Петербургские ученые сумели сделать из паутины ядовитого птицееда бинт и лейкопластырь. Новая технология позволяет из тонких нитей на 3D-принтере напечатать уникальные перевязочные материалы: они помогают ранам и ожогам заживать быстрее.
В учебном корпусе Университета ИТМО в Петербурге на третьем этаже есть комната, которую многие сотрудники обходят стороной, здесь ее называют – «паучьей». Внутрь заходят только смельчаки: там, на стеллажах, стоят контейнеры-домики, в которых «расквартированы» птицееды. Пауков-хищников тут два десятка.
Каждый день магистрантка Лиза Мальцева, ловко орудуя скальпелем, собирает из этих коробок паутину.
Движения, говорит студентка, должны быть быстрые, но плавные – чтобы не напугать насекомых, а то покусают: «Они на самом деле разные и невозможно предсказать, какое настроение у них сегодня будет. Допустим, в один день я могу прийти, и будут все суперспокойные, супердружелюбные, а на следующий день они могут буквально выбрасываться из контейнеров», – добавляет девушка.
Пауки к Елизавете привыкли, но работать все равно приходится в перчатках. Непредсказуемые птицееды, если им что-то не нравится, моментально скидывают с себя ядовитые волоски: попадая на кожу, они вызывают сильный зуд. С одной коробки удается собрать небольшую пластиковую пробирку паутины. Из нее сделают био-чернила для 3D-принтера. Машина напечатает прототипы будущих перевязочных материалов.
Птицеед ядовит, как и многие другие пауки. К слову – вопреки названию, птицеед, или как его еще иногда называют – птицеяд, питается не только мясом пернатых. Он может пообедать другими насекомыми и млекопитающими.
Было время, когда единственным антидотом от укуса, например, тарантула – считались пляски до упаду. Говорят, что именно так появилось название итальянского танца «тарантелла». А вот каракурт действительно способен доставить массу неприятностей своей жертве.
«Так, укус нашего норного паука-тарантула (из семейства пауков-волков) схож, скорее, с укусом осы и имеет в основном местное, локальное действие, – говорит кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Зоологического музея МГУ им. М.В. Ломоносова Кирилл Михайлов. – А вот яд паука-каракурта, живущего в пустынях и на юге степной зоны, гораздо более опасен, так как воздействует на весь организм человека. Наиболее ядовиты крупные самки каракурта в конце лета – начале осени. Известны случаи смертельных отравлений людей при укусах этого паука. Другие опасные для человека ядовитые пауки живут в США, Австралии и некоторых тропических странах».
Членистоногие на людей не охотятся, нападают только в целях самообороны. О том, что они не только больно кусаются, но еще и лечат, человечество знает давно. Еще в древности охотники прикладывали паутину к свежим ранам. Тонкие невесомые нити помогали остановить кровь. А еще насекомых растирали в порошок и добавляли в лекарства.
Сегодня доказательная медицина подтверждает эффективность паутины. Оказалось, в ней содержатся аминокислоты по строению схожие с человеческими. Это укоряет регенерацию тканей. Вот только не все пауки одинаково полезны. Для создания перевязочных нано-материалов подходит именно опасный птицеед, объясняет руководитель лаборатории керамических и природных материалов международного научного центра SCAMT Университета ИТМО Павел Кривошапкин: «В отличие от пауков, которых мы привыкли у нас в России видеть – они плетут не радиальную паутину вокруг деревьев, а застилают свое место жизнедеятельности, свои норы».
Но мало просто собрать паутину – нужно было придумать, как соткать из нее бинт. Инженерам и химикам Университета ИТМО это удалось – они нашли способ сделать из тонких невесомых нитей – желе. А уже из него на 3D-принтере напечатать лейкопластырь.
Суть технологии, говорит студент 1 курса магистратуры Университета ИТМО Егор Рябченко, в следующем: «Добавляются различные растворители – как в случае этих баночек, мы добавляли к ним кислоты, это так называемые кислые паутины, далее мы прибавляем к этой паутине ионы и мы получаем гель для печати».
А еще этот материал можно запрограммировать – придать ему дополнительную эластичность или даже свечение. Для этого паукам делают инъекции. Или добавляют нано-частицы в пищу, например, в сверчков. Таким образом, говорит Павел Кривошапкин, получается своего рода конвейер: «Паук уже сам производит паутину с необходимыми нам свойствами. По сути, это биореактор, который будет получать умные материалы, материалы будущего».
В перспективе из паутины ядовитого птицееда можно будет печатать импланты для протезирования костей и хрящевой ткани. Вот только пауков для этого понадобится слишком много, а промышленное разведение, по словам кандидата биологических наук, старшего научного сотрудника Зоологического музея МГУ им. М.В. Ломоносова Кирилла Михайлова – дело затратное.
«Поэтому в последние 20-30 лет развиваются генно-инженерные методы получения паутины из других животных, которым пересаживают элементы паутинных желез пауков. Первоначально это была бактерия кишечная палочка, теперь это и грибы, и даже позвоночные животные, такие как мыши и козлы. Чтобы вытягивать паутинную нить без использования паутинных бородавок, ученые-технологи научились выделять растворимую в воде фракцию паутины, ведь тянуть нить из раствора гораздо проще. У позвоночных животных паутина выделяется через молочные железы. Пока еще такая искусственная паутина не обладает всеми свойствами натуральной, но наука и технологии постоянно продвигаются вперед. По крайней мере, в США недавно поступила в продажу партия галстуков, сделанных из искусственной паутины», – говорит он.
Все это пока кажется научной фантастикой. Огромные фермы, где выращивают пауков, которые плетут свои сети. А еще – люди-пауки, которые, как в боевиках, будут иметь сверхспособности. Например, те же американские ученые предлагают использовать зоотоксины, в частности – яд птицееда для диагностики причин появления хронических болей. Или создания искусственной человеческой кожи, способной заменить естественные покровы. И такое будущее становится все ближе.
Подробнее в сюжете: Мировой сюжет
Читайте также: