Con i recenti progressi, i ricercatori possono sintetizzare la seta con proprietà meccaniche simili a quelle della seta di un vero ragno. Ma l'applicazione di questo materiale a terapie mediche promettenti per malattie come il cancro richiede che gli esseri umani sviluppino una capacità che solo gli aracnidi oi bachi da seta possiedono:la capacità di controllare la formazione della seta.

Una tecnica riportata oggi in Materiale avanzato offre un'alternativa promettente ai metodi sperimentali di formazione della seta che si basano su sostanze chimiche aggressive, dice il professore associato My Hedhammar, ricercatore presso il KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma.

Con elevata elasticità e resistenza paragonabile al Kevlar, la seta di ragno ha attirato l'attenzione per il suo potenziale uso in medicina. I ricercatori sperano che possa fungere da impalcatura per la riparazione dei tessuti, o essere utilizzato per la somministrazione di farmaci, rilevamento di biomarcatori e rivestimenti antimicrobici. Ma trovare un metodo soddisfacente per produrre proteine ​​che imitano la seta si è dimostrato difficile.

"Sono stati fatti tentativi per imitare il processo di filatura utilizzando sistemi microfluidici, filatura a umido ed elettrofilatura, " dice Hedhammar. "Molti di questi processi sono piuttosto complessi da progettare e richiedono sostanze chimiche aggressive come il metanolo per rendere i fili insolubili in acqua dopo la formazione, che ucciderebbe la bioattività necessaria per questi usi medici".

Anziché, i ricercatori hanno attinto a tecniche biochimiche sviluppate di recente che utilizzano superfici micro-modellate per concentrare proteine ​​e formare nanofili organici, rivestimenti o fogli. Il team ha utilizzato una superficie composta da pilastri di silicio di dimensioni micro che sono stati resi idrorepellenti con un agente anti-bagnatura.

I ricercatori hanno progettato due tipi di proteine ​​della seta:una con un'affinità per gli anticorpi, e un altro con proprietà di legame cellulare. Posizionando le goccioline delle proteine ​​solubili della seta sopra i pilastri, il team è stato in grado di ottenere tre distinte formazioni di seta sintetica:nanofili (che potrebbero essere utilizzati nella terapia del cancro), rivestimenti locali (potenzialmente utili nella rilevazione di biomarcatori) e fogli di seta (che potrebbero essere utilizzati come scaffold di crescita cellulare).

Per creare nanofili, i ricercatori hanno posizionato una goccia sulla superficie, e poi lo trascinò lateralmente, lasciando fili del materiale che attraversano i pilastri. Allo stesso modo, per creare un foglio, gli scienziati hanno lasciato evaporare una goccia sulla superficie. La stabilità delle lastre è stata verificata immergendole in acqua, così come in un terreno di coltura cellulare, per un certo numero di giorni.

"Le lenzuola sono rimaste intatte, senza segni visivi di dissolvenza, confermando che le proteine ​​si erano trasformate in una forma stabile di seta, ", afferma il co-autore Professor Wouter van der Wijngaart di KTH.

La carta, "Strutturazione di fili di seta di ragno funzionali, Rivestimenti, e lastre per autoassemblaggio su superfici di pilastri superidrofobiche, " è stato co-autore dei ricercatori del KTH Linnea Gustafsson e Ronnie Jansson, oltre a Hedhammar e van der Wijngaart.