Zbulimi i fuqisë së mëndafshit
27 Prill 2025
Prej dekadash, David Kaplan punon me mëndafshin, duke e shndërruar atë në struktura mbështetëse, sfungjerë dhe filma.
Në Universitetin Tufts, laboratori i tij është i mbushur me topa mëndafshi nga e gjithë bota. Si inxhinier biomjekësor, Kaplan e ka studiuar mëndafshin që nga vitet 1990, duke udhëhequr përdorimin e tij në ndërtimin e indeve të trupit. Por rëndësia mjekësore e mëndafshit ka filluar shumë kohë përpara shkencës moderne, mjekët e lashtë e përdornin për të zgjidhur probleme urgjente shëndetësore.
Forca e mëndafshit është e krahasueshme me çelikun dhe ai është në mënyrë unike biokompatibël, duke e bërë ideal për gjithçka, nga penjtë për qepje te sistemet për shpërndarjen e ilaçeve. Shkencëtarët sot vazhdojnë të eksplorojnë potencialin e mëndafshit si material biomjekësor shumëfunksional.
Origjina e mëndafshit gjurmohet në Kinë rreth vitit 2700 p.e.s., sipas legjendës. Bashkëshortja e Perandorit të Verdhë e zbuloi mëndafshin kur një kokon krimbi ra në çajin e saj dhe u tret në lëngun e nxehtë. Ajo më pas rriti krimbat e mëndafshit dhe i thuri fijet e tyre në pëlhurë. Edhe pse mitologjike, provat gjenetike dhe arkeologjike mbështesin idenë se zbutja e krimbit të mëndafshit ka nisur 4000 deri në 5000 vite më parë. Në vitin 2016, arkeologët zbuluan gjurmë mëndafshi në varre 8500-vjeçare në Jiahu, në Kinën Qendrore, duke sugjeruar përdorim edhe më të hershëm të mëndafshit të egër.
Speciet që prodhojnë mëndafsh gjenden në të gjithë globin, por krimbi i zbutur Bombyx mori është burimi kryesor për shkak të natyrës së tij bashkëpunuese. Mëndafshi i merimangave mund të jetë më i fortë, por merimangat janë territoriale dhe kanibaliste, gjë që i bën të vështira për kultivim.
Larvat e B. mori ushqehen me gjethe mani deri sa të krijojnë fshikëza duke përdorur dy proteina: fibroinë (bërthama strukturore) dhe sericinën (veshje ngjitëse). Një fshikëz e vetme mund të përmbajë deri në 1500 metra fije mëndafshi. Zierja e fshikëzave në tretësirë alkaline largon sericinën, duke lënë fijet e fibroinës, të forta, biokompatibël dhe të biodegradueshme, të përshtatshme për përdorim mjekësor.
Mëndafshi ka ndihmuar në shërim që nga kohët e lashta. Grekët dhe romakët përdornin mëndafshin e merimangave dhe të krimbave për fasha dhe qepje plagësh. Galeni, një mjek romak, rekomandonte mëndafshin për të qepur tendinat. Shekuj më vonë, kirurgu francez Ambroise Paré përdori mëndafsh për ndalimin e gjakderdhjes, ndërsa kirurgu britanik Joseph Lister sterilizoi penj mëndafshi në vitet 1860. Sot, penjtë prej mëndafshi vlerësohen për forcën dhe saktësinë e tyre në ndërhyrjet kirurgjikale delikate.
Përzgjedhja gjenetike e ka bërë që flutura B. mori të jetë plotësisht e varur nga njerëzit. Ajo nuk mund të fluturojë, të fshihet apo të mbijetojë vetëm, tipare që e bëjnë ideale për prodhim mëndafshi. Fshikëzat e tyre janë themeli për kërkime moderne mbi mëndafshin, përfshirë punën e Kaplanit në “shpleksjen” e mëndafshit në një tretësirë fibroine të lëngshme.
Ky mëndafsh i krijuar në mënyrë të kundërt mund të formësohet në xhel, fletë, struktura mbështetëse dhe më shumë. Në laboratorin e Kaplan, mëndafshi përdoret për ndërtimin e implanteve që imitojnë indet njerëzore, duke mbështetur rritjen dhe rigjenerimin e qelizave. Këto struktura mund të personalizohen për sa i përket dendësisë, forcës dhe formës. Pasi implantohen, ato ruajnë formën e tyre ndërsa indet e trupit i zëvendësojnë gradualisht. Sipas shkencëtarit të biomaterialeve Chris Holland, mëndafshi është përdorur për të rindërtuar pothuajse çdo pjesë të trupit të njeriut, nga sytë te dhëmbët dhe ligamentet.
Së bashku me kolegun Fiorenzo Omenetto, Kaplan ka dizajnuar një strukturë mëndafshi për të shëruar kornet e dëmtuara të syve, e hollë, transparente dhe që lejon frymëmarrjen. Projekte të tjera eksplorojnë rolin e mëndafshit në riparimin e kockave dhe enëve të gjakut, rigjenerimin e lëkurës dhe rritjen e kërceve. Një produkt i tillë, SilkVoice, u miratua nga FDA në vitin 2018 për të trajtuar kordhat vokale të dëmtuara.
Dobia e mëndafshit shtrihet përtej plagëve. Në Mesjetë, ushtarët mongolë dhe kinezë vishnin mëndafsh nën parzmore. Nëse goditeshin nga shigjetat, pëlhura mbështillej rreth majës së shigjetës, duke lehtësuar heqjen dhe reduktuar dëmtimin. Kjo veti mbrojtëse vlen edhe në mjekësinë moderne, mëndafshi ndërvepron butësisht me sistemin imunitar dhe shpërbëhet pa shkaktuar inflamacion.
Zgjidhjet me mëndafsh mund të rregullohen për të kontrolluar shpejtësinë e shpërbërjes. Disa implante shpërbëhen për një javë; të tjera zgjasin një vit, në varësi të aditivëve. Shkencëtarët mund t’i përmbushin ato me antibiotikë për të parandaluar infeksionet. Ky material gjithashtu vepron si konservues natyral, duke mbrojtur mostra gjaku dhe vaksina.
Një nga shpikjet më novatore të Kaplanit është MIMIX, një ngjitës mikrogjilpërash prej mëndafshi për vaksina me lëshim të ngadaltë. Mikrogjilpërat, të formësuara nga mëndafsh i përzier me vaksinë, shpërbëhen në lëkurë, duke ofruar një dozë të qëndrueshme me kalimin e kohës, duke përmirësuar përgjigjen imune dhe duke reduktuar efektet anësore. Struktura molekulare e mëndafshit gjithashtu stabilizon medikamente të tjera, duke i mbrojtur nga uji dhe degradimi deri sa të nevojiten.
Kur Kaplan filloi të studionte përdorimet mjekësore të mëndafshit, kërkimet ishin të kufizuara vetëm në penjtë. Sot, mijëra studime eksplorojnë potencialin e tij të pafund. Kaplan dhe të tjerë vazhdojnë të inovojnë, duke testuar sisteme shpërndarjeje ilaçesh, trajtime për djegie dhe më shumë.
Nga Kina e lashtë deri në laboratorët më të avancuar të sotëm, mëndafshi është transformuar bashkë me vetë mjekësinë. Megjithatë, krimbat e mëndafshit dhe fshikëza e tyre mbeten të pandryshuara, të përsosura nga mijëra vite zbutjeje. “Ky është një sistem i provuar dhe i testuar i bioprodhimit,” thotë Holland. Përzierja e qëndrueshmërisë, përshtatshmërisë dhe biokompatibilitetit të mëndafshit garanton vendin e tij në të ardhmen e mjekësisë, e endur, fjalë për fjalë, nga fijet e së kaluarës.