对毛毡草用来捕捉昆虫的胶水的化学分析显示了组织工程的潜力

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茅膏菜叶子上的腺体分泌一种粘性胶,可以诱捕路过的昆虫

胶黏剂肉食性茅膏菜用来诱捕昆虫的胶黏剂也许有一天它会被用作组织工程中的细胞友好型支架美国研究人员已经证明了这一点。这种材料的性质以前在制药和食品工业中被充分利用,但没有得到正确的理解,但新的结构和化学分析表明,它有更多的用途,并为合成生产的生物仿制品指明了方向。

毛毡苔(Drosera sp。)从昆虫身上获取氮和磷,并用叶子上腺体分泌的生物粘合剂将它们困住。研究人员此前观察到这种粘合剂具有生物相容性和高粘弹性,但直到现在它的组成仍然是一个谜。

NanotechnologistMingjun张和俄亥俄州立大学的同事们从实验室种植的茅膏菜植物中提取了这种粘合剂,并通过x射线光电子能谱和原子力显微镜测试了其成分。他们发现,虽然粘合剂几乎96%是水——这解释了它的生物相容性——但它含有由钙离子和镁离子交联的高度规则的多糖链网络。这解释了这种材料的高弹性,这使得它能够捕捉昆虫,他们认为这可以使它成为生长组织的理想支架。

研究小组培养了几种参与骨骼、肌肉和血管再生的小鼠细胞。他们观察到没有细胞毒性,发现细胞在茅膏胶粘剂上生长得和在裸露的覆盖物上一样好,并且粘附得更好。这表明,茅膏状胶粘剂可以成为一种理想的柔性支架,用于指导大块组织结构的组装。“你可以把细胞嵌入这种材料中,它们可能会生长、分化、整合,并成为器官或组织的一部分,”张说。

分子生物学家Ingo格德国弗劳恩霍夫制造技术和先进材料研究所的教授也认为,这种胶水的性能令人印象深刻,但他表示,将植物提取物植入人体将很难获得监管机构的批准。“没有细胞毒性,这是最重要的,”他说。“但你还得完成其他事情,比如确保产量始终不变等等,这可能是最大的问题。”但这项工作也描述了粘合剂的组成,由此你可以尝试设计仿生糖或碳水化合物粘合剂。”

研究人员目前正致力于合成类似物,并取得了一些进展,但张晓明承认,事实证明很难“模仿自然界的复杂性”。