Иглы дикобраза натолкнули медиков на новый "спецклей"

Все, кому не повезло столкнуться с иглами дикобраза, знает, что, как только они входят в кожу, их чрезвычайно трудно удалить. Исследователи из Массачусетского технологического института надеются использовать это свойство для разработки новых видов клеев, игл и других медицинских перевязочных средств.

В новом исследовании ученые сначала выяснили характер сил, необходимых для входа и выхода игл в кожу. А во-вторых, они создали искусственные устройства с такими же механическими свойствами, но менее болезненные - иглы, или клей, которые могут более надежно связывать внутренние ткани.

По мнению исследователей, существует большая потребность в таких клеях, особенно для пациентов, перенесших желудочное шунтирование или другие виды операции на желудке или кишечнике. Такие хирургические разрезы сейчас запечатываются швами или скрепками, которые могут протечь и тем самым вызвать осложнения.

"При дальнейших исследованиях биоматериалы, смоделированные по типу игл дикобраза, позволят создать новый класс перевязочных материалов", - говорит Роберт Лангер, ведущий автор исследования и профессор института Дэвида Коха при Массачусетском технологическом институте.

Помимо стежков и швов современные врачи иногда используют специальный суперклей медицинского класса, чтобы стянуть ткани вместе. Однако эти клеи могут быть токсичными или же провоцировать воспалительные реакции.

Чтобы создать клей, который будет работать в организме, не вызывая побочных реакций, исследовательская группа обратилась за вдохновением к природе. Ученые заинтересовались американским дикобразом, иглы которого помогают ему защищаться от хищников. Каждая из игл длиной несколько см диаметром четыре миллиметра покрыта микроскопическими бороздками. Обнаружилось, что иглы трудно удалить, но они практически без усилий протыкают ткань. Еще они обнаружили, что крошечные зубцы на самом кончике пера и являются ключом к легкости проникновения и устойчивости к удалению. А бороздки помогают перу легче входить в ткань, как зазубренный нож для томатов разрезает кожу гораздо лучше, чем нож с прямым лезвием.

Когда речь идет о силе, необходимой для того, чтобы выдернуть перо, бороздки действуют как якоря. Усилие, необходимое для удаления колючего пера в четыре раза больше, что необходимо для удаления гладкого пера.

При изучении возможности создания сильного клея или перевязочного средства, работающего по принципу пера дикобраза, исследователи пришли к выводу, что систему можно изменить. Сделать не совсем так, как в природе - чтобы острие проникало в ткани легко, но и вынималось без особых проблем.

Ученые Лангер и Карп уже имеют практику использования богатого природного опыта братьев наших меньших - в 2008 году они ввели понятие "геккон", чтобы использовать в медицинских бинтах эффект прилипчивости лапок этой ящерицы. "Но время требует нового реактивного клея, способного стягивать мокрые ткани. И клей "перо дикобраза" сделает это без использования химии", - сказал один из соавторов исследования Джеффри Карп.