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La seda y sus usos

Publicado el 05 septiembre 2020 por Elisma_c
En 1346, los soldados mallorquines que estaban al servicio del rey francés Felipe VI, llevaban en su botiquín una cajita llena de telarañas para taponar heridas. ...

Las propiedades de las telarañas para detener hemorragias, eran conocidas desde antiguo (Plinio el Viejo, hace más de dos mil años). No funcionaba en caso de infección ya que este tipo de seda está recubierta de hongos que contienen antibióticos para evitar que otros microorganismos ingieran las proteínas de la seda de la telaraña. Los hilos de seda de los gusanos de seda, se han empleado para suturar heridas al ser más biocompatible que el catgut, hilo de sutura.

El hilo de seda, constituido por proteínas, posee unas propiedades mecánicas excepcionales. Su gran resistencia y deformabilidad le permiten absorber una enorme cantidad de energía antes de romperse.

La seda constituye un biomaterial idóneo para la ingeniería de tejidos. Facilita la adhesión de las células, estimula su crecimiento y permite la diferenciación. Es biocompatible, resistente y biodegradable.

Las sedas son proteínas, es decir, polímeros de aminoácidos. Se conocen más de 30000 especies de arañas y 113000 especies de lepidópteros que producen seda.

Cuenta la leyenda china que, hace más de 4600 años, a la princesa Xi Ling Shi le cayera un capullo de seda en su taza de té. A intentar sacarlo, descubrió que podía obtener un delicado hilo muy resistente, como consecuencia del aumento de temperatura de la seda. Este fue el origen de la industria de la seda en China.

La seda y sus usos

Gusanos productores de seda (Bombyx mori)

Los gusanos de Bombyx mori extraen la seda mediante movimientos en forma de ocho. Consta de dos filamentos de fibroina y sericina. El diámetro de los filamentos es de unos 10 µm (un cabello humano tiene unos 100 µm). La seda de los capullos se extrae hirviendo previamente los capullos en agua jabonosa para eliminar la sericina. De cada capullo se obtienen entre 300 y 1200 metros de hilo de seda.

La fibra de seda de las arañas es aún mejor que la de los gusanos de seda. Sin embargo, al tratarse de un animal solitario, no se pueden obtener grandes cantidades. El mejor método de obtención de seda es inmovilizando a la araña y tirando de la hebra, como ella hace con sus patas. Las arañas son capaces de fabricar diferentes tipos de seda, por su composición y por poseer distintas espitas abdominales de salida.

Las propiedades mecánicas de la sea, sobre todo la de araña, son mu superiores a las del acero o fibras artificiales de alto rendimiento. La tensión de rotura para fibras de acero o kevlar se encuentra en torno a los 3000 megapascales (MPa). En el caso de la seda de arañas, este valor alcanza valores de 1000-4000 MPa.

La seda y sus usos

Curva de tensión y deformación.

Imagen de Investigación y Ciencia

Otra propiedad importante es la deformabilidad. El acero y las fibras de altas prestaciones se rompen con una deformación del 1-2%; los hilos de seda llegan a soportar deformaciones del 30%.

En los filamentos de la seda, se observan zonas amorfas y estructuradas. Las zonas amorfas (35% en volumen en la seda de gusano, 80% en la de araña) constan de cadenas polipéptidas desordenadas, que son las responsables de la deformabilidad de la fibra, comportándose como 'ovillos' que se estiran y alinean con con la dirección de deformación. Las regiones estructuras corresponden a apilamientos nanocristalinos de láminas β : se forman cadenas, en zig-zag, de polipéptidos.

    En revestimientos: Sistemas de electrodos flexibles impresos sobre base de seda para tratamientos y prótesis cerebrales.
  • e han cargado de Fabricación de tejido óseo: Según han indicado universidad UPV/EHU en un comunicado, los investigadores han demostrado que para la generación de tejido óseo resulta válida la combinación de andamios biocompatibles formados por componentes de la seda, y la estimulación de las células mediante magnetismo. Para la utilización del magnetismo, s , y los resultados obtenidos "alientan" al grupo a seguir con esa línea de investigación. nanopartículas magnéticas los andamios, que sirven de soporte para el crecimiento celular
  • Suturas quirúrgicas.
    Tejidos: La preparación de hilos se realiza mediante la torsión de varias fibras de seda.
    Creación de sensores y microcápsulas: La integración de biosensores, en seres vivos, choca con la rigidez de las obleas de silicio y la elasticidad de los tejidos vivos. al final, estos dispositivos, acaban funcionando mal. La solución está en la creación de láminas de seda que permiten la incorporación de circuitos, para la diagnosis de enfermedades o instalación de interfaces cerebro-máquina.
    Creación de microcápsulas: Para la administración de fármacos. Mediante modificación genética se ha creado una proteína, C16. Esta proteína absorbe microgotas de emulsión de aceite con solución acuosa del fármaco. Se obtienen microcápsulas de entre 1 y 30 micras de diámetro.
    Tejidos del futuro: Se han identificado secuencias de aminoácidos relacionados con la seda y se han preparado genes artificiales que imitan el comportamiento de las las proteínas naturales. Se han obtenido resultados satisfactorios con los microorganismos Escherichia coli y Pichia pastoris. También se ha intentado obtener proteínas de seda en alfalfa, algodón, y girasoles. Incluso en la leche de cabra, fruto del 'matrimonio' genético entre una araña y una cabra.
    Trasmisión de luz: mediante seda licuada.
    Películas: circuitos de silicio, hologramas. Implantadas en la piel, podrían indicar, mediante cambio de color, alteraciones en la oxigenación de la sangre.
    Implantes en forma de esponja: actúan como soporte estructural para la reconstrucción de tejidos blandos y óseos. La creación de implantes, tiene un enorme futuro: ingeniería de tejidos. Se busca la creación de sustratos (andamios) que se adhieran y permitan la creación/reconstrucción de nuevos órganos. Se trasplantan células sobre el andamio que comienzan a proliferar y crear nuevas estructuras celulares más complejas. Los implantes (prótesis) metálicos tienen, a la larga, problemas de adherencia. Los trasplantes autólogos (de la misma persona) presentan un problema de un largo tiempo de recuperación. Con los hilos de seda se pueden fabricar estructuras porosas y resistentes que, una vez sembradas con las células adecuadas, se degraden lentamente y permitan que el implante se remodele con el tiempo.

"El 26 de agosto de 13446, en los campos de Crécy, murieron más de 12000 soldados franceses. en esta ocasión, las telarañas que llevaban en la cajita del botiquín no fueron suficientemente eficaces para contrarrestar las heridas producidas por las flechas inglesas. Muchas de estas flechas estaban impulsadas por las poderosas cuerdas de seda de los arcos ingleses. En esta ocasión, las propiedades mecánicas de la seda se impusieron a las propiedades terapéuticas de esta. Actualmente asistimos a la revancha"


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