Muscoli sintetici creati in laboratorio: sono più forti del kevlar

La biologia sintetica consente ai microbi di costruire muscoli

I muscoli sintetici creati in laboratorio sono più forti del kevlar e piuttosto economici: una importante risorsa per la biomedicina

 

Sono stati creati in laboratorio i primi muscoli sintetici, più resistenti del kevlar, usato nei giubbotti antiproiettile. Sono fatti di fibre programmate al computer grazie alla biologia sintetica. La notizia giunge dalla Washington University di St.Louis, ed è stata pubblicata sulla rivista Nature Communications.

Muscoli sintetici e robustissimi

I ricercatori della McKelvey School of Engineering della Washington University di St. Louis hanno infatti sviluppato un approccio di chimica sintetica per polimerizzare le proteine ​​all’interno di microbi ingegnerizzati, che ha consentito ai microbi di produrre una proteina muscolare ad alto peso molecolare, la titina. La titina è uno dei tre principali componenti proteici nel tessuto muscolare critico per le sue proprietà meccaniche, perché possiede una grande dimensione molecolare. La titina è, in effetti, la più grande proteina conosciuta in natura.

In questa ricerca, la titina cosi prodotta sinteticamente è poi stata trasformata in fibre.

La fibra cosi prodotta ha una forza superiore a quella dell’acciaio. La resistenza delle fibre è maggiore di quella del kevlar e di ogni altra combinazione, oltre che di quella naturale prodotta da alcuni ragni.    Foto: Washington University in St. Louis/Jingyao Li

I ricercatori hanno usato un processo di filatura a umido per trasformare le proteine ​​in fibre di circa dieci micron di diametro, circa un decimo dello spessore di un capello umano. Successivamente, hanno analizzato la struttura di queste fibre per identificare i meccanismi molecolari che consentono la loro combinazione unica di tenacità e  resistenza, e la capacità di dissipare l’energia meccanica sotto forma di calore.

Nella tabella, la comparazione di forza e resistenza delle diverse fibre naturali e sintetiche. In rosso, la fibra sviluppata dal laboratorio del dott. Zhang.  Foto: Washington University in St. Louis/Jingyao Li

Una nuova fibra economica e amica degli animali

Le nuove fibre muscolari sintetiche “possono essere economiche da produrre e scalabili. Potrebbero consentire molte applicazioni alle quali si stava già pensando in precedenza ma che ora, con l’impiego di queste nuove fibre muscolari potranno trovare piena realizzazione” ha affermato Fuzhong Zhang, professore presso il Dipartimento di ingegneria energetica, ambientale e chimica e partner della ricerca che ha portato alla realizzazione di queste fibre.

Il bello è che queste applicazioni potranno essere ottenute, con successo, senza la necessità di ricorrere a tessuti animali.

Un enorme potenziale in diversi settori

Un processo che apre la strada a innumerevoli impieghi, da quello nella biomedicina a quello nell’abbigliamento o nell’equipaggiamento protettivo.

In questo caso, le “fibre muscolari” sono una scoperta estremamente interessante perché sono in grado di trattenere più energia prima di rompersi rispetto a cotone, seta, nylon  – e persino rispetto al kevlar, come dicevamo, che è attualmente considerato una delle fibre più resistenti impiegata a questo scopo (si pensi ai giubbotti antiproiettile). 

Giubbotto antiproiettile in kevlar I Foto: Tactical Italy
Il kevlar è anche utilizzato nella costruzione di canoe

L’ingegneria tissutale

Questo nuovo materiale ha anche molte potenziali applicazioni biomediche: poiché è quasi identico alle proteine ​​presenti nel tessuto muscolare, questo materiale sintetico dovrebbe essere biocompatibile e quindi potrebbe rappresentare un ottimo materiale per tutte le applicazioni di ingegneria tissutale.

L’ingegneria tissutale è il settore terapeutico interdisciplinare che si pone l’obiettivo di soddisfare le esigenze mediche legate a tessuti e organi ricreandoli, ingegnerizzandoli o favorendone la riparazione (nel caso siano danneggiati, stimolando gli auto-meccanismi di riparazione dell’organismo); ristabilendo, ricreando o migliorando, quindi, le loro originarie funzioni biologiche. 

Ulteriori sviluppi della ricerca

Il team di ricerca che ha ingegnerizzato queste nuove fibre non intende fermare il proprio lavoro ai “muscoli base”. Il processo che è stato alla base del loro lavoro – e per il quale hanno depositato una domanda di brevetto – abilita una sorta di “piattaforma”, che può essere applicata e replicata ovunque. “Possiamo prendere proteine ​​da diversi contesti naturali, quindi inserirle in questa piattaforma di polimerizzazione e produrre proteine ​​più grandi e più lunghe per applicazioni di materiali diversi, in modo decisamente più sostenibile che in passato e con risultati e performance sempre migliori”, hanno dichiarato dal team della Washington University di St. Louis

fonte: Phys.org. Articolo originale qui

foto di copertina: Washington University in St. Louis/Jingyao Li


 

Maker Faire Rome – The European Edition, promossa dalla Camera di Commercio di Roma e organizzata dalla sua Azienda speciale Innova Camera, si impegna da ben otto edizioni a rendere l’innovazione accessibile e fruibile con l’obiettivo di non lasciare indietro nessuno offrendo contenuti e informazioni in un blog sempre aggiornato e ricco di opportunità per curiosi, maker, startup e aziende che vogliono arricchire le proprie conoscenze ed espandere il proprio business, in Italia e all’estero.

Seguici, iscriviti alla nostra newsletter:ti forniremo solo le informazioni giuste per approfondire i temi di tuo interesse

Condividi su facebook
Condividi su twitter
Condividi su linkedin

MAKER FAIRE ROME 2021 PARTNER

Promosso e organizzato da

Con il supporto di

In collaborazione con

Con il patrocinio di

In partnership con

MAIN PARTNER

GOLD PARTNER

Silver partner

BRONZE PARTNER

MAIN MEDIA PARTNER

MAIN MEDIA PARTNER PRESS & DIGITAL

TECHNICAL MEDIA PARTNER

MEDIA PARTNER

CONTENT PARTNER

FOOD INNOVATION PARTNER

© 2021 Maker Faire Rome - The European Edition
Innova Camera - Azienda Speciale della Camera di Commercio di Roma - P.IVA e C.F 10203811004 - www.innovacamera.it
Privacy policy