Att förstå hur naturmaterial skapas har hjälpt ett forskargrupp vid Griffith University att skapa en smart materialplattform för att hjälpa till med att skapa nya läkemedel och till och med hjälpa till med att sanera förorenade miljöer.

Professor Bernd Rehm, en huvudforskningsledare inom Griffith Research Institute for Drug Discovery och chef för Center for Cell Factories and Biopolymers, arbetat med forskarutbildningen Kampachiro Ogura om utvecklingen av bioingenjörspartiklar som kan anpassas till olika miljöer, industriella och medicinska tillämpningar.

Resultaten har publicerats i högeffektjournal Avancerade funktionella material .

Professor Rehm sa att laget tittade på naturen för att ge insikter i de naturliga byggstenarna och materialen för att skapa smarta material som kan appliceras med en ny funktionalitet och anpassas för att passa olika ändamål.

De smarta materialen kan användas för att neutralisera giftiga föroreningar i miljön, som medicinska behandlingar som kan injiceras i människokroppen eller ett djur, och som ett verktyg för att hjälpa till vid tillverkning av nya läkemedel.

"Vi började med grundvetenskap genom att försöka förstå hur dessa material tillverkas naturligt, och om du förstår mekanismerna kan du sedan gå tillbaka till naturen och göra bioteknik och koppla om bakterierna för att kombinera saker lite annorlunda mot möjliga tillämpningar, Sa professor Rehm.

Bakterier kopplades om för att producera proteinbelagda bioplastpärlor, som forskarna därefter inkapslade i alginathydrogeler.

Proteiner som täcker de bioplastiska pärlorna förblev funktionella, medan de bioplastiska pärlorna kunde laddas med vattenolösliga ämnen som representerade aktiva molekyler, såsom medicinska läkemedel.

Alginatgelegenskaperna som de bioplastiska pärlorna inkapslades i ändrades som svar på salt och surhet, och skulle kunna kontrolleras för att förbättra funktionaliteten hos bioplastpärlorna för produktion av biofarmaka eller sanering av förorenade miljöer.

"Denna utveckling av en ny materialplattformsteknik kombinerar naturligt förekommande biopolymerer på ett mycket nytt sätt för att skapa funktionalitet som inte har uppnåtts tidigare, Sa professor Rehm.

"Det är det första beviset på konceptet; det är en plattformsteknik som nu enkelt kan anpassas till olika miljöer, industriella och medicinska tillämpningar. "

Det naturliga smarta materialet försämras med tiden, så det skulle inte förorena miljön med mer tillverkade material. Medan den är aktiv, det skulle ge intensiv aktivitet för att minska belastningen av förorenande ämnen.

Materialet-bioenginerade polyhydroxibutyrat (PHB) partiklar inkapslade i avstämbara alginathydrogeler-är nano-/mikrostrukturerade, men det kan produceras i stor skala.

Professor Rehm sa att nästa steg skulle vara att teamet tillhandahåller ett specialfunktionerat material för en slutanvändare - till exempel en organisation, regeringen eller branschpartnern - för att möta ett otillfredsställt behov.

Papperet "Alginate Encapsulation of Bioengineered Protein-Coated Polyhydroxybutyrate Particles:A New Platform for Multifunctional Composite Materials, "har publicerats i Avancerade funktionella material .