Egy szokatlanul strapabíró hidrogel: megérkezik a Marquandomyces
A híres Utahi Egyetem mérnökei laboratóriumi körülmények között kimutatták, hogy a Marquandomyces marquandii micéliuma olyan hidrogélt képez, amely rendkívüli módon utánozza az emberi szövetek lágyságát és hajlékonyságát. Ezek a hidrogélek akár 83% vizet is képesek megkötni, miközben sokkal ellenállóbbak szakítással és deformációval szemben, mint a legtöbb, eddig ismert gombafaj fejlődése során létrejött gél. Különösen fontos kiemelni, hogy a Marquandomyces-hidrogél több rétegből épül fel, amelyek porozitása (lyukacsossága) jelentősen eltér: a felső réteg 40%-os, míg alatta váltakozva akár 90%-os és 70%-os porozitású zónák is megjelennek.
Biomimetikus anyagfejlesztés: a gomba mint ihletforrás
Az egyetem anyagtudományi csoportja a természetből merít ihletet, amikor szerkezeti és tartóssági szempontból új anyagokat keres emberi felhasználásra. A micélium fő összetevője, a kitin, ugyanaz, amely a kagylók héjában vagy a rovarpáncélban is megtalálható: egyszerre biokompatibilis és hihetetlenül szivacsszerű. Ezáltal különböző orvosi alkalmazásokban, például szövettámasztékok, rugalmas hordható eszközök, sőt akár csontpótló vázak készítésére is alkalmassá válik. Mindez arra enged következtetni, hogy a biológiai sokféleségből eddig alig kihasznált, becslések szerint 2,2–3,8 millió gombafaj óriási lehetőséget rejthet a jövő anyagtudományában.
A gombafonalak különleges szerkezeti tulajdonságai
Ennek ellenére nem minden gombafaj alkalmas hidrogél- vagy szerkezeti anyag előállítására. A Marquandomyces előnye abban rejlik, hogy micéliuma növekedés közben keresztirányú falakat képez, amelyek a hosszú fonalakat elkülönítettebbé teszik, így hosszú távon is folyamatosan tud növekedni, amíg elegendő tápanyag áll rendelkezésre. A gombák többsejtűsége sokkal hajlékonyabb, mint például az állatoké vagy a növényeké: bármelyik sejtből visszaállhat az eredeti állapot, ezáltal egészen eltérő környezeti stratégiát alkalmaznak.
Véletlen felfedezésből technológiai áttörés
A mostani eredmények egy véletlennek köszönhetők: eredetileg kerozinevő gombát akartak vizsgálni, ám a laborban különös rétegek alakultak ki a tenyészetben, amelyről végül kiderült, hogy Marquandomyces faj. A gombakultúra szokatlanul nagy nedvességtartalmú volt, miközben stabilan megtartotta az alakját. Tulajdonképpen a Marquandomyces jobbnak bizonyult, mint a korábban népszerű Ganoderma vagy Pleurotus fajok, amelyek korlátozott vízmegtartó képességük miatt csak kis mértékben voltak használhatók biomedikális hidrogélek alkotórészeként.
A laboratóriumi tesztek során a Marquandomyces-hidrogél ismételt deformáció után is 93%-ban visszanyerte eredeti alakját és szilárdságát. A belső, funkcionálisan gradált rétegek eloszlatják a mechanikai stresszt, így a szerkezet nem esik szét, hanem rugalmasan alkalmazkodik a terheléshez.
Különösen fontos, hogy ilyen teljesítmény eddig ismeretlen volt a gombaalapú anyagok világában. Mindez arra utal, hogy a Marquandomyces-hidrogél áttörést hozhat az orvostudomány anyagtanában, és a jövő „élő” biomasszájává teheti ezt a látszólag átlagos talajgombát.
