3. Получение бактерий для деградации токсикантов и ксено­биотиков

С помощью генетического конструирования создан «супермик­роб», способный утилизировать большинство основных углеводородов нефти. В природе имеются 4 штамма бактерий, имеющих несколько плазмид, каждая из которых кодирует фермент для расщепления одного класса углеводородов: 1) октана, гексана и декана (ОСТ); 2) ксилола и толуола (XYL); 3) камфоры (САМ) и 4) нафталина (NAH). В результате последовательных скрещиваний был получен «суперштамм», несущий плазмиды XYL, NAH и гибридную плазмиду, содержащую части плаз-

мид ОСТ и САМ. Такая мультиплазмидная бактерия растет, утилизируя неочищенную нефть (рис. 4.3).

штамм 1

х

хромосома

штамм 2

штамм 3

штамм 4

хромосома

"супербацилла"

Рис. 4.3. Получение мультиплазмидной бактерии

5. Биоматериалы

Протезы и искусственные устройства для замены поврежденных частей тела или компенсаций их дисфункций изготавливаются из поли­меров (полиэфиров, силиконов, метилполиметакриламида, полиэтиле­на), сплавов металлов (нержавеющей стали, сплавов хрома, кобальта, молибдена , титана и титановых сплавов), керамики (глинозема, стекло­керамики), композитных материалов (углерод-углеродных, полимерно- графитных, стеклянных с наполнителями ) и т. п. Реакция тканей орга­низма на контакт с этими материалами может вызвать (и часто вызыва­ет) иммунную реакцию, вплоть до отторжения имплантанта, при этом возникает необходимость удаления протеза.

Чтобы избежать таких реакций или снизить их до безопасного уровня, разрабатываются материалы нового поколения - биоматериалы, или биосовместимые материалы. Рынок этих материалов неограничен, вернее, ограничен пока стоимостью и необходимым качеством .

В области сердечной и артериальной хирургии разработаны и со­вершенствуются биоматериалы, придающие поверхности полимера ан- тикоагуляционные свойства. Для этого используют соединения, обла­дающие свойством препятствовать свертыванию крови. Из таких мате­риалов могут быть изготовлены протезы сосудов чрезвычайно малого диаметра, не вызывающие свертываемости крови, используемые для предупреждения сердечных приступов .

Для протезирования костей и суставов используются металлы и сплавы, но они по своим свойствам сильно отличаются от костей и тоже довольно часто вызывают иммунную реакцию. Керамика, и особенно кальцинированный глинозем, обладают отличной биосовместимостью, однако они хрупкие. Для создания протезов высокого качества созданы материалы по оригинальной технологии: протезы из керамики при по­мощи методов клеточной инженерии заселяются клетками костной тка­ни, которая заполняет все поры протеза, при этом получается изделие, сочетающее высокую прочность и отличную биосовместимость.

Методы биотехнологии используются и для создания биосовме­стимых гибких и тонких контактных линз. Их изготавливают из макро- молекулярных гелей, содержащих 80 % воды. Это обеспечивает хоро­шую диффузию O₂ и CO₂. В качестве сыворотки крови используются декстраны и желатин.

Разработаны также довольно прочные полимерные нити, легко подвергающиеся биодеградации. Из них изготовляют шовный материал для скрепления внутренних послеоперационных швов; после операции они через какое-то время рассасываются.

Существуют еще несколько больших прикладных областей био­технологии, в частности, создание биотестов в аналитике, диагностике и для контроля окружающей среды.