מאת: יעל הלפמן כהן
חוקרים במכון וויס להנדסה בהשראת הטבע שבאוניברסיטת הרווארד, פיתחו חומר חדש, המשחזר את החוזק ואת הגמישות של הקוטיקולה של חרקים. החומר החדש, המצטיין בעלות נמוכה, בכושר התכלות ובביוקומפטביליות, יוכל יום אחד להחליף את הפלסטיק במוצרי צריכה, ולשמש חלופה בטוחה במגוון אפליקציות רפואיות.
השלד החיצוני של חרקים שונים, בהם זבובי בית וחגבים, מצופה קוטיקולה המותאמת לספק להם הגנה מבלי להוסיף להם משקל או נפח. הקוטיקולה מספקת הגנה מפני טורפים, משמשת מבנה תומך לשרירים ולכנפיים ומונעת אובדן מים באידוי. הקוטיקולה הודפת מאמצים כימיים או פיסיים בלי לפגוע בחלקים הפנימיים של החרק. בזכות משקלה הקטן היא אינה מכבידה על החרק במעופו, ובזכות היותה דקה – היא גם גמישה. תכונותיה משתנות: מנוקשות באזורים הסמוכים לגוף החרק והכנפיים, ועד גמישות באזורים בהם איברי החרק מחוברים.
הקוטיקולה של החרק מורכבת משכבות של כיטין {שהוא פולימר רב סוכר(פוליסכריד)} ומחלבון, במבנה לבידי. אינטראקציות מכאניות וכימיות בין חומרים אלה מאפשרות את התכונות הכימיות והמכאניות הייחודיות לקוטיקולה. הצוות ממכון וויס שחקר את האינטראקציות האלה, הצליח לשחזר את הכימיה ואת המבנה השכבתי במעבדה, וליצור שכבה דקה בעלת מבנה והרכב זהים לקוטיקולה של החרק. החומר המפותח מכונה Shrilk משום שהוא מורכב מחלבון משי ומכיטין, שמופק בדרך כלל מקליפות שרימפס.
החומר שפותח דומה בחוזקו ובנוקשותו לסגסוגת אלומיניום, אך שוקל חצי ממנה. הוא מתכלה ועלות ייצורו נמוכה מאוד, (כיטין הוא תוצר לוואי של תעשיית השרימפסים). על ידי שליטה במרכיב המים בתהליך הייצור הצליחו החוקרים להשיג את מגוון התכונות של החומר, החל מאלסטיות ועד נוקשות מלאה.
היישומים האפשריים לחומר זה רבים והוא יכול להיות תחליף זול וידידותי לסביבה לפלסטיק כמו שקיות זבל, אריזות וחיתולים. אפשר להשתמש בו גם ליצירת מבנים מסובכים כמו צינורות. חוזקו היוצא דופן של החומר, והעובדה שהוא ביוקומפטבילי הופכים אותו לחלופה בטוחה גם במגוון אפליקציות רפואיות, החל מתפירת פצעים הנושאים עומסים כבדים (כמו טיפול בבקע) ועד אמצעי תומך להתחדשות רקמות.
החומר מייצג את החזון של מרכז וויס - מתן מענה לבעיה סביבתית מהותית, ביחד עם קפיצת מדרגה לקראת התקדמות רפואית משמעותית.
