Химики создали прозрачное, стабильное и при этом биоразлагаемое в природе или в организме стекло, сообщает в Science Advances команда Руируи Синга из Китайской академии наук.
Стекло практически не поддается биологическому разложению, особенно высокотехнологичное, изготовленное из металлов и металлоорганических каркасных структур. Теперь ученые разработали биоразлагаемое стекло. Оно состоит из аминокислот и пептидов, которые для лучшей термостойкости были слегка химически модифицированы. Новое вещество обладает типичными химическими, оптическими и механическими свойствами стекла.
Химическая модификация позволила плавить аминокислоты и пептиды без денатурации. Точно контролируя скорость нагрева и охлаждения, можно было закалить жидкость до состояния стекла без кристаллизации и получить прозрачное, аморфно структурированное твердое вещество. По своим механическим свойствам оно было очень похоже на минеральное стекло и в ряде случаев было даже менее хрупким, чем акриловые или некоторые металлические стекла.
Большинство биологических стекол были бесцветными и прозрачными: пропускали до 90 % света в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах. Добавляя различные красители, ученые смогли окрасить биостекла и получить флуоресценцию. Но самое главное, новое биостекло хорошо и практически полностью разлагается в природе: в компостной установке стекло из ацетил-аминокислот распадалось в течение трех недель, а стекло из пептида — после 7,5 месяцев пребывания в почве.
Биомолекулярное стекло легко разлагалось и в биологических тканях мышей. Стеклянные сферы, имплантированные в их кожу или мышцы, за несколько недель становились мягкими, а затем постепенно окончательно исчезали и не вызывали никаких воспалительных реакций или отторжения, что открывает возможность использования биостекла в качестве материала, например, для ортопедических имплантатов. Синг и его коллеги приходят к выводу:
«Наш стеклянный материал представляет собой решающий шаг на пути к созданию из биологических исходных материалов экологически чистых стекол.»