Spinnenzijde, het verband van de toekomst?
De natuur heeft opmerkelijke krachten en inspireert vaak uitvinders en wetenschappers. Onder de indruk van de gekko hebben vorsers enkele jaren geleden al een biologisch afbreekbaar, totaal ondoorlaatbaar verband ontwikkeld dat bestand is tegen vocht en bestemd is voor chirurgische doeleinden.
Ze hadden het opmerkelijke mechanisme van de tenen van de hagedis nagebootst. Die tenen bevatten minuscule, vertakte haartjes die onmiddellijk in on- of off-modus kunnen gaan. Daardoor kan de gekko blijven hangen aan of zich verplaatsen op een vast oppervlak zonder dat hij daarvoor enige inspanning lijkt te moeten leveren en zonder aan het substraat te blijven kleven.
Een expert en een chemicus van de Universiteit van Nottingham zijn er nu in geslaagd om van de zijde van een spinnenweb een helend en regenererend verband te maken. Een mooie comeback voor dat materiaal, dat in de oudheid al empirisch werd gebruikt om wonden van Griekse en Romeinse soldaten te genezen.
De Britse vorsers hebben een kliksysteem ontwikkeld om geselecteerde stoffen te bevestigen aan spinnenzijde, die volledig door de bacterie E. coli wordt gesynthetiseerd. Die stoffen kunnen in het eiwit van oplosbare zijde worden "geklikt" voor het eiwit vezels vormt, of zelfs daarna. Het procedé omvat dus productie van zijde-eiwitten in een bacterie die wordt gevoed met het aminozuur L-azidohomoalanine, dat dat "klikeffect" mogelijk maakt.
De auteurs hebben zo zijdedraden kunnen maken die bekleed zijn met de geselecteerde stoffen. Een ontdekking die ze hebben uitgetest met levofloxacine, een fluorochinolonantibioticum dat onder meer wordt voorgeschreven bij chronische bronchitis en bacteriële darminfecties. De synthetische spinnenwebzijde gaf levofloxacine progressief af gedurende vijf dagen.
Spinnenzijde is bovendien resistent, biocompatibel, biologisch afbreekbaar (respecteert dus het milieu) en bestaat uit eiwitten die geen immunologische, inflammatoire of allergische reactie blijken te veroorzaken.
Naast transport en afgifte van stoffen kan je je nog meerdere andere toepassingen indenken voor die therapeutische zijde: wondzorg, behandeling van andere huidletsels, weefselengineering en regeneratieve geneeskunde. De spinnenzijde kan immers worden gebruikt om verbanden te maken die zich lenen voor diverse medische toepassingen.
"Dankzij onze techniek zou een infectie gedurende weken of maanden kunnen worden voorkomen dankzij een gecontroleerde diffusie van geneesmiddelen", zei prof. Neil Thomas enthousiast. "De zijdevezels zouden ook de regeneratie van weefsels versnellen en zouden daarbij fungeren als een tijdelijk substraat, dat daarna biologisch wordt afgebroken."
Een dergelijk verband zou ook kunnen helpen bij de behandeling van wonden die traag genezen, zoals ulcera bij diabetespatiënten. Wonden bij diabetespatiënten genezen immers trager wegens een slechte doorbloeding.
(referentie: Advanced Materials, 28 december 2016, DOI: 10.1002/adma.201604245)