МОСКВА, 14 марта. /ТАСС/. Российские биофизики впервые изучили фундаментальные свойства отдельных молекул гиалуроновой кислоты при помощи созданной ими новой методики атомно-силовой микроскопии. Эти сведения помогут ученым создать материалы, максимально похожие по свойствам на живые человеческие ткани, сообщила во вторник пресс-служба Московского Физтеха.
"Использованный в работе метод атомно-силовой микроскопии далеко не нов, однако мы довели его до совершенства. Атомарно-ровная поверхность в качестве подложки, в сочетании со сверхострыми зондами, позволили нам визуализировать отдельные молекулы гиалуроновой кислоты. Ничего подобного до нас в мире никто еще не делал", - заявил заведующий лабораторией функциональных биоматериалов МФТИ (Долгопрудный) Дмитрий Клинов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Гиалуроновая кислота - компонент внеклеточного матрикса, "каркаса", который удерживает клетки на месте и придает механическую прочность всем тканям тела человека. Ученые уже много десятилетий изучают ее свойства и приспосабливают формы кислоты для разработки косметических препаратов и различных терапий, нацеленных на лечения артрита и ран.
Сейчас исследователи рассматривают возможность использования кислоты в качестве основы для искусственных аналогов кожи и других тканей тела, которые можно использовать в исследованиях или имплантировать в организм пациента. Пока этому мешает то, что ученые не до конца понимают, какими механическими и физическими свойствами обладают различные формы этого биополимера.
Основа для искусственной кожи
Клинов и его коллеги по МФТИ, а также специалисты Университета "Сириус" (Сочи), разработали подход, позволивший биофизикам впервые изучить свойства отдельных молекул гиалуроновой кислоты при помощи атомно-силового микроскопа. Для решения этой задачи российские ученые создали сверхострые иглы, чей радиус острия составляет около одного нанометра, а также подготовили сверхровные подложки для изучаемого материала.
Эти компоненты позволили биофизикам модифицировать работу атомно-силового микроскопа таким образом, что он позволил им получить изображения одиночных полимерных молекул гиалуроновой кислоты, а также изучить то, насколько хорошо они сопротивляются растягиванию и насколько гибкими являются эти цепочки, состоящие из множества соединенных друг с другом молекул сахаров.
Полученные учеными снимки и проведенные ими эксперименты показали, что отдельные молекулы гиалуроновой кислоты оказались на несколько порядков менее гибкими, чем нити белка коллагена. Также они на порядок уступали по этому показателю белкам из нитей шелка и некоторым другим пептидам, но превосходили пектин, основной компонент стенок клеток в организме растений.
Эти замеры, как отмечают исследователи, позволят более точно определить роль гиалуроновой кислоты в формировании механических свойств живых тканей. Это важно для создания полноценных искусственных аналогов кожи и других биомиметических материалов на базе гиалуроновой кислоты и прочих органических соединений, подытожили ученые.
