Forskere utvikler framtidens menneskelim

En helt ny type lim kan skal kunne lime sammen mennesker og lime under vann. Og så kan det reparere seg selv.

Publisert
I fremtiden kan det være slutt med nål og tråd på operasjonsbordet. Dansker forsker på et nytt lim som kan brukes på mennesker. (Foto: Colourbox.com)
I fremtiden kan det være slutt med nål og tråd på operasjonsbordet. Dansker forsker på et nytt lim som kan brukes på mennesker. (Foto: Colourbox.com)

Ordforklaringer:

Aminosyrer er de molekylene som proteiner er bygget opp av. Forskjellige aminosyrer gir proteinene forskjellige egenskaper.

Det finnes 20 universelle aminosyrer som proteinene til alle levende vesener er bygget opp av. I tillegg kommer noen unike aminosyrer, som for eksempel DOPA, som har særlige egenskaper.

En polymer er betegnelsen for lange molekyler som er bygget opp av mange like små molekyler, for eksempel polyetylen (plast) som består av mange etylenmolekyler som danner lange kjeder.

I det nye limet har forskerne brukt molekyler som danner lange, naturlig nedbrytbare polymerer, såkalte poly-allylamin.

pH er en tallverdi for surhetsgrad. Den går fra 0 til 14, hvor 0 indikerer en høy surhetsgrad og 14 indikerer et høyt baseinnhold. 7 angir at oppløsningen er nøytral.

Forskere fra Aarhus universitet arbeider med en ny type lim som etterligner en av naturens mest allsidige former for klister – limet i muslingens byssustråder.

Limet i byssustrådene kan holde fast muslingens myke muskelvev på alt fra stein til teflon. Det kan reparere seg selv og fungerer fint også under vann.

I den såkalte Musling-gruppen ved Aarhus universitet arbeider forskerne med å gjenskape disse egenskapene.

Det forteller arkitekten bak det nye limet.

– Muslinger limer seg fast ved hjelp av en spesiell type aminosyre. Aminosyren har vi syntetisert og innarbeidet i en polymer som danner basis for et lim med samme unike egenskaper, forteller førsteamanuensis Henrik Birkedal fra Kemisk Institut, Aarhus universitet.

Lim reparerer seg selv

En av hovedingrediensene i det nye limet er aminosyren DOPA, som utgjør opp mot 20 prosent av proteinene i muslingens byssustråder.

DOPA kan binde seg til mange forskjellige materialer, spesielt godt til jern, som er en ingrediens i både byssustrådene og i det nye limet. Det vil si at det også binder til seg selv.

Når limet går i stykker, og selve polymerene blir revet fra hverandre, blir bindinger mellom DOPA og jern revet over. Men DOPA griper fatt i metallet på nytt, og på den måten binder polymerene seg sammen og repareres igjen.

– Limet er på den måten selvhelende, sier Henrik Birkedal.

Kan lime sammen mennesker

En av de opplagte bruksmulighetene er å lime sammen vev etter for eksempel en operasjon eller et trafikkuhell.

Her er en av utfordringene at limet skal kunne fungere på våte eller fuktige overflater. Det er det ikke mange former for lim som kan, men det har muslingen løst for mange hundre millioner år siden.

En annen medisinsk fordel er at limet brytes gradvis ned over tid, etter hvert som såret leges.

Lim skifter form

En annen stor fordel ved limet er evnen til å gå fra å være flytende til en limende gele. Det skjer ved hjelp av noen andre aminosyrer som forskerne også har funnet i muslingens byssustråder.

Aminosyrene gjør at polymeren er oppløselig i en sur væske, altså der pH-en er lav. Det vil si at den slett ikke fungerer som et lim.

Når pH-en stiger, endrer strukturen i polymerene seg, og væsken blir en klistrende gele. Det gir limet et ekstra godt grep.

– Tanken er at vi kan påføre limet mens det er flytende. Dermed kommer det lettere ned i alle de mikroskopiske hullene og strukturene i overflaten, forteller Birkedal.

Skal prøves på dyr

Forskerne har allerede funnet opp limet, men det er ikke perfekt enda. I løpet av de neste tre årene skal de lære å kontrollere limet bedre. Forskerne skal også optimere festeevnen til forskjellige typer materialer.

Derfor prøver forskerne forskjellige typer metall i limet og forskjellige konsentrasjoner av komponentene.

– Vi håper at vi i løpet av de neste tre årene har en formel som kan lime sammen vev i dyr. Da har vi forhåpentligvis også et lim som kan brukes for alle former for materiale, sier Birkedal.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.