人类将蜘蛛丝运用在各种不同的领域已有不少的年头。远在古希腊时期,人们就已经开始将蜘蛛丝当做临时绷带使用。最近的一份调查报告中指出,在未来,蜘蛛丝的运用将更加广泛,甚至有可能被制成新型的人造皮肤。德国汉诺威医科大的工作人员已成功在采集而来的“斑络新妇”蛛丝上培养出一层薄膜状的皮肤结构。
永纤维原细胞在蛛丝上“搭建”出基本的网状结构,左图为“搭建”一天后,右图为“搭建”四天后
蜘蛛丝为何本领大
人体的皮肤由表皮组织跟真皮层构成。表皮组装是皮肤最外面的一层,能抵御外界真菌和细菌的侵袭。真皮层位于表皮的下方,能够为表皮组织提供能量、营养以保证表皮组织的弹性。
理想的人造皮肤不仅能够完美替代表皮组织跟真皮层的作用,更要求能够尽快与原生皮肤协调共存。但现阶段的人造皮肤远没有如此完美,用胶原蛋白跟合成高分子制造而成的人造皮肤尚存在机械强度过低、易被原生皮肤排斥等缺陷。反观蜘蛛丝,它则具有机械强度强、可生物降解、不会激发有害免疫反应等优势,实乃制造人造皮肤的最佳材料。
蜘蛛丝怎样造“人皮”
首先,工作人员从蜘蛛的丝腺处引出蛛丝并绕在卷轴上,之后,在一套矩形的钢制框架上编织这些蛛丝,最后,蛛丝还要通过蒸汽的消毒才算完成所有的采集步骤。
研究人员要想在蛛丝上培养出薄膜状皮肤,适量的营养、适度的温度、充足的空气便是三大必备的要素。首先,研究人员用纤维原细胞在蛛丝上“搭建”出基本的网状结构,这样是为了给真皮层提供所需的细胞外基质;两周后,研究人员会将表皮组织的主要构成细胞—角质细胞—加入到蛛丝中;最终,这些“原材料”才会创造出跟表皮组织、真皮层结构极其相近的双分子层皮肤结构。
需从特定蜘蛛上采集
蛛丝制成的人造皮肤要想广泛普及依然还有很长的路要走,因为有两个技术上的“拦路虎”。
第一,人造皮肤所需的蛛丝只能从特定的某种蜘蛛上采集,因此,如何获得大量的蛛丝是一个急需解决的困难,而德国某医科大的温特工程师在接受采访时表示,“我们将设法生产出与原蛛丝拥有同样特质的合成蛛丝。”
第二,在植入蛛丝制成的人造皮肤时,必须要事先在患者皮肤层植入不锈钢制的框架,而这框架并不能被人体吸收转而成为人体体内的一部分组织。因此,相关研究人员特别强调,为了尽快克服这一难关,他们接下来的研究重心将放在“如何制造出易于被人体吸收转化的框架或新型的蛛丝编织矩阵”。