Τα οδοντικά εμφυτεύματα χρησιμοποιούν τιτάνιο διότι είναι ισχυρό και δε βλάπτει τους ιστούς, αν και στερείται ορισμένες από τις ευεργετικά προνόμια των φυσικών ιστών όπως τα οστά και τα δόντια. Εμπνευσμένοι από το ταπεινό μύδι το οποίο μπορεί να προσκολλάται πολύ σφιχτά σε μεταλλικές επιφάνειες λόγω των ειδικών πρωτεϊνών που βρίσκονται στις ίνες βύσσου του, οι επιστήμονες στο RIKEN σύναψαν επιτυχώς ένα βιολογικά ενεργό μόριο σε μία επιφάνεια τιτανίου.
Η εξέλιξη αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει σε εμφυτεύματα περισσότερο ευεργετικά βιολογικώς, σύμφωνα με τους ερευνητές. Η εργασία τους προέρχεται από προηγούμενες ανακαλύψεις ότι η πρωτεΐνη του μυδιού L-DOPA συνδέεται πολύ σφιχτά σε λείες επιφάνειες, όπως πέτρες, κεραμικά και μέταλλα. Η L-DOPA επίσης χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον.
“Σκεφτήκαμε ότι θα ήταν ενδιαφέρον να προσπαθήσουμε να χρησιμοποιήσουμε διάφορες τεχνικές για να επισυνάψουμε μια βιολογικά ενεργή πρωτεΐνη – στην περίπτωση μας επιλέξαμε τη IGF-1 που προωθεί τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό – σε μία επιφάνεια τιτανίου όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στα εμφυτεύματα,” δήλωσε ο Chen Zhang από το RIKEN Nano Medical Engineering Laboratory και αρχισυντάκτης της μελέτης.
Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA και επεξεργασίας με τυροσινάση, οι ερευνητές δημιούργησαν μία υβριδική πρωτεΐνη που περιείχε ενεργά μέλη τόσο της L-DOPA όσο και της IGF-1. Δοκιμές έδειξαν ότι οι πρωτεΐνες ήταν σε θέση να λειτουργούν κανονικά.
Με την ενσωμάτωση της L-DOPA, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι οι πρωτεΐνες συνδέθηκαν σφιχτά με την επιφάνεια του τιτανίου και παρέμειναν προσκολλημένες ακόμη και όταν το μέταλλο πλύθηκε με αλατούχο διάλυμα. Αυτό μοιάζει με τις ιδιότητες που έχει το μύδι να προσκολλάται σταθερά σε μεταλλικά αντικείμενα ακόμη και κάτω από το νερό.
“Είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι με το συγκεκριμένο εύρημα επειδή η διαδικασία τροποποίησης είναι καθολική και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί και με άλλες πρωτεΐνες. Αυτό θα μπορούσε να μας επιτρέψει να προετοιμάσουμε νέα υλικά ενίσχυσης της κυτταρικής ανάπτυξης με πιθανές εφαρμογές στα συστήματα καλλιέργειας κυττάρων και αναγεννητικής ιατρικής,” δήλωσε ο Yoshihiro Ito, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Emergent Bioengineering του RIKEN Center for Emergent Matter Science.
“Και είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον ότι αυτό είναι παράδειγμα βιομιμητικής, όπου η φύση μπορεί να μας διδάξει νέους τρόπους για να κάνουμε πράγματα,” δήλωσε ο Ito. “Το μύδι μας έχει δώσει νέες ιδέες που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να ζήσουμε μία υγιέστερη ζωή.”
Η μελέτη, “A Bioorthogonal Approach for the Preparation of a Titanium-Binding Insulin-like Growth-Factor-1 Derivative by Using Tyrosinase,” δημοσιεύτηκε από το Angewandte Chemie.
Πηγή: http://www.dentistrytoday.com/news/industrynews/item/1092-researchers-use-a-little-mussel-to-improve-implant-performance
Last modified: July 28, 2022
