گروهی از
متخصصان با استفاده از پروتئین ابریشم فرمت جدیدی از جامدات را ساختند
که می‌تواند بنابر کاربردهای مختلف زیستی‌شناختی، شیمیایی و نوری
برنامه‌نویسی شود.
این
زیست‌مواد سه‌بعدی که با آب و پروتئین ابریشم ساخته شده‌اند مرز میان
دنیای جانداران و دنیای بی‌جان هستند و می‌توانند برای انجام عملکردهایی
چون تغییر رنگ، حمل دارو، ترمیم استخوان و پاسخ به محرک‌هایی چون نور
برنامه‌ریزی شوند.
نتایج
این مطالعه که در ژورنال PNAS منتشر شده است نشان می‌دهد که این دانشمندان
با استفاده از فیبروین، پروتئینی که موجب دوام ابریشم می‌شود، مواد حجمی
سه‌بعدی ایجاد کرده‌اند. سپس این مواد حجمی را با مولکول‌های محلول در آب
دستکاری کردند تا به اشکالی از مواد جامد در مقیاس نانویی و میکرویی دست
یابند.
این
دانشمندان توانستند بااستفاده از این زیست‌مواد ابزاری با عملکردهای مختلف
بسازند. برای مثال، آنها نوعی گیره جراحی ساختند که اگر به محدوده
مکانیکی‌اش نزدیک شود تغییر رنگ می‌دهد. پیچ‌هایی که در پاسخ به نور فروسرخ
گرم می‌شوند هم از دیگر وسایلی هستند که با این مواد جدید ساخته شده‌اند.
محققان
با استفاده از یک روش تولید مبتنی بر آب و با استفاده از ویژگی خودپیوندی
پروتئین، مواد سه بعدی حجیمی از جنس فیبرون ابریشم تولید کردند. فیبرون
نوعی پروتئین است که موجب استحکام ابریشم می شود.
سپس
این مواد را با استفاده از مولکول های قابل حل در آب دستکاری می کنند تا
قالب های جامد مختلفی از این مواد در ابعاد نانو و میکرو بسازند که هر یک
دارای ویژگی های از پیش تعیین شده هستند.
برای
مثال محققان با استفاده از این شیوه یک گیره جراحی ساختند که وقتی فشار
بیش ازحد به آن وارد می شود، تغییر رنگ می دهد . همچنین پیچ هایی تولید
کردند که در اثر تابش به نور مادون قرمز، گرم می شوند. همچنین یک ابزار
زیستی ساختند که امکان آزادسازی مستمر عوامل فعال زیستی از جمله آنزیم ها
را فراهم می کند.
ساختار
کریستالی منحصربه فرد ابریشم آن را به یکی از مستحکم ترین مواد موجود در
طبیعت تبدیل کرده است. پروتئین فیبرون که در ابریشم یافت می شود، قابلیت
محافظت از سایر مواد را دارد و علاوه بر سازگاری با ترکیبات زیستی، قابلیت
تجزیه در محیط را نیز دارد.
این
شیوه جدید تولید مواد، امکان ایجاد قابلیت های موردنیاز را در پلیمرهای
زیستی و همچنین امکان کنترل خودپیوندی و شکل نهایی مواد را در اختیار می
گذارد و زمینه را برای تولید مواد بسیار کارآمد بر اساس ساختارهای زیستی
فراهم می کند.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Proceedings of the Natural Academy of Sciences منتظر شده است.
