Спасительные нити паука
Новый материал на основе паутины и наноматериалов создали в Университете ИТМО для заживления и визуализации состояния медицинских швов
«Заживляющий материал на основе паутины создали петербургские ученые» — этим летом подобные заголовки появились в информагентствах и СМИ, среди новостей о достижениях российской науки эта стала одной из самых популярных. В ней, конечно, есть элемент понятного для медиа парадокса — страшные пауки и чудесное исцеление. Но кроме того, как оказалось, это и в самом деле интересная с научной точки зрения работа, к тому же ее ключевой автор — совсем молодая исследовательница, магистрантка химико-биологического кластера Университета ИТМО Елизавета Мальцева.
Новый материал в научной лаборатории SCAMT при Университете ИТМО (ранее — Ленинградский институт точной механики и оптики) создан на основе технического задания на подкожные медицинские швы нового поколения. В задачу входило найти материал, который способствует заживлению ран, приспособлен для визуализации биологических процессов в удобном для работы спектре. При этом, конечно, материал должен был быть нетоксичным, биосовместимым, а также соответствующим стандартам «зеленой» химии. И эта задача была решена — пока в лабораторных тестах, впереди тестирование на живых организмах. Разработка, как считают ее авторы, поможет отслеживать бактериальное заражение и предупредить осложнения после хирургической операции. Кроме того, работа расширяет поле исследования и применения композитов на основе биоматериалов.
О практических перспективах нового материала, об атмосфере в российской науке и условиях для молодых ученых мы поговорили с автором исследования Елизаветой Мальцевой.
Паутина и наноточки
— Почему именно пауки и наноматериалы?
— Вообще, паутина — очень перспективный природный материал — полимер, который сочетает в себе превосходные механические и биологические свойства. По прочности и совместимости с биоматериалами она выигрывает даже у широко используемых коконов шелкопрядов, хотя мы знаем о ней немного. Что касается пауков из нашего исследования, то они принадлежит к норному виду Linothele fallax. Причем те плетут не обычную радиальную домовую паутину, а шелковое полотно, которое удобно собирать в больших количествах. Из его соединения с наночастицами получаются и впоследствии тестируются гибридные материалы с новыми свойствами. В нашем случае для создания подкожных медицинских швов мы совместили паутину и углеродные точки.
— А что это такое?
— Углеродные точки — это сравнительно новый класс наноматериалов в виде маленьких сфер диаметром в несколько нанометров. Они обладают флуоресцентными свойствами: проще говоря, светятся при поглощении энергии, в данном случае света с определенной длиной, и сохраняют эту способность очень долго. Так, у нас они становятся красными под воздействием синего света. Их также очень легко синтезировать при помощи нагревания: одной стадии достаточно, чтобы получить нужный материал. Углеродные точки без проблем совмещаются с биоматериалами, нетоксичны для организма человека и постепенно выводятся из него. Поэтому они широко применяются в разных сферах — в биовизуализации, анализе и изменении скорости химических реакций, энергосбережении, точечной доставке лекарственного вещества в организм и в электронике.