Специалисты ПНИПУ разработали композитную нить повышенной прочности с регулируемым сроком рассасывания и компьютерную модель для прогнозирования ее поведения в организме.
Проблема существующих рассасывающихся нитей в том, что их сроки биодеградации не всегда соответствуют потребностям хирургии. Как отмечают исследователи, натуральные нити из кетгута рассасываются слишком быстро — всего за 7–10 дней. Этого времени может не хватить для полноценного срастания краев раны, из‑за чего шов может разойтись.
Синтетические аналоги, напротив, сохраняются в организме слишком долго — до 70 дней (в некоторых случаях до полугода). Длительное присутствие инородного материала повышает риск воспалительных реакций и размножения бактерий. Новая разработка позволяет преодолеть эти ограничения.
«Для создания нити мы использовали сочетание трех компонентов: полигликолевой кислоты — 60–70 %, крахмала — 25–35 % и полимолочной кислоты — 5–10 %. Эта смесь позволяет точно контролировать скорость рассасывания. Меняя толщину покрытия, мы можем «запрограммировать» нить на исчезновение ровно через 15, 20, 25 или 30 суток. Сначала этот слой защищает внутренний жгут от контакта с водой. Когда он постепенно истончается, жидкость проникает к волокнам и запускает гидролиз —безопасный распад материала», — рассказывает один из авторов разработки, доцент кафедры экспериментальной механики и конструкционного материаловедения ПНИПУ, кандидат технических наук Станислав Словиков.
Прочность изделия проверена в ходе испытаний на растяжение. Ученые закрепляли образцы в специальной машине и плавно растягивали со скоростью 10 мм/мин до разрыва. Выяснилось, что жгут выдерживает нагрузку до 28 Н, тогда как при реальной операции шов испытывает не более 5 Н. Такой запас прочности гарантирует, что нить не порвется ни при завязывании узлов, ни во время движений пациента, кашля или чихания в период заживления. Лабораторные тесты в изотоническом растворе (жидкости, похожей на биологические среды организма) при температуре 37 °C подтвердили, что нить сохраняет прочность весь заданный срок, а затем полностью рассасывается без остатка.
Для ускорения подбора параметров ученые создали компьютерную модель, которая рассчитывает, как быстро хирургическая нить будет разрушаться в теле человека. Модель учитывает эффект автокатализа (когда продукты распада ускоряют дальнейшее разрушение материала) и дает прогнозы с точностью 98 %.
По мнению исследователей, новая композитная нить — оптимальное решение для временных швов в пластической, детской и общей хирургии. Она снижает риск осложнений и улучшает результаты операций, избавляя врачей от выбора между слишком быстро и слишком медленно рассасывающимися аналогами.