Ученые создали наноспагетти, которые невозможно разглядеть невооруженным глазом

Лондонские инженеры-материаловеды совершили прорыв, превратив обычную муку в сырье для уникальных медицинских повязок. Созданные ими волокна, по сути являющиеся спагетти, в 200 раз тоньше человеческого волоса. Однако главная цель этого кулинарно-научного эксперимента — не гастрономия, а регенеративная медицина. Разработка открывает путь к созданию доступных скаффолдов (каркасов) для восстановления тканей, которые могут быть биоразлагаемыми и безопасными для организма.

Нано-макароны: как мука становится лекарством

Команда исследователей из Лондонского университета (University College London) применила технику электроформовки для получения сверхтонких нитей из крахмала. В ходе процесса раствор муки и жидкости выдавливается через иглу под воздействием высокого напряжения. В результате формируются пористые волокна, которые по своей структуре напоминают внеклеточный матрикс — естественную среду, в которой живут клетки человеческого тела. Ключевая инновация заключается в химической подготовке сырья. В отличие от традиционных макарон, где достаточно лишь муки и воды, ученые добавили в смесь муравьиную кислоту. Этот реагент разрушает крупные спиральные структуры крахмала (амилозу и амилопектин), превращая их в линейные цепочки. Именно эти «строительные блоки» позволяют формировать стабильные нановолокна.

Технологические нюансы и визуализация

Полученные «спагетти» настолько миниатюрны, что их невозможно различить невооруженным глазом — диаметр нити составляет порядка 200 нанометров. Визуально заметной масса становится только после осаждения на специальном коллекторе, где из отдельных нитей формируется тончайшая пленка или мат. Пористая структура этого материала критически важна: она обеспечивает газообмен и отведение влаги, что необходимо для заживления ран без образования рубцов. Разработка имеет потенциал стать «зеленой» альтернативой синтетическим полимерам, используемым в современной хирургии. В отличие от многих пластиков, крахмальные волокна полностью биоразлагаемы и производятся из возобновляемого сырья.

От лабораторного курьеза к клинической практике

Пока что технология находится на стадии лабораторных испытаний. Ученым предстоит провести серию экспериментов, чтобы оценить, как клетки человеческого тела взаимодействуют с этими нановолокнами, как быстро материал разлагается в организме и не вызывает ли он иммунного ответа. Первые данные обнадеживают: пористость и химический состав крахмала делают его идеальным кандидатом для создания повязок при ожогах, а также для восстановления хрящевой и костной ткани. Однако до массового внедрения в больницах пройдут годы. В этом году рынок биоразлагаемых материалов для регенеративной медицины оценивается в несколько миллиардов долларов, и большая часть предложений основана на дорогих синтетических полимерах или коллагене животного происхождения. Разработка лондонских ученых предлагает радикально иной подход: дешевое, растительное сырье и простая технология производства. Если удастся решить проблему масштабирования и стерилизации, тончайшие спагетти могут стать тем самым материалом, который изменит подход к лечению тяжелых ран и травм. Успех проекта будет означать, что привычные продукты питания получат вторую жизнь в качестве высокотехнологичных медицинских инструментов.