Техно Факт
Новости Технологий Будущего и Науки
Биоматериал со свойствами мыщц
May 2010
Многие исследовательские группы пытаются разработать материалы с свойствами как у мышц. Одной из самых больших трудностей является создание такого свойства мышц, как упругости - это способность менять форму и выдерживать большие напряжения. В настоящее вреся исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC) в Ванкувере, Канада, синтезировали белок на основе материала, который растягивается так же, как и реальный мускул.
Новый материал достигает эластичности мышц, имитируя микроскопическую структуру гигантских белков мышц, называющегося тайтина. Структура тайтина напоминает нитку с бисером - шарики, сложенных последовательностей белка, связаны в разъемах, неструктурированные последовательности. Хунбинь Ли, химик UBC, и его коллеги создали новый материал, который имитирует эти структуры. Они выбрали механически стабильную последовательность белков, которая складывается в саму себя в форме шариков, и другой белок, называемый ресилин, в качестве гибких разъемов.
В результате "мини-тайтин" - белок, который похож на тайтин структурно, но гораздо компактнее, замечает Ли. Исследователи химически связывает отдельные нити белка вместе, чтобы сформировать гидрогель - легкий, твердый материал, который состоит в основном из воды, - и затем испытать механические свойств материала. Команда описывает работу в одном из недавних выпусков журнала Nature.
При проверке материалов, Ли и его коллеги обнаружили, что он вел себя подобно реальной мышечной ткани. При небольшом вытягивании, он стагивался обратно, как упругая резинка. Если натянуть более энергично, четочные области белка разворачиваются, и он потребляет некоторое количество энергии, прежде чем вернуться в исходное состояние.
"Это хороший прогресс по линии строительства искусственных мышц", говорит физик Дэвид Вайц из Гарвардского университета, чья группа изучает структуру сети мышечных белков. Другие группы работают над созданием электроактивных полимеров, которые сокращаются, когда стимулируется электрический сигнал, так что "мышцы" будут находиться под контролем. Текущий материал не имеет такой функции, но добавил, что будет "следующий шаг", говорит Вайц.
Искусственные мышцы однажды будут быть использован в качестве трамплина для выращивания мышц, возмещающих материальный ущерб у больных, в биологически совместимых устройствах для медицинских приложений, и даже для управления роботами без применения двигателей. Однако, так как белки, как правило, раскладываются при высоких температурах и в жестких условиях окружающей среды, это не делает их идеальным выбором для промышленного применения.