科学家们创造出了可以愈合伤口的人造蜘蛛丝。 这种利用微生物生产的丝被编织成绷带，能有效治疗小鼠的创伤。 这种蚕丝强度高、生物相容性好，可用于未来的医疗用途。
如图所示，科学家们正在通过从微小的空心针阵列中抽丝来制造人造蜘蛛丝，这与蛛形纲动物的做法类似。 图片来源：改编自《ACS Nano 2024》，DOI: 10.1021/acsnano.4c08557
又到了万圣节装饰的时候了，屋子里到处都是诡异的东西，比如经典的聚酯蜘蛛网。 然而，发表在ACS Nano上的科学家们创造出了他们自己版本的人造蜘蛛丝--这种由蛋白质制成的蜘蛛丝可以治愈伤口，而不是吓唬客人。 这种合成丝足够耐用，可以编织成绷带，成功治疗了小鼠的关节损伤和皮肤损伤。
蜘蛛丝是地球上最坚固的材料之一，就其尺寸而言，在技术上比钢铁还要牢固。 然而，这种材料很难获得，蜘蛛的领地意识太强，攻击性也很强，无法像蚕那样集体繁殖，这导致科学家们不得不求助于人工方法。
通过基因工程教微生物生产蛛丝蛋白就是其中一种选择，但这已被证明具有挑战性，因为蛋白质容易粘在一起，降低了蛛丝的产量。 因此，高冰冰及其同事希望修改天然蛋白质序列，利用微生物设计出一种易于纺丝但仍然稳定的蜘蛛丝。
研究小组首先利用这些微生物生产蚕丝蛋白，并添加了额外的肽。 新的多肽遵循淀粉样多肽蛋白质序列中发现的模式，有助于人造丝蛋白在折叠时形成有序的结构，防止它们在溶液中粘在一起，从而提高产量。
然后，研究人员利用连接在 3D 打印机喷嘴上的空心小针阵列，在空中将蛋白质溶液抽成细丝，并将它们纺成较粗的纤维。 这种装置就像一只巨大的人造蜘蛛在织网。
随后，他们将人造丝纤维编织成原型伤口敷料，用于患有骨关节炎（一种退行性关节疾病）和糖尿病引起的慢性伤口的小鼠身上。 研究小组发现，这些改良敷料比传统绷带更能促进伤口愈合。
与使用中性敷料的对照组相比，患有骨关节炎的小鼠在治疗2周后肿胀减轻，组织结构得到修复，而患有皮肤损伤的糖尿病小鼠在使用类似敷料治疗16天后伤口明显愈合。 研究人员表示，这种新型丝质绷带具有生物相容性和生物可降解性，未来有望应用于医学领域。
编译自/ScitechDaily