Мир представляет собой сложную систему биоразнообразия, отдельные компоненты которой взаимодействуют, отдают и берут друг у друга. Когда мы начинаем по-настоящему понимать эту концепцию, мы можем начать использовать силу жизни в симбиозе с окружающей средой. Возьмем, к примеру, морские водоросли. Исследователи из Университета Вуллонгонга (UOW) в Австралии изучают возможность использования морских водорослей в медицинских имплантатах, напечатанных на 3D-принтере.
Доктор. Пиа Винберг из Морского и пресноводного центра UOW в Шолхейвене изучает промышленное применение морских водорослей через свою дочернюю компанию Venus Shell Systems Pty Ltd. Одним из таких применений является использование гелей морских водорослей в тканевой инженерии и медицинских имплантатах, при этом экстракт морских водорослей одновременно действует как поддерживающая структура и защищает от бактерий, вирусов и грибков. Винберг объясняет: «Эти гели хорошо совместимы с клетками и даже стимулируют здоровье и развитие стволовых клеток человека, поэтому в случае поиска новых полимерных материалов для медицинских имплантатов морские водоросли являются основным кандидатом на роль источника таких материалов.”
Доктор. Команда Винберга начала сотрудничать с ведущим подразделением Центра передового опыта в области электроматериаловедения (ACES) Австралийского исследовательского совета UOW, Институтом исследований интеллектуальных полимеров (IPRI), чтобы использовать морские водоросли в ряде медицинских проектов, включая FFF BioPen. которые мы освещали в декабре. Как вы помните, шприц-ручка выдавливает биоматериал в точно определенные места с целью возобновления роста тканей. Для выдавливания стволовых клеток и факторов роста для трансплантации в место повреждения биоматериал должен быть окружен защитным внешним материалом. В случае проекта BioPen этим материалом был ульвановый гель, извлеченный из морских водорослей.
Доктор Уинберг предположил, что Ulvans может служить и другим медицинским целям. Например, гель из морских водорослей можно использовать для ингибирования ферментов, высвобождающих сахар, в желудке, чтобы уменьшить метаболический и диабетический стресс. Также возможно, что ульван может действовать как антикоагулянт или в дерматологических целях для уменьшения опухолей кожи и повышения эластичности кожи. Винберг также предполагает, что противовирусные, противовоспалительные и антибактериальные препараты могут быть основаны на экстракте морских водорослей в недалеком будущем.
Благодаря сотрудничеству с IPRI доктор Винберг и ее коллеги будут исследовать потенциал совместимости клеток морских водорослей в 3D-печатных имплантатах, убедившись в их эффективности в предыдущих проектах по регенерации тканей. Директор IPRI, профессор Гордон Уоллес, утверждал, что «способность адаптировать источник поставки биополимера обеспечивает высокоэффективную интеграцию в новые технологии производства, такие как 3D-печать и прядение волокна».
Поскольку такие побочные продукты являются результатом выращивания растений, Винберг указывает на положительное влияние выращивания морских водорослей на окружающую среду. Растение, усваивая углерод и азот из океана, производит кислород, который может снизить кислотность океана. По словам доктора Винберга: «Наши системы производства морских водорослей фактически удаляют концентрированный CO2 непосредственно из промышленных источников, тем самым увеличивая скорость поглощения биологического углерода и перемещая углерод в биосфера вместо атмосферы. Мы также будем брать сточные воды азота из чистых промышленных источников, которые в противном случае были бы потеряны в водосборе».
И, возможно, признавая необходимость симбиотических отношений с окружающей средой, доктор уточняет: «Как и во всех системах, внедряемых людьми, вам необходимо иметь хорошие местные методы управления. Например, мы используем местные виды, а не интродуцированные. Нам необходимо разработать системы, которые заботятся о местной окружающей среде и улучшают ее. Это возможность, которую может предоставить промышленность по производству морских водорослей в Австралии. «А теперь давайте все отправимся на пляж и займемся нашим симбиозом!