Коллаген является наиболее важным структурным белком организма, он укрепляет соединительные ткани, кости и зубы, формирует длинные фиброзные тяжи, являющиеся основой сухожилий. Он также образует тонкие слои ткани, поддерживающие структуру кожи и всех внутренних органов. Практически все ткани организма в той или иной мере зависят от коллагена.
В медицине животный, главным образом коровий, коллаген, используется для восстановления тканей при ожогах и обширных ранах. Он также применяется пластическими хирургами для операций по увеличению губ или щек. Кетгут – рассасывающийся шовный материал – изготавливают из коллагена, полученного из кишечника коров и лошадей.
Попытки синтезировать искусственный коллаген многократно предпринимались в течение последних 30 лет. Проблема заключалась в том, что, до сих пор, ученым не удавалось объединить синтезируемые фрагменты коллагена в длинные фиброзные молекулы.
Однако совсем недавно группе исследователей из Висконсинского университета удалось разработать метод создания точной копии человеческого коллагена в лабораторных условиях. Они научились модифицировать концы синтезируемых коллагеновых фрагментов так, что они приобрели способность к самосборке в длинные волокна. Этот метод позволяет создавать волокна даже более длинные, чем существующие в природе.
Синтетический коллаген более пригоден для использования в медицине, так как он, в отличие от материала природного происхождения, не вызывает иммунного ответа и не является потенциальным переносчиком патогенов.
По словам профессора биохимии Рональда Рейнеса, синтезировать полностью аутентичный коллаген не составляет теперь труда, но ученые предпочли «изменить природу там, где оказалось возможным ее улучшить». Профессор сообщил также, что осталось решить последнюю проблему – как управлять процессом самосборки атомов коллагена, чтобы они образовывали молекулу строго заданного размера.
Нанотехнологи могут использовать синтетический коллаген в качестве своего рода нанопроволоки, т.к. его волокна тоньше даже знаменитых карбоновых нанотрубок, используемых в нанотехнологии.
Покрытые серебром или золотом, коллагеновые волокна могут использоваться в качестве имплантируемых электрических датчиков, которые могут, например, мгновенно информировать диабетиков о резком снижении уровня сахара в крови.
И это только малая часть возможных областей применения искусственных волокон коллагена.
По материалам Bio.com.
