Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали композитную хирургическую нить с регулируемым сроком рассасывания и создали компьютерную модель, предсказывающую её поведение с точностью 98%. Разработка призвана решить проблему существующих шовных материалов, которые либо слишком долго сохраняются в организме, повышая риск воспаления, либо разрушаются слишком быстро и не успевают надёжно удержать края раны.
Конструкция нити
В основе изделия — жгут из 19 тончайших полигликолидных волокон (медицинский рассасывающийся материал), покрытый гибридным составом из полимеров и крахмала. Для создания нити использовали три компонента:
- 60–70% полигликолевой кислоты;
- 25–35% крахмала;
- 5–10% полимолочной кислоты.
Прочность и другие характеристики
Учёные проверили прочность нити. Они закрепили образцы в специальной машине и медленно растягивали их до разрыва. Скорость растяжения составляла 10 мм в минуту. Результаты показали, что один жгут выдерживает нагрузку до 28 ньютонов, тогда как при реальной хирургической операции шов испытывает не более 5 ньютонов. Таким образом, запас прочности нити — в 6 раз выше необходимого.
Такой запас нужен, потому что во время операции хирург сильно натягивает нить, завязывая узлы, — в этот момент нагрузка резко возрастает. А после операции кашель, чихание или просто движения пациента создают дополнительное натяжение шва.
Дополнительно учёные разработали компьютерную модель, которая предсказывает, как быстро нить разрушится в организме. Её прогнозы совпадают с реальными экспериментами на 98%. Модель учитывает эффект автокатализа — неравномерное разрушение нити: сначала медленно, потом всё быстрее, потому что продукты распада сами ускоряют дальнейшее разложение. Обычные формулы этот эффект не учитывают.
При заданной толщине покрытия нить сохраняет прочность в течение всего необходимого срока, а затем полностью рассасывается без остатка. Это подтверждают лабораторные исследования, в которых образцы выдерживали в изотоническом растворе при 37 °C — в условиях, максимально приближенных к человеческому организму.
Благодаря высокой прочности и регулируемой биодеградации композитная полифиламентная нить является оптимальным решением для временных швов в пластической, детской и общей хирургии.
Результаты работы могут быть использованы для производства новых высокоэффективных шовных материалов.
Источник: medvestnik.ru
