Сегодня ученые разных стран работают над созданием биосовместимых медицинских материалов, способных склеивать биологические ткани во влажной среде организма, в том числе в кровяном русле.
Несколько лет назад в лаборатории белковой инженерии НИЦ "Курчатовский институт" — ГосНИИгенетики синтезировали аналог белков-спидроинов, используемых пауками-кругопрядами для создания каркасной нити паутины. Уникальный материал — "искусственная паутина" — обладает большой прочностью и легкостью, а также высокими регенеративными свойствами. Разработчики уже получили на основе спидроинов различные надмолекулярные формы: пленки, трехмерные скаффолды (каркасы для формирования разных видов тканей), гидрогели, микрогели, трубки. Исследования по улучшению свойств спидроинов продолжаются.
Так, ученые давно обратили внимание на свойства белков ноги мидий. Эти моллюски выделяют особые вещества, которые позволяют им прилипать к любым поверхностям в своей среде обитания.
— Мидии продуцируют фермент тирозиназу, который способствует склеиванию белков. Мы создали такой же фермент в лабораторных условиях и им обрабатывали наши ранее созданные спидроины. Выяснилось, что они становятся более липкими и, самое главное, сохраняют свойства склеивания во влажной среде, — сообщил ведущий научный сотрудник лаборатории белковой инженерии НИЦ "Курчатовский институт" Владимир Богуш.
Эксперименты, проведенные исследователями, показали высокую прочность склеивания сухожилий, кожи и костей животных, а также ПВХ-пластика, стекла, металла, полилактида, дерева. Белковый клей, полученный нашими учеными, обладает самой высокой в мире прочностью склейки среди белковых биосовместимых клеев.
Прежде всего, такой клей необходим в медицине, например, при повреждениях сухожилий или переломах костей. По словам В. Богуша, во влажной среде человеческого организма такой клей способен работать во многих тканях: может склеить мышцы, кости, помочь даже в случае сложных ранений, когда требуется собрать кость, раздробленную на осколки. В частности, это находка для челюстно-лицевой хирургии: у врачей появится возможность операции по склеиванию костей челюсти.
Одно из главных достоинств медицинского суперклея — его полная биосовместимость и безопасность. Кроме того, он полностью разлагается до аминокислот, замещаясь при этом на вновь образованные собственные ткани организма.
Исследования продолжаются: сейчас в лаборатории совершенствуют состав клея. В результате дальнейших исследований могут быть разработаны и другие адгезивы, работающие во влажной среде организма и пригодные для соединения тканей человека, покрытия медицинских изделий, а также в качестве депо для доставки лекарств.