Ученые Пермского Политеха разработали композитную хирургическую нить с регулируемым сроком рассасывания и компьютерную модель, которая предсказывает ее поведение в организме с точностью до 98%. Разработка может помочь снизить риск воспалений и расхождения швов после операций. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
По оценкам исследователей, ежегодно в мире проводится более 300 млн операций, и значительная часть послеоперационных осложнений связана именно с реакцией тканей на шовный материал. Особенно это важно в пластической, детской и абдоминальной хирургии.
Рассасывающиеся нити разрушаются в организме за счет гидролиза — взаимодействия с водой. В идеале этот процесс должен занимать 15–30 суток: за это время ткани успевают срастись, а риск воспаления остается минимальным. Однако существующие материалы часто не попадают в этот диапазон: одни сохраняются слишком долго — до нескольких месяцев, повышая риск воспаления, другие исчезают уже через 7–10 дней и могут не удержать рану.
Новая нить представляет собой жгут из 19 полигликолидных волокон, покрытый композитным слоем на основе полигликолевой кислоты, крахмала и полимолочной кислоты. Изменяя толщину покрытия, исследователи могут заранее задавать срок рассасывания — например, 15, 20, 25 или 30 дней.
«Меняя толщину покрытия, мы можем «запрограммировать» нить на исчезновение ровно через 15, 20, 25 или 30 суток. Сначала внешний слой защищает волокна от воды, а затем постепенно разрушается и запускает гидролиз внутреннего жгута», — рассказал доцент кафедры экспериментальной механики и конструкционного материаловедения ПНИПУ Станислав Словиков.
Прочность материала проверили на испытательной установке, растягивая нити до разрыва. Выяснилось, что один жгут выдерживает нагрузку до 28 Ньютонов, тогда как во время операции шов обычно испытывает нагрузку не более 5 Н. Таким образом, запас прочности оказался примерно шестикратным.
«Во время операции хирург сильно натягивает нить при завязывании узлов, а после вмешательства дополнительную нагрузку создают кашель, движения и другие факторы. Такой запас прочности нужен, чтобы шов оставался надежным», — пояснила магистрантка ПНИПУ Виктория Чихачева.
Дополнительно ученые создали математическую модель, позволяющую заранее рассчитывать скорость разрушения материала. В отличие от стандартных подходов, алгоритм учитывает автокатализ — процесс, при котором продукты распада ускоряют дальнейшее разложение материала. По данным разработчиков, результаты моделирования совпали с экспериментами на 98%.
Лабораторные испытания проводились в изотоническом растворе при температуре 37 °C — условиях, приближенных к человеческому организму. Исследования показали, что нить сохраняет прочность в течение заданного периода, после чего полностью разрушается.
Ранее в России нашли эффективное лекарство при воспалении перикарда сердца .