Los ingenieros de la Universidad de Tufts han creado un nuevo formato de sólidos hechos de proteína de seda que se puede preprogramar con biológicos, químico, u funciones ópticas, como componentes mecánicos que cambian de color con la tensión, entregar drogas, o responder a la luz, según un artículo publicado en línea esta semana en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

Usando un método de fabricación a base de agua basado en el autoensamblaje de proteínas, los investigadores generaron materiales a granel tridimensionales a partir de fibroína de seda, la proteína que le da a la seda su durabilidad. Luego manipularon los materiales a granel con moléculas solubles en agua para crear múltiples formas sólidas, de la nano a la microescala, que han incrustado, funciones prediseñadas.

Por ejemplo, Los investigadores crearon un alfiler quirúrgico que cambia de color a medida que se acerca a sus límites mecánicos y está a punto de fallar. tornillos funcionales que se pueden calentar bajo demanda en respuesta a la luz infrarroja, y un componente biocompatible que permite la liberación sostenida de agentes bioactivos, como las enzimas.

Aunque se necesita más investigación, Las aplicaciones adicionales podrían incluir nuevos componentes mecánicos para ortopedia que se pueden incorporar con factores de crecimiento o enzimas. un tornillo quirúrgico que cambia de color a medida que alcanza sus límites de torque, hardware como tuercas y tornillos que detectan e informan sobre las condiciones ambientales de su entorno, o artículos para el hogar que se puedan remodelar o remodelar.

La estructura cristalina única de la seda la convierte en uno de los materiales más resistentes de la naturaleza. Fibroina, una proteína insoluble que se encuentra en la seda, tiene una notable capacidad para proteger otros materiales al mismo tiempo que es completamente biocompatible y biodegradable.

"La capacidad de incorporar elementos funcionales en biopolímeros, controlar su autoensamblaje, y modificar su forma final crea oportunidades significativas para la fabricación bioinspirada de materiales multifuncionales de alto rendimiento, "dijo el autor principal y correspondiente del estudio, Fiorenzo G. Omenetto, Doctor. Omenetto es el profesor Frank C. Doble en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts y también tiene una cita en el Departamento de Física en la Escuela de Artes y Ciencias.