Созданы прочные фиксаторы плечевых связок по аналогии с зубами питонов

ТАСС, 28 июня. Американские биофизики разработали природоподобный материал, схожий по устройству с зубами питонов и позволяющий очень прочно и надежно скреплять поврежденные человеческие сухожилия с костями для лечения различных форм синдрома удара плеча. Об этом в пятницу сообщила пресс-служба Колумбийского университета.

"Примерно половина пожилых людей на Земле испытывает боль в плечах из-за разрывов связок и других повреждений плечевого сустава. От этой проблемы можно избавиться от операции, однако во многих случаях повреждения повторно появляются через несколько месяцев. Созданный нами биомиметический материал позволяет гораздо более прочно соединять сухожилия с костями плеча", - заявил профессор Колумбийского университета Ставрос Томопулос, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Профессор Томопулос и другие ученые разработали специальный материал для "сшивания" связок с костями плеча, чья поверхность покрыта большим числом острых выступов высотой в несколько миллиметров, похожих по устройству на зубы питона. Зубы этой змеи, как объясняют ученые, обладают идеальной геометрией для того, чтобы впиваться в плоть ее жертв и прочно удерживать ее без разрыва тканей тела даже при серьезных механических нагрузках.

Ученые предположили, что воспроизведение этой черты анатомии рептилий позволит создать материал, который позволит хирургам очень надежно "склеивать" плечевые связки с костями сустава. Сейчас врачи осуществляют эту процедуру при помощи швов из хирургических нитей, которые из-за неравномерно распределенной нагрузки часто рвут сухожилия. Это особенно характерно для пожилых людей, у которых подобные разрывы происходят в 94% случаев при тяжелых повреждениях связок плеча.

Для решения этой проблемы биофизики просчитали то, как миниатюрные копии зубов питонов взаимодействуют с материей связок и костей, и подобрали такие размеры и геометрию этих микроструктур, при которой они обеспечивают максимально прочную связь между сухожилиями и костной тканью. Прототипы подобных "пластырей" для связок ученые создали при помощи 3D-печати из обычного биосовместимого полимера, широко используемого в быту.

Последующие проверки их работы на костях и сухожилиях коров и людей показали, что созданный профессором Томопулосом и другими учеными материал позволял связкам сильнее растягиваться и переносить примерно вдвое более высокие механические нагрузки, чем они выдерживали при использовании хирургических нитей. Как надеются исследователи, в перспективе это позволит врачам более успешно проводить операции по лечению синдрома удара плеча, а также чаще избегать рецидивов подобных травм.

О биомиметике

Инженеры, химики и физики активно изучают то, как устроены различные природные материалы, многие из которых значительно превосходят созданные человеком по прочности, легкости, долговечности и многим другим параметрам. К примеру, шелк из паутины пауков значительно превосходит сталь по прочности, и при этом он обладает низкой массой и высокой стойкостью к растягиванию. Ученые давно пытаются воспроизвести подобные "изобретения природы" и приспособить их для решения важных научных и промышленных задач.