Волосатые решения биосовместимость
Традиционно, использование волосы основе кератинами в биоматериалов был ограничен внимание исследователей на гидролиз белков, а не на сохранение структуры белка. Сейчас ученые в Юго-западном исследовательском институте (SwRI, Сан-Антонио, штат Техас; <a target="_blank" href="http://www.keratin.swri.org" rel="nofollow"> www.keratin.swri.org </ A>) разработали способ химически и физически изменить структуру кератинами ', сохраняя при этом белки' биосовместимости и структурную целостность. В результате новое семейство биоматериалов с перспективных для применения в заживлении ран, доставки лекарств, тканевой инженерии и других медицинских приложений.
SwRI кератина в основе биоматериалов изготавливаются путем приостановления солюбилизированный нарезанные человеческие волосы, обильный источник кератина в водной смеси восстановителей, таких как сульфид натрия, натрий сероводородный, меркаптоэтанола или mercaptoacetic кислоты. Кератинами добывается в рамках кутикулы и разделяется на низкой и высокой молекулярной массы фракции, обладающие, соответственно, хорошую биологическую активность и структурные полезности. "Очень важно для реагентов для солюбилизации кератинами без гидролиз пептидных связей, с тем чтобы с высоким молекулярным весом этих кератинами могут быть сохранены", говорит Марк Ван Дайк, старший научный сотрудник материаловедение кафедра SwRI. Кератинами в вакуумной или вяленая, уступая торт, который измельчают в мелкий порошок. Пока исследователи сократили этих реакций 250 L, производства граммов до килограмма продукта.
Далее, кератинами являются сшитого с полимерами, такими, как полиэтиленгликоля и силиконы, чтобы создать сеть, которая может принимать форму пленки, покрытия, гель, пена, или волокна (фотографии, стр. 23). "Сшивание увеличением молекулярного веса биоматериала, позволяя процессору контролировать вязкоупругости или биологическому разложению," объясняет Ван-Дейк. "Например, мы можем контролировать жесткость кератина гидрогеля, контролируя длины и числа сшивок. Кроме того, за счет контроля чувствительности сшивки к гидролизу, основным механизмом форма деградации естественных условиях-, мы можем контролировать скорость , на котором эти биоматериалы рассасываются в организме, "говорит он. Сшивки процесс способствует высокой реакционной способности функциональных групп (например, карбоксильные, амин, гидроксильные и тиоловых), отходящие аминокислот (в том числе цистеина, глутаминовой кислоты, лизина, тирозина), которые формируют основу кератина.
"Человек кератинами больше, чем синтетические биосовместимые, биомиметические, или не-человека, полученных биомолекул (т.е., бычьего коллагена, альгинаты и хитозан), не только потому, что их источником, но и потому, что Есть более чем 100 гомологов кератина, говорит Ван Дайк . Иммунной системы человека, по его словам, "предварительно профинансированных" для принятия многих структурных изменений кератина-больше, чем для любой другой семьи белка. "Испытания с использованием как в пробирке и в естественных условиях модели показали, что скорость регенерации тканей у животных происходит в 3-4 раза быстрее в присутствии нашего кератина полученных перевязочные материалы", говорит Ван-Дейк. "Что еще несколько месяцев доклинических испытаний, мы считаем, что повязки из кератина гидрогелей могут быть утверждены для человека клинических исследований".
В рамках своего плана коммерциализации, SwRI применяет свои методы к другим источникам кератина, таких, как бычий волос или шерсти. Независимо от источника, говорит Ван Дайк, кератинами будет стоить всего лишь долларов за фунт, по сравнению с альгинатов и хитозана, которые могут стоить от $ 10 до $ 100s/lb и коллагена, который может стоить более $ 1000 / фунт
