Co ma wspólnego strzykwa z mózgiem?

Strzykwy to należące do szkarłupni zwierzęta żyjące na dnie morza, które posiadają ciekawy mechanizm obronny – w momencie zagrożenia ich zazwyczaj miękka i delikatna skóra w przeciągu kilku sekund zmienia się w twardy pancerz. Ta niecodzienna właściwość strzykw zainspirowała naukowców do stworzenia nowego materiału, który zmienia swoją elastyczność w zetknięciu z wodą. W środowisku suchym jest on sztywny niczym plastik, z którego robi się płyty kompaktowe, w mokrym zaś – miękki i delikatny, jak guma. Naukowcy z Case-Western-Reserve-University w Cleveland twierdzą, że w przyszłości materiał taki mógłby znaleźć zastosowanie w produkcji implantów medycznych, np. tych stosowanych w metodzie DBS (metoda głębokiej stymulacji mózgu). Być może mMateriał ten zwiększy skuteczność działania elektrod, które są stosowane w walce z chorobą Parkinsona, epilepsją czy depresją.
Określone gatunki strzykw mogą odwracalnie zmieniać elastyczność swojej skóry. Jeżeli receptory ich tkanki zostaną podrażnione, ich skóra ulega usztywnieniu. W ten sposób zwierzęta te bronią się przed wrogami. Badaczom udało się zimitować ten efekt w sztucznie wytworzonym materiale – aby go stworzyć, pomieszali oni elastyczny materiał z nanowłóknami z celulozy, pochodzącej ze skóry osłonic – innych morskich zwierząt, należących do strunowców. Powstały w ten sposób materiał, poddany działaniu roztworu zawierającego siarczan, zwiększa swoją elastyczność nawet o 40 razy.
Proces zmiany elastyczności jest sterowany przez wodę. W środowisku wodnym sieć nanowłókien ulega rozluźnieniu i materiał staje się miękki. Gdy wilgoć wyparuje, włókna celulozy z powrotem łączą się w sieć, a materiał się  usztywnia. Już od kilku lat w chirurgii mózgu wykorzystuje się elektrody, które są wszczepiane bezpośrednio do mózgu pacjenta. Działanie tych implantów ustępuje jednak po kilku miesiącach. Zdaniem naukowców odpowiedzialność za to ponosi kontrast pomiędzy twardymi elektrodami, a miękką tkanką nerwową. Kontrast ten utrudnia pracę elektrody, gdyż tkanka w jej okolicach ulega zabliźnianiu. Elektrody muszą być jednakże na tyle twarde, żeby podczas operacji były w stanie przeniknąć przez twardą oponę mózgową. Nadzieją na rozwiązanie tego problemu jest nowy materiał. Jest on wystarczająco twardy, żeby zrobić z niego implant, a już w mózgu jego struktura stanie się miękka i delikatna, jak sama tkanka nerwowa, z której zbudowany jest sam mózg. JSL
źródło: Science