Odblokuj tajną moc Muzy Morskiej

Jak stworzyć silne, szybko uwalniające się wiązania pomiędzy żywą i nieożywioną tkanką? To pytanie nadal stanowi zagadkę dla bioinżynierów, których celem jest tworzenie materiałów łączących się ze sobą na potrzeby zaawansowanych zastosowań biomedycznych.

Szukaj inspiracji w naturze i Badania prowadzone przez McGilla Skupiła się na bisioru morskim, włóknistej twierdzy, której te małże wykorzystują do zakotwiczenia się w siedliskach przybrzeżnych. Bysus przyczepia się do powierzchni skał za pomocą podwodnego kleju, ale drugi koniec (korzeń łodygi bisioru) jest mocno zakotwiczony w miękkiej, żywej tkance małża. Ten obszar kontaktu między żywą tkanką a nieożywionymi korzeniami łodygi bisioru jest znany jako interfejs biotyczny i jest przedmiotem badań przeprowadzonych przez profesora chemii Uniwersytetu McGill, Matthew Harringtona.

„Do tego momentu zagadkowe było, w jaki sposób biosyntetyczny styk korzeni i łodygi Albissusa może być wystarczająco mocny, aby wytrzymać ciągłe fale uderzające, ale także zostać nagle uwolniony na żądanie przez małże” – powiedział Harrington. „Wygląda na to, że małż może w jakiś sposób kontrolować swoją moc”.

Zaskakująco potężny, ale możliwy do odpalenia

Po przeprowadzeniu multidyscyplinarnego badania zespół odkrył, że korzeń łodygi dzieli się na około 40–50 liści zwanych blaszkami, które przeplatają się z żywą tkanką, tworząc niezwykle mocne połączenie, przypominające przeplatanie dwóch książek telefonicznych.

„Największą niespodzianką jest to, jak tę siłę można zmniejszyć poprzez pulsujące ruchy miliardów maleńkich, przypominających włosy rzęsek na powierzchni żywej tkanki. Ruch rzęsek jest pod kontrolą neuroprzekaźników serotoniny i dopaminy, co pozwala na szybkie uwolnienie całej wynikają na żądanie” – mówi Harrington, który pełni funkcję kierownika działu badawczego w Kanadzie w dziedzinie zielonej chemii

Odkrycie to jest szczególnie interesujące dla inżynierów biomedycznych i badaczy materiałów, którzy patrzą w przyszłość implantów biologicznych, czujników do noszenia, projektowania interfejsów mózg-komputer i nie tylko.

„Biointerfejs łodyga-korzeń nie przypomina niczego, co można zobaczyć w materiałach wytworzonych przez człowieka i może stanowić ważną inspirację dla następnej generacji biointerfejsów” – powiedział Harrington. „Ponieważ dalszy postęp medycyny będzie zależał od nowego projektu biointerfejsu, odkrycia te mogą mieć wpływ na zdrowie ludzi w przyszłości”.

O badaniu

Solidny, szybko uwalniający się biointerfejs w małżach, w którym pośredniczy adhezja oparta na rzęskach serotoninergicznych Matthew Harrington i inni, opublikowano dnia Nauki.

Zastrzeżenie: AAAS i EurekAlert! Nie ponosimy odpowiedzialności za dokładność biuletynów publikowanych w EurekAlert! Za pośrednictwem instytucji wnoszących wkład lub do wykorzystania jakichkolwiek informacji za pośrednictwem systemu EurekAlert.