Nanotechnologia

Proteiny jedwabiu w fotolitografii

Silk_raw_01Większość ludzi jedwab kojarzy z lśniącą apaszką lub piękną, luksusową suknią. Niewielu z nich zdaje sobie sprawę, że ten, wydawałoby się, delikatny materiał jest jednym z najmocniejszych znanych tworzyw – porównywalnych ze stalą.

Jedwab składa się z protein – fibroiny i serycyny, pochodzących od jedwabników, które są używane we włókiennictwie i medycynie od tysięcy lat. Agencja Żywności i Leków sklasyfikowała jedwab jako biomateriał, dzięki temu, że jest biodegradowalny, biokompatybilny i nietoksyczny.

Te właściwości wystarczą by materiał ten był atrakcyjny dla inżynierii tkankowej. W przyszłości jedwab może być użyty do produkcji tzw. „zielonych urządzeń” – sprzętu przyjaznego dla środowiska, jako alternatywa dla plastiku. Jednakże tworzenie skomplikowanej struktury jedwabiu lub innych biomateriałów w skali mikro- lub mniejszej stanowiło wyzwanie dla naukowców.

Ostatnio  grupa naukowców z Virginia Commonwealth University School of Engineering opracowała metodę produkcji precyzyjnych, biokompatybilnych struktur protein jedwabiu w mikroskali.

Dr Nicholasowi Kurlandowi oraz dr Vamsi Yadavalli udało się połączyć proteiny jedwabiu z techniką fotolitografii, w procesie nazywanym „litografią protein jedwabiu” (‘silk protein litography’ – SPL). Fotolitografia, lub „pisanie światłem” jest metodą używaną do produkowania układów w komputerach lub smartfonach.

Procedura SPL zaczyna się wyodrębnieniem dwóch głównych protein jedwabiu z kokonów jedwabnika. Następnie są one chemicznie modyfikowane aby wydobyć z nich zdolności fotoaktywne. Potem są powlekane na szkle lub silikonie. Przepuszczana jest wiązka promieniowania ultrafioletowego przez maskę podobną do matrycy, co sieciuje proteiny i powoduje, że zmieniają swą postać z ciekłej w stałą.

„Struktury tych protein są niezwykle mocne i znakomicie sprawdzają się przy adhezji komórek, dzięki temu, iż zapewniają precyzyjną kontrolę odstępów pomiędzy komórkami”, mówi dr Yadavalli. „Pewnego dnia będziemy w stanie stworzyć urządzenia bioelektroniczne lub rusztowania tkankowe, które po prostu znikną po wypełnieniu swojej funkcji”.

 

Źródło artykułu

Źródło grafiki