Гелеподобные материалы могут служить основой клетки
Ученые из Северо-западного университета разработали механизм образования жидких кристаллов на основе пептидов, которые могут быть вручную вытянуты в длинные гелеподобные пучки нановолокон с формой лапши. Эти мягкие и гибкие материалы могут быть полезны в качестве основы для роста клеток в биомедицине.
Чтобы создать новый материал, руководитель группы Самуэль Стапп с сотрудниками начали с небольших амфифильных молекул, состоящих из пептидов с длинным алкильными цепями. При нагревании раствора данные молекулы самоорганизуются в двумерные пластинки. При охлаждении раствора эти пластинки трансформируются в пучки ровных нановолокон. Это, в свою очередь, образует жидкий кристалл, который при погружении в солевой раствор, образует длинные «однодоменные» гели подобные лапше, в которых все пучки выровнены в одном направлении.
Процесс извлечения происходит при очень маленьких скоростях, что позволяет осуществлять его вручную, объясняет Стапп, в то время как в схожем процессе электровращения полимеров, необходимы большие механические и электрические силы для создания ориентированных волокон.
Структура геля достаточно прочная к механическому воздействию. К примеру, ученые показали, что из таких структур можно легко сделать узлы и спирали.
Процесс проходит достаточно мягко, что позволяет биологическим клеткам быть включенными в его структуру перед формированием геля и вытягиванием его в нити. В это же время процесс электровращения может убить живые клетки благодаря высоким прилагаемым силам.
Только определенные пептиды с присоединенными к ним алкильными хвостами могут образовывать такие однодоменные гели, по словам Стаппа. Пептидная последовательность должна способствовать формированию ?-листов – типа вторичной структуры белка. Кроме того, последовательность должна включать заряженные аминокислоты, для растворимости в воде.
Стапп с сотрудниками надеются использовать эти материалы как основу в биомедицинской практике для восстановления нервных тканей, кровеносных сосудов и спинного мозга. Стапп особенно тронут перспективой внедрения жидкости непосредственно в ткань. Природные соли в тканях должны обусловить формирование однодоменного геля по месту его введения.
