Gli ingegneri della Tufts University hanno creato un nuovo formato di solidi a base di proteine ​​della seta che possono essere preprogrammati con metodi biologici, chimico, o funzioni ottiche, come componenti meccanici che cambiano colore con lo sforzo, consegnare farmaci, o rispondere alla luce, secondo un articolo pubblicato online questa settimana in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ).

Utilizzando un metodo di fabbricazione a base d'acqua basato sull'autoassemblaggio delle proteine, i ricercatori hanno generato materiali sfusi tridimensionali dalla fibroina di seta, la proteina che conferisce alla seta la sua durata. Quindi hanno manipolato i materiali sfusi con molecole solubili in acqua per creare più forme solide, dalla nano alla micro scala, che hanno incorporato, funzioni prestabilite.

Per esempio, i ricercatori hanno creato una spilla chirurgica che cambia colore quando si avvicina ai suoi limiti meccanici e sta per guastarsi, viti funzionali che possono essere riscaldate su richiesta in risposta alla luce infrarossa, e un componente biocompatibile che consente il rilascio prolungato di agenti bioattivi, come gli enzimi.

Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche, ulteriori applicazioni potrebbero includere nuovi componenti meccanici per l'ortopedia che possono essere incorporati con fattori di crescita o enzimi, una vite chirurgica che cambia colore quando raggiunge i suoi limiti di coppia, hardware come dadi e bulloni che rilevano e segnalano le condizioni ambientali dell'ambiente circostante, o beni per la casa che possono essere rimodellati o rimodellati.

L'esclusiva struttura cristallina della seta lo rende uno dei materiali più resistenti in natura. fibroina, una proteina insolubile che si trova nella seta, ha una notevole capacità di proteggere altri materiali pur essendo completamente biocompatibile e biodegradabile.

"La capacità di incorporare elementi funzionali nei biopolimeri, controllare il loro autoassemblaggio, e modificare la loro forma definitiva crea opportunità significative per la fabbricazione bio-ispirata di materiali multifunzionali ad alte prestazioni, " ha detto l'autore senior e corrispondente dello studio Fiorenzo G. Omenetto, dottorato di ricerca Omenetto è Frank C. Doble Professor nel Dipartimento di Ingegneria Biomedica presso la Scuola di Ingegneria della Tufts University e ha anche un incarico nel Dipartimento di Fisica della Scuola delle Arti e delle Scienze.