科學家創造出能癒合傷口的超強蜘蛛絲
科學家們創造出了可以癒合傷口的人造蜘蛛絲。 這種利用微生物生產的絲被編織成繃帶，能有效治療小鼠的創傷。 這種蠶絲強度高、生物相容性好，可用於未來的醫療用途。
如圖所示，科學家們正在透過從微小的空心針陣列中抽絲來製造人造蜘蛛絲，這與蛛形綱動物的做法類似。 圖片來源：改編自《ACS Nano 2024》，DOI: 10.1021/acsnano.4c08557
又到了萬聖節裝飾的時候了，屋子裡到處都是詭異的東西，像是經典的聚酯蜘蛛網。 然而，發表在ACS Nano上的科學家們創造了他們自己版本的人造蜘蛛絲–這種由蛋白質製成的蜘蛛絲可以治癒傷口，而不是嚇唬客人。 這種合成絲足夠耐用，可以編織成繃帶，成功治療了小鼠的關節損傷和皮膚損傷。
蜘蛛絲是地球上最堅固的材料之一，就其尺寸而言，在技術上比鋼鐵還要牢固。 然而，這種材料很難取得，蜘蛛的領地意識太強，攻擊性也很強，無法像蠶那樣集體繁殖，這導致科學家們不得不求助於人工方法。
透過基因工程教導微生物生產蛛絲蛋白就是其中一種選擇，但這已被證明具有挑戰性，因為蛋白質容易黏在一起，降低了蛛絲的產量。 因此，高冰冰及其同事希望修改天然蛋白質序列，利用微生物設計出易於紡絲但仍穩定的蜘蛛絲。
研究團隊首先利用這些微生物生產蠶絲蛋白，並添加了額外的勝肽。 新的多肽遵循澱粉樣多肽蛋白質序列中發現的模式，有助於人造絲蛋白在折疊時形成有序的結構，防止它們在溶液中粘在一起，從而提高產量。
然後，研究人員利用連接在3D 列印機噴嘴上的空心小針陣列，在空中將蛋白質溶液抽成細絲，並將它們紡成較粗的纖維。 這種裝置就像一隻巨大的人造蜘蛛在織網。
隨後，他們將人造絲纖維編織成原型傷口敷料，用於患有骨關節炎（一種退化性關節疾病）和糖尿病引起的慢性傷口的小鼠身上。 研究團隊發現，這些改良敷料比傳統繃帶更能促進傷口癒合。
與使用中性敷料的對照組相比，患有骨關節炎的小鼠在治療2週後腫脹減輕，組織結構得到修復，而患有皮膚損傷的糖尿病小鼠在使用類似敷料治療16天後傷口明顯癒合。 研究人員表示，這種新型絲質繃帶具有生物相容性和生物可降解性，未來可望應用於醫學領域。
編譯自/ ScitechDaily