Клеи, которые прочно работают под водой, достаточно сложно создать, но они могут быть полезны для подводного ремонта или заживления тканей в организме человека. Исследователи разработали новый тип адгезивного гидрогеля, который сочетает в себе цепкость мидий и прочность паучьего шелка.

Мидии - маленькие цепкие моллюски, выделяющие специфические белки, которые позволяют им крепко держаться на поверхности скал даже под ударами океанских волн. В своих предыдущих исследованиях учёными изучался вопрос о том, как белки ножек мидий (Mfps) могут быть использованы для создания адгезивов, которые будут применяться в морской среде или в качестве хирургического клея. Для обеспечения стабильности в воде эти Mfps обычно встраивают в гидрогель, но это влечет за собой снижение прочности самого клея.

Учёные Массачусетского технологического института разработали клейкий биогель на основе белков ножек мидии и искусственного паучьего шелка

 

"Многие клеи на основе Mfp довольно непрочные", - говорит Юджин Ким, первый автор исследования. Когда вы используете их для склеивания двух поверхностей под водой, клей прилипает к каждой из двух поверхностей, но легко разрывается, как если бы вы разделили печенье "Орео" и остались с кремом с обеих сторон".

Поэтому для нового исследования ученые из Вашингтонского университета в Сент-Луисе объединили гидрогель Mfp с другим биосовместимым материалом. Ранее в этом году команда ученых продемонстрировала синтетический паучий шелк, который был прочнее и эластичнее настоящего, поэтому ученые объединили белки шелка-амилоида из этого проекта с белками ножки мидии, чтобы создать "три-гибридный белок".

Исследователи проверяют прочность нового клея на разрыв.

Фучжун Чжан

 

"Мы разработали технологию, которая позволила нам контролировать как плотность, так и клейкость гидрогеля", - говорит Фучжун Чжан, ведущий автор исследования. "Гель немного плотнее воды, поэтому его можно легко использовать под водой и наносить на две поверхности или между ними".

Команда создала специальных модифицированных бактерий для выращивания новых белков, что позволило им точно отрегулировать каждую часть процесса для достижения необходимых свойств. Таким образом, этот гель может применяться во всех областях - от ремонта морских судов до заживления повреждений тканей в организме человека. В частности, команда говорит, что это может помочь при повреждениях сухожилий и переломах костей, которые невозможно устранить с помощью швов.

Исследователи Массачусетского технологического института Хену Юк, Цзинцзин Ву и Сюаньхэ Чжао

"Между пауками, моллюсками, бактериями и разрывом вращательной манжеты плечевого сустава очень мало общего", - говорит Янг-Шин Джун, автор исследования. "Замечательно, что лаборатория Чжан смогла объединить лучшее из первых трех и создать новый материал, который может служить в качестве прочного и эластичного биоклея. Будет еще круче, когда мы сможем использовать его в медицине например для восстановления травм плеча или переломах".