Ученые из лаборатории биоинженерии и биопринтинга, а также лабораторий природоподобных материалов Института фундаментальной медицины БГМУ и аддитивных технологий Межвузовского кампуса работают над проектом создания биоматериала на основе шелка паутины, который будет использоваться в регенеративной медицине и тканевой инженерии. Проще говоря, здесь исследуют биологические и механические свойства паутины in vitro на стволовых клетках человека.
🔹
Исследование структуры паутинного волокна открывает широкие возможности, так как этот материал можно применять в различных сферах, например, для разработки гелей для 3D-печати.
Идея использования паутины в качестве биоматериала была выдвинута ректором БГМУ, академиком РАН, доктором медицинских наук, профессором Валентином Павловым. Он ознакомился с исследованиями, связанными с трихонофилами — крупными пауками-сетеплетами. В лаборатории БГМУ уже проводятся эксперименты с пауками-птицеедами, но в ближайшее время планируется также приобретение трихонофилов.
“Эта паутина обладает антибактериальными свойствами, на ней не размножаются бактерии, она прочная, стабильна в щелочи, кислоте. Нашими учеными и учеными из нашего вуза-партнера в Германии было замечено, что эта паутина служит для ориентирования клеток при повреждении нервной ткани”, – рассказал Валентин Павлов.
Он пояснил, что ученые по всему миру уже проводят исследования, в которых применяются пауки-птицееды для регенерации аксонов: «Аксоны — это участки нервных клеток, которые отвечают за иннервацию органов, таких как мышцы или эндокринные железы. Это важно для восстановления функций поврежденной или утраченной периферической нервной ткани».
В лаборатории находятся четыре самки пауков вида Chilobrachus dyscolus, размещенные в специально подготовленных террариумах для проведения экспериментов. Каждый день сотрудники лаборатории исследуют паутины пауков-птицеедов, привезенных из юго-восточной Азии, в частности, из Вьетнама.
“У птицеедов, с которыми мы работаем, существует три разновидности паутины. По данным некоторых исследований, внутренний слой кокона обладает значительными антибактериальными свойствами. Внешний слой выполняет механическую функцию, а защитная нить, созданная пауком, предназначена для предотвращения разрывов кокона и отличается прочностью, превышающей прочность обычной нити”, – рассказывает младший научный сотрудник лаборатории аддитивных технологий БГМУ Александр Гладких.
Сотрудники лабораторий занимаются разработкой методик для сбора и обработки материалов, которые предназначены для создания тканеинженерных конструкций с целью регенерации. Они исследуют физиологические свойства, такие как проводимость и возбудимость, а также механические характеристики, включая растяжимость и прочность на разрыв, основываясь на шелке паутины. Кроме того, изучаются биологические параметры, такие как адгезия и пролиферация клеток, а также антибактериальная активность в условиях in vitro. В лаборатории проводится значительная работа по определению оптимальных методов стерилизации паутины.
Фото: Правительство Республики Башкортостан.
“Мы проводим эксперименты, чтобы выявить самый эффективный метод стерилизации шелка паутины. В нашей работе будет использован оптимальный способ, который обеспечивает наивысшую выживаемость клеток в зависимости от типа стерилизации”, – рассказывает Светлана Пятницкая, руководитель лаборатории биоинженерии и биопринтинга Института фундаментальной медицины БГМУ.
В зависимости от полученных результатов, материал будет имплантирован в лабораторное животное. Сначала будет создана модель повреждения нерва, после чего материал на основе паутинного шелка в форме жгута или каркаса будет введен животному для оценки его регенеративного потенциала.
В будущем ученые лаборатории намерены создать повязку для заживления ран и шовный материал, основанный на шелке паутины. Этот проект реализуется в университете в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» в рамках национального проекта «Наука и университеты».
Строительство Межвузовского студенческого кампуса Евразийского НОЦ ведется по поручению Президента РФ в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты», инициированного Министерством образования и науки России. Проект кампуса в Уфе включает студенческое пространство с жилыми помещениями на 4,3 тысячи человек, учебно-научный комплекс, лаборатории, деловые зоны, магазины, уютные скверы и другие объекты, создающие комфортную городскую среду, которые будут доступны как для жителей, так и для гостей города.
Источник и фото: Правительство Республики Башкортостан.
