Fremtidens plaster kan reparere sig selv
Blåmuslinger inspirerer forskere til at lave et selvreparerende materiale. Forskerne forventer, at materialet kan bruges som lim og plaster i medicinalindustrien.

Det øverste billede viser den muslingeinspirerede gelé, som reparerer sig selv i løbet af tre minutter. De nederste billeder er af en traditionel gummi gelé, der tørrer fuldstændigt ind efter 24 timer (Foto: Henrik Birkedal)

Tre minutter. Længere tid tager det ikke, før forskernes gelé har helet sig selv fuldstændigt. Det går stærkt, men det skal gå endnu stærkere, hvis geléen skal bruges inden for medicinalindustrien.

Danske forskere har med støtte fra Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers sammen med forskere fra USA og Tyskland opfundet en ny metode til at lave selvreparerende geléer. Metoden er inspireret af blåmuslinger, der er i stand til at lave et utrolig stærkt, fleksibelt og selvreparerende materiale.

»Blåmuslingen fortøjer sig til sten og andre overflader under bølgerne med såkaldte skæg-tråde. De tråde består hovedsageligt af proteiner. Trådene er utroligt stærke, fleksible og kan reparere sig selv,« forklarer Henrik Birkedal, fra Kemisk Institut ved Aarhus Universitet. Han har været med til at udvikle det nye selvreparerende materiale.

 

Selvreparerende plaster

Den nye gelé er interessant for medicinalindustrien, fordi den kan klæbe til fugtige overflader, og den kan reparere sig selv.

»Vores gelé kan potentielt bruges som plaster, der kan lukke sig selv. En anden ting, det kan bruges til, er lim. Vi ved, det fungerer under vand, og binder til andre materialer. Det gør, at vi kan have et selvhelende plaster, der kan klæbe til ting inde i kroppen. Hvis man syer inde i kroppen, er det et problem, hvis tråden går i stykker. Hvis vi i stedet for kan lime sår sammen, får vi mindre invasive operationer,« forklarer Henrik Birkedal.

Materialet er endnu ikke godkendt til at blive brugt i mennesker, men bestanddelene er godkendt hver for sig. Det eneste problem er, at frit jern ikke er sundt for kroppen. Det bliver dog ikke et problem, fordi det jern, der er i materialet, er i meget små mængder og det sandsynligt vil blive til rust, som kroppen hurtigt ville kunne håndtere.

»Det, vi skal til nu, er at arbejde med andre molekyler, så vi sikrer, at vi har det bedste materiale. Det kommer til at tage nogle år. Vi regner med at begynde med dyreforsøg inden for 3-4 år. Vi skal være helt sikre på, at det også er det bedste for mennesker - der kommer nok til at gå 5-6 år inden det vil blive brugt på mennesker. Vi skal have speedet hastigheden på selvreparetionen op. Lige nu er materialet tre minutter om at reparere. Det skal ned på sekunder, hvis det skal bruges indeni en patient,« fortæller Henrik Birkedal.

Blåmuslingens hemmelighed afluret

Blåmuslingens fantastiske 'ankerkæde' har mange af de egenskaber, som forskerne gerne vil have i deres materialer.

Blåmuslingen laver sin ankerkæde i flere trin. Først skyder den et organ ud af sin skal. Den fylder organet med et protein, som bliver blandet med en smule jern, der gør 'ankerkæden' meget stærk. Når de to elementer er blandet, trækker muslingen organet tilbage, og nu blandes protein/jern blandingen med havvand, der er svagt basisk. Det giver 'ankerkæden' sin slidstyrke.

Fakta

Det der sker, når man hiver i den selvreparerende gele er, at nogle molekylers bindinger bliver ødelagt. Hvis det var et normalt stykke plastik, ville disse brud være sket i nogle meget stærke kovalente bindinger. Det kræver meget energi at gendanne de bindinger, og derfor kommer de ikke tilbage. I det selvreparerende materiale er jern bundet til aminosyren DOPA. Når man bryder jern-DOPA bindinger, har de nemt ved at finde og binde til hinanden igen.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud