Un equipo científico internacional en el que participan investigadores de UPM ha desarrollado un método bioinspirado que, por primera vez, permitirá a los investigadores hilar fibras de seda artificial como lo hacen las arañas y producir eficientemente kilómetros de seda.
Investigadores del Centro de Tecnología Biomédica de la Universidad Politécnica de Madrid participaron en este proyecto de investigación que se publicó recientemente en la revista Biología química de la naturaleza . Los resultados del estudio muestran el primer procedimiento para producir seda de araña artificial imitando el procedimiento natural de las arañas. Esta imitación se obtuvo desarrollando proteínas recombinantes con la misma solubilidad en agua que la seda natural y un sistema de hilatura basado en, comoSe produce en las glándulas de araña, soluciones acuosas, estrés generado durante el hilado y reducción del pH
La producción de fibras que igualan o mejoran las excelentes propiedades de la seda de araña es un gran avance, ya que otros trabajos anteriores solo utilizaron soluciones acuosas. Los investigadores demostraron que es posible producir kilómetros de fibras con propiedades mecánicas similares a la seda de araña.Este material tiene excelentes aplicaciones en el campo de la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, entre otros.
Las sedas son materiales con gran biocompatibilidad y excelentes propiedades mecánicas debido a su gran resistencia y deformabilidad. Sin embargo, no todas las sedas son iguales. En comparación con la seda obtenida de los gusanos especie Bombyx mori, la producción de seda por las arañas tiene una mejor mecánicapropiedades y se considera la fibra natural con las características mecánicas más altas.
Estas características hacen que la seda de araña sea un excelente candidato como biomateriales en la ingeniería de tejidos. Sin embargo, a diferencia de lo que sucede en el caso de las sedas de gusano, la seda de araña no se había producido antes a escala industrial ya que las arañas son animales solitarios y depredadores, lo que dificulta sucrecer en cautiverio.
La seda de araña se compone de proteínas spidroins que, antes de la hilatura, permanecen almacenadas como una solución acuosa en glándulas específicas del animal. Estudios previos realizados por miembros del equipo de investigación de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas y el Instituto Karolinskasugieren que hay un gradiente de pH significativo en las glándulas de seda.
La regulación del gradiente afecta a partes específicas de las proteínas de seda de araña y, como resultado, la fibra se forma rápidamente en una ubicación particular en el aparato de producción. Esto ayuda a diseñar una proteína de seda de araña artificial que incluye secuencias de aminoácidos de las spidroins de dosdiferentes especies. Se ha demostrado que esta proteína quimérica es tan soluble en agua como las proteínas de seda de araña natural, lo que permite a los investigadores producir grandes cantidades de seda utilizando bacterias. Por lo tanto, la producción de seda de araña artificial es escalable y, por consiguiente, interesante para la industria.
Para imitar el proceso natural que ocurre en la glándula de seda de las arañas, el equipo de investigación, dirigido por la profesora Anna Rising, ha construido un eficiente proceso de hilado biomimético en el que, al reducir el pH y con la ayuda del estrés que apareceen el conducto de hilatura de fibra, puede obtener fibras kilométricas de la solución de proteína acuosa.
Según los investigadores, "este es el primer ejemplo exitoso de hilado de seda de araña biomimética. Hemos diseñado un proceso que recapitula muchos de los complejos mecanismos moleculares del hilado de seda nativa. En el futuro esto puede permitir la producción industrial de seda de araña artificialpara aplicaciones de biomateriales o para la fabricación de textiles avanzados "
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Materiales proporcionado por Universidad Politécnica de Madrid . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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