Znajdź zawartość

Dr Shigeyoshi Osaki z Nara Medical University uzyskał struny do skrzypiec z nici pajęczej. W porównaniu do tradycyjnych strun z metalu lub preparowanych jelit zwierzęcych, dają wg profesjonalnych muzyków, delikatne i głębokie brzmienie. W dostępnych już teraz fragmentach artykułu, który ukaże się w Physical Review Letters, można przeczytać, że wyjątkowy dźwięk to wynik unikatowego upakowania włókien nici. Są one tak skręcone, że między nimi nie ma praktycznie wolnego miejsca. Przez lata Osaki udoskonalił metodę pozyskiwania od hodowlanych pająków dużych ilości jedwabiu wiodącego, produkowanego przez gruczoł ampułkowy większy. Jest on wykorzystywany do konstruowania szkieletu pajęczyny oraz tzw. nici asekuracyjnej. Japończyk podkreśla, że udało się przezwyciężyć trudności związane z wyciąganiem długich nici, a także skręcaniem pęczków filamentów jedwabiu wiodącego. Podczas badań pod mikroskopem elektronowym okazało się, że skręcanie zmieniało przekrój filamentów z kolistego na wielokątny. W wyniku gęstego upakowania struny stawały się wytrzymałe i elastyczne. Przy strunach z nici pajęczych poziom szczytowy wydźwięków był stosunkowo duży przy wysokich częstotliwościach, co dawało wspomnianą na początku głęboką barwę. Naukowiec wykorzystał jedwab 300 samic pająków Nephila maculata. Na początku w tym samym kierunku skręcano w pęczki od 3000 do 5000 włókien, potem z 3 skręconych w przeciwnych kierunkach pęczków tworzono strunę. W czasie testów wytrzymałości na rozciąganie zauważono, że pajęcza struna była mniej wytrzymała od strun z jelit, ale miała lepsze właściwości od strun nylonowych powlekanych aluminium.

Pracując nad sztuczną skórą do przeszczepów, naukowcy wpadli na pomysł, by przetestować w tym zakresie pajęczą nić. Jedwab wiodący (ang. dragline silk) pająków z rodzaju Nephila rozpinano na stalowych ramach, sterylizowano i zaszczepiano na nim fibroblasty. Po dwóch tygodniach dodawano do nich keranocyty, uzyskując w ten sposób dwuwymiarowy model skóry, składający się z odpowiedników naskórka i skóry właściwej. Przez następne 3 tygodnie prowadzono kohodowlę tych dwóch typów komórek. Zespół Hanny Wendt z Medizinische Hochschule Hannover zastosował zaprojektowany specjalnie do tego celu interfejs powietrze-ciecz. Niemcy ustalili, że nić pajęcza stanowi dobrą macierz dla trójwymiarowych hodowli skóry. Zarówno linie keranocytów, jak i fibroblastów dobrze przylegają do oprzędu i się namnażają. Podążając śladem nici, komórki rozprzestrzeniają się, tworzą sieć i już po tygodniu osiągają etap spójnej warstwy. Wendt, która zajmuje się chirurgią rekonstrukcyjną, podkreśla, że opracowanie nowych matryc do odnowy skóry to pilna kwestia. Idealny biomateriał powinien sprzyjać przytwierdzaniu, namnażaniu i wzrostowi komórek. Poza tym powinien ulegać rozłożeniu we właściwym czasie, nie wydzielając przy tym szkodliwych związków i nie wyzwalając patologicznej odpowiedzi immunologicznej. Wydaje się, że jedwab wiodący pająków Nephila, służący do budowy szkieletu pajęczyny i nici asekuracyjnych, w dużej mierze spełnia większość tych wymogów. Jedwab wiodący ma niezwykłą wytrzymałość, podobną jak w przypadku kewlaru, a jednocześnie jest od niego o wiele bardziej rozciągliwy. Rozciągliwość jedwabiu wynosi 25-35%, a materiału używanego do produkcji kamizelek kuloodpornych zaledwie 5%. To ważne cechy określające łatwość użycia i przenoszenia wielu implantów. W odróżnieniu od nici jedwabników morwowych, nici pajęcze nie prowadzą do odrzucenia przeszczepów. Nie są bowiem pokryte białkiem serycyną. Niemcy uważają też, że jedwab pajęczy może mieć właściwości antybakteryjne. Zespół z Hanoweru ujawnił, że jedwab wiodący pozostaje stabilny w dużym zakresie temperatur (nawet do 250°C). Nie rozpuszcza się w wielu organicznych i wodnych roztworach, a także w słabych kwasach i zasadach. Sprzyja wiązaniu i wzrostowi komórek tak samo dobrze jak kolagen.