Sử dụng tính chất bám dính của con hà để phát triển phương pháp chống thối hỏng
Theo Tiến sĩ Messersmith, nghiên cứu hoá hợp thành phần chủ chốt của chất keo của con hà, 3,4-đihydroxyphenylalanin (gọi là DOPA) với poly (etylen glycol) (gọi là PEG), là loại polyme vẫn được sửdụng trong sản xuất các bề mặt chống thối hỏng. sử dụng các tính chất của peptit chứa DOPA để neo gán PEG trên các bề mặt sẽ tạo ra khả năng chống sự bám dính của protein và tế bào. Trong chươngtrình, nhóm nghiên cứu đã tổng hợp các chất kết polyme của PEG đã được tạo các đầu cuối methoxy ( gọi là mPEG) và các peptit neo gắn đầu cuối cấu tạo từ các dư chất 1-3 DOPA (gọi là mPEG-DOPA1-3).Các nhà khoa học đã nghiên cứu tác động của độ dài neo gắn của peptit DOPA và các điều kiện biến tính (độ pH, nồng dộ và thời gian) mật độ bề mặt của PEG và hiệu quả chống thối hỏng của hợp chất mớitrên các bề mặt kim loại, oxyt kim loại, chất bán dẫn và polyme. Trong từng điều kiện biến tính tối ưu cụ thể, các bề mặt của các vật liệu Al2O3, SiO2, iO2, NiTi, thép không rỉ 316L, Au, Au2O3,GaAspoly (L-lysine) được biến tính với mPEG-DOPA3 đã thể hiện khả năng làm giảm đáng kể sự bám dính và phát triển rộng các nguyên bào sợi 3T3.
Trọng tâm của nghiên cứu là bảo vệ hiệu quả các thiết bị y tế, dù rằng phương pháp này có thể có giá trị cho nhiều ứng dụng khác. Theo như các nhà khoa học nhấn mạnh, thành công của nhiều công nghệ yhọc đã phát triển ổn định và mới nổi lên dựa vào các mối tương tác giữa bề mặt của vật liệu và các thành phần của môi trường sinh học. Việc kiểm soát chính xác các mối tương tác này là cần thiết đểbảo đảm chức năng hoạt dộng đúng của nhiều thiết bị chữa bệnh được cấy ghép, cũng như là duy trì độ nhạy và độ chính xác của một số loại thiết bị chẩn đoán. Ví dụ, thành công của nhiều khớp nối bộphận cấy ghép tim mạch một phần là nhờ mối tương tác giữa bộ phận cấy ghép với các thành phần cấu tạo của máu; các bề mặt bộ phận cấy ghép đã bị thối hỏng có thể làm tăng khả năng thất bại và dẫn đếntình trạng đe dọa cuộc sống. Tương tự như vậy, việc phát triển sử dụng chip sinh học và cảm biến sinh học trong chẩn đoán và chữa bệnh đòi hỏi cần kiểm soát chặt chẽ quá trình tương tác giữa chấtlỏng/chất rắn để bảo đảm chức năng thiết bị hoạt động tốt. Trong các thử nghiệm, sự tiếp xúc của các bề mặt đã biến tính của huyết thanh nguyên chất dẫn đến sự tích luỹ protein ở mức thấp, là đặctrưng chủ chốt của các bề mặt thiết bị có khả năng chống thối hỏng hiệu quả.
Các nghiên cứu khác
Messersmith cho biết, các nhà nghiên cứu khác đã phát triển các chiến lược tương tự để kết tủa PEG trên các bề mặt nhằm chống thối hỏng sinh học. Tuy nhiên, các chiến lược này không có khả năng biếntính các bề mặt của nhiều loại vật liệu. Chiến lược độc đáo mà Messersmith và cộng sự phát triển (như trình bày ở trên) cho thấy có thể biến tính các bề mặt của titan, thép không rỉ, nhôm, vàng,silic, polyme bán dẫn và vật liệu NitinolR, làm cho bề mặt này có khả năng chống lại sự bám dính của tế bào.
Chiến lược của trường Đại học Tây Bắc, ngoài khả năng tạo ra thiết bị y tế bền hơn, tốt hơn, còn có thể có các ứng dụng có giá trị khác nữa. Một ví dụ là sử dụng phương pháp này để phủ chất chống tạobăng tuyết tiên tiến cho ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, cũng như có thể dẫn đến các phương pháp mới chống sự thối hỏng do tảo, con sum, con hà, là chính các sinh vật khơi nguồn sáng tạo raphương pháp này.
Nguồn: Technology Forecasts, 4/2004
