Ученые выяснили, как ведет себя человеческий мочевой пузырь в экстремальных условиях, например, при резком ударе. Это открытие может значительно улучшить лечение травм и создание искусственных органов.
Исследовательская группа из нескольких российских университетов и больниц провела серию экспериментов, чтобы изучить прочность и эластичность стенки мочевого пузыря. Ранее механическое поведение этого органа при очень быстрых нагрузках, сравнимых с теми, что возникают при автомобильной аварии, было практически не изучено.
В лаборатории образцы тканей растягивали с разной скоростью — от медленной, имитирующей естественное наполнение мочой, до очень высокой, соответствующей резкому удару. Результаты показали, что мочевой пузырь — это динамичный материал, чьи свойства сильно меняются.
При медленном растяжении он мягкий и эластичный, но при резком воздействии его стенки мгновенно становятся значительно жестче и прочнее. Это свойство объясняется поведением коллагеновых волокон внутри ткани: при быстром растяжении они не успевают перестроиться и начинают активно сопротивляться, резко увеличивая жесткость органа. Также подтвердилось, что прочность пузыря зависит от направления растяжения — вдоль он прочнее, чем поперек.
Полученные данные крайне важны для практической медицины. Они позволяют создавать более точные компьютерные модели для прогнозирования повреждений при тупых травмах живота. Кроме того, эти знания помогут инженерам разрабатывать искусственные имплантаты мочевого пузыря, которые будут точно копировать механические свойства настоящего органа, что обеспечит их надежную работу в организме.
Исследование проводилось с соблюдением строгих этических норм, а все образцы были изучены в кратчайшие сроки после получения, чтобы сохранить естественные свойства тканей. Эта работа дает конкретные данные, которые могут быть использованы для улучшения диагностики травм и разработки новых методов лечения.
Исследование опубликовано в «Российском журнале биомеханики»
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
