰۱۶ برای افزایش زمان تازه ماندن و طراوات میوه ها به عنوان پوشش محافظتی از آن استفاده شد. همچنین برای بازسازی بافت به دلیل سازگاری خوبی که با سلول های پستانداران دارد، از آن استفاده شده است. در حالی که جامعه پزشکی در مورد قدرت “فیبرین سیلیکون” برای سالهای دراز آگاهی دارند، پرفسور می وی و تیمش اولین کسانی هستند که با کامپوزیت های پلیمری ضخیم با ساختارهای پروتئینی کار می کنند.
پرفسور وی با همکاری استادیاری به نام دکتر ژانگ که استاد مهندسی مکانیک در همان دانشگاه است، روی این پروژه کار می کند.
ساخت این کامپوزیت پیچیدگی های خاص خود را دارا بوده است. ویژگی های متناقضی با هم جمع شده بودند که عملا استفاده از این روش را دشوار و گاه از نظر تئوری غیرممکن می ساختند. برای نمونه، تیم تحقیقاتی این پروژه مجبور بودند که کامپوزیتی بسازنند که قوی و سفت باشد، اما در عین حال خیلی متراکم نباشد، چرا که تراکم زیاد باعث کاهش و اختلال در رشد سلولهای استخوان آسیب دیده می شد. همچنین این کامپوزیت باید انعطاف پذیری نسبی نیز داشته باشد تا بیماران بتوانند، طیف طبیعی حرکت را حفظ کنند که همه ی این خصایص بر خلاف آن سختی و خشکی ظاهری است که همه از سایر اشکال استخوان تصور می کنند. جمع این شرایط متضاد، این روند را با سختی هایی همراه ساخته بوده، که البته دکتر می وی و همکارانش تا حد زیادی توانسته اند، آنها را پشت سر بگذارند.
یکی از بهترین موارد در مورد قراردادن فیبرین ابریشم در مقایسه با قراردادن یک صفحه ی فلزی در پا یا استخوان دیگر شکسته شده اینست که این کامپوزیت پس از مدتی شروع به جذب شدن می کند. مدت زمانی که برای آغاز این فرآیند جذب اعلام شده است، چیزی حدود یکسال است و به این ترتیب نیاز به عمل جراحی دوباره و بیهوشی دیگربار،همانطور که پیشتر ذکر شد، برای بیرون آوردن صفحه ی فلزی نیست.
وای، ژانگ و دیگر اعضای تیم شروع به آزمایش سایر مشتقات کامپوزیت فیبرین کرده اند. آنها این پروتئین را با کامپوزیت های دیگر ترکیب می کنند تا شاید ماده ای قوی تر بسازنند که بتواند وزن بیشتری را تحمل نماید.
منبع: Interesting Engineering
