几个世纪以来,人们就知道了蛛丝的药用价值。古希腊人和罗马人用蜂蜜和醋清洗伤口,然后用蜘蛛网来止血。

蜘蛛丝是自然界神奇的材料之一,比尼龙更柔韧,比人的头发还要细,就其质量而言,比钢铁还要坚固。蜘蛛网和巢穴就是由这种令人难以置信的天然蛋白质织成的,蜘蛛用细线在空中滑翔,以躲避捕食者。现在,科学正在寻求利用丝绸的特性来提供药物和治疗我们的身体。

人们正在探索将人造蜘蛛丝作为一种环保材料来革新工程,纺织品和飞机生产,但是在药物输送和组织再生中将其用作生物活性材料是相对较新的概念。合成丝的特性意味着它足够坚固和灵活,可用于人造韧带,手术缝合线和用于组织修复的细胞支架。

但是,为人类生产所需数量的蛛丝是困难的。蜘蛛是食肉动物,不能像蚕一样进行养殖。因此,一家公司使用转基因的蚕来制造蜘蛛丝。另一个研究小组将蜘蛛基因剪接至大肠杆菌中,以产生更具弹性但较弱的丝纤维。

现在,研究人员正在利用大肠杆菌产生的蚕丝来创建可生物降解的网片,从而加速组织生长。用抗生素装饰纤维意味着可以为患者提供控制释放,以抵抗缓慢愈合的伤口中的感染。

但是,最奇怪的生产方法是犹他州立大学对转基因山羊的使用,这种转基因山羊的基因经过改变,可以在牛奶中产生蜘蛛丝。山羊丝的未来应用包括用于医疗植入物的凝胶,胶水和涂层。

纺纱是制造人造丝的又一挑战。蜘蛛自然会产生多达七种不同的类型,这取决于它们使用的腺体和旋转方式。人类试图模仿这些过程的尝试包括使用微流控系统操纵丝绸,使用湿纺将化学物质混合以产生丝绸聚合物以及使用电荷引出丝线的静电纺丝。

这些过程中使用的有害化学物质会使丝绸聚合物无法在医疗产品中使用。但是,瑞典大学的一个团队通过将液滴放置在微观硅柱顶部以形成三种不同类型的生物活性丝蛋白,来形成三种类型–用于癌症治疗的纳米线,用于检测生物标记物的涂层以及用于支架以促进细胞生长的薄片。

自动从水凝胶中取出丝绸是快速扩大生产规模的另一种选择。现在,来自日本研究所的致力于可持续制造的科学家利用海洋细菌和光合作用建立了所谓的微生物工厂。

为了生产合成的拉缠丝,蜘蛛将其用作织网,以增强其强度,他们对紫色细菌硫亲红酵母进行了基因改造,从而仅使用海水,盐,氮气,酵母和光来制造丝。整个过程是碳中和的,可能导致大量生产而没有任何环境影响。

拉产丝是另一项开创性医疗技术的组成部分-可用于人体成像的生物透镜。研究人员从一种叫做“爸爸-长腿蜘蛛”的物种中收集了丝绸,并用树脂对其进行了处理。当树脂固定在纤维上时,就制成了高精度的光学透镜。

将来,该技术可用于实现生物组织和人体内部的高分辨率成像。

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