Мидийный прорыв: Массачусетские инженеры создают суперклей против бактерий

В животном мире мидии являются мастерами подводной прилипчивости. Морские моллюски группируются на камнях и на днищах кораблей. На поверхностях их крепко удерживает даже под ударами волн клейкое вещество, которое мидии выделяют через свою ногу, как называют их мускулистый вырост брюшной стенки.


Прочные клейкие вещества побудили учёных разработать биоинженерные водонепроницаемые клеи. Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) и Свободного университета Берлина (FUB) разработали новый тип клея, который сочетает в себе «приставучесть» ног мидий с противомикробными свойствами другого натурального материала — слизи.

То, что в нашем теле не покрыто кожей, представляет собой слизистые поверхности. Белковые соединения на слизистых оболочках служат физическим барьером от бактерий и других инфекций. Инженеры из MIT и FUB объединили липкие полимеры с белками получаемыми из слизи (муцинами), чтобы составить гель, который прочно прилипает к поверхностям.

Новый клей на основе слизи предотвращает размножение бактерий, прилипая даже к влажным поверхностям. Исследователи предполагают, что после усовершенствования нового вещества в разжиженном состоянии его можно будет наносить, например, распылением, после чего оно загустеет до консистенции липкого геля. Материалом этим можно будет, например, покрывать медицинские имплантаты, чтобы предотвратить размножение бактерий, то есть распространение инфекций.

А ещё вдохновленный моллюсками клей можно сочетать с кератином, натуральным волокнистым веществом (содержится в перьях и волосах), чтобы разработать экологичные упаковочные материалы, пояснил Джордж Деген из MIT.

Чтобы прикрепиться к камню или кораблю, мидии выделяют богатую белком жидкость. Химические поперечные связи действуют как точки соединения между белками, позволяя выделяемому веществу одновременно и затвердевать, и прилипать к влажной поверхности.



Как оказалось, аналогичная сшивка наблюдаются в структуре муцина — белка, который является основным компонентом слизи.

Деген смешал растворы натуральных белков муцина с синтетическими полимерами, созданными по образу и подобию выделений из мидий, и наблюдал, как полученная смесь со временем затвердевает и прилипает к поверхностям.


— Деген.

Исследователи наносили экспериментальный состав на две поверхности и обнаружили, что созданный клей удерживает их вместе с силой, как у медицинских клеев, используемых в хирургии.

Исследователи также проверили способность своего клея противостоять бактериям. Они нанесли гель на стёкла и оставили их в нестерильной среде на ночь. К утру стало ясно: на новом покрытии биоплёнка из микробов была намного тоньше, чем на обычном стекле.

Команда разработчиков считает, что, немного поработав над составом, они смогут значительно улучшить прилипание клея. Тогда этот материал может стать прочной и защитной альтернативой существующим медицинским клеям.