Шелковые чернила для медицинского применения

Видео: Невидимые чернила - химический опыт для шпионов!

Шелковые чернила с энзимами, антибиотиками, антителами, наночастицами и ростовыми факторами – это революционный инструмент, который в скором времени перевернет регенеративную медицину и повседневную клиническую практику.

Новое изобретение инженеров из Университета Тафтса – яркое тому подтверждение.

В журнале Advanced Materials сотрудники отделения биомедицинского инжиниринга TU рассказали о шелковых чернилах, которые можно наносить на медицинские изделия и одежду для своевременного выявления болезнетворных бактерий.

И это только начало.

Струйная печать вообще – одна из самых простых и дешевых технологий печати. Поэтому ученые активно трудятся над созданием специальных биомолекул для струйной печати, которые будут иметь самые разные свойства и области применения. К сожалению, высокая чувствительность к нагреванию и нестабильность компонентов современных биомедицинских чернил ограничивает их возможности.



И здесь приходит на помощь фиброин (fibroin) – очищенный протеин шелка, который обладает уникальной стойкостью и подходит для применения в медицине, фармации, сельском хозяйстве, оптоэлектронике. Этот полностью натуральный полимер, который выделяют некоторые пауки и тутовый шелкопряд, может стабилизировать такие чувствительные вещества, как ферменты, гормоны, антитела.



Доктор Фиоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto), соавтор новой технологии, говорит: «Мы справедливо полагали, что раствор протеина шелка, который пригоден для струйной печати, станет универсальным цементирующим материалом для многочисленных биомедицинских чернил. Это позволит шелковым чернилам после нанесения на медицинские изделия длительное время сохранять заданные свойства».

При помощи такого простого природного рецепта американские исследователи создали целую линейку шелковых чернил для биомедицинского применения.

Ниже приведены только несколько самых перспективных вариантов:

• Чувствительные к бактериям полидиацетилены (PDA), которые наносятся на хирургические перчатки. В случае микробной контаминации изделия на нем проступает яркая надпись «contaminated» («заражено»). На данный момент чернила реагируют на кишечную палочку, но спектр выявляемых бактерий можно расширить.
• Протеины, которые стимулируют рост костной ткани (BMP-2). Чернила предварительно наносятся на любые изделия, с которыми должна срастаться костная ткань (например, на поверхность костных имплантатов).
• Ампициллина натриевая соль в виде чернил, которые могут применяться в лабораториях для проверки распределения или чувствительности микробов к антибиотику. В будущем можно будет вводить в чернила другие препараты.
• Золотые наночастицы. Чернила с золотыми наночастицами наносятся на бумагу и другие материалы, предназначенные для научных целей. В частности, в биологии и фотонике.
• Ферменты и антитела, которые наносятся на различные биосенсоры для выявления определенных токсинов, лекарственных веществ, продуктов обмена веществ и т.д.

Видео: Применение каркасных пирамид "НИКО ПОЛ" в медицинской практике и в домашних условиях

Ученые из Университета Тафтса работают над шелковыми чернилами совместно со своими коллегами из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне. Они утверждают, что потенциал новой технологии в медицине практически безграничный.
К примеру, доктор Оменетто сегодня работает не только над умными хирургическими перчатками, но и над универсальными повязками, на которые будут наноситься разные лекарственные вещества, избирательно выделяемые в пораженные ткани.