Безболезненный укол: комары вдохновили учёных на создание новых игл
Детям, которые боятся прививок, родители обещают, что укол будет совсем незаметным – как будто комарик укусит. Некоторые комары действительно обладают умением прокалывать кожу совершенно безболезненно. И теперь такой "способностью" инженеры наделили медицинские иглы.
Детям, которые боятся прививок, родители и врачи обещают, что укол будет совсем незаметным – как будто комарик укусит. Удивительно, но некоторые комары действительно обладают способностью прокалывать кожу людей и животных и высасывать кровь совершенно безболезненно.
Это умение насекомых вдохновило учёных из Университета Огайо в США на создание новых игл для различных медицинских целей.
Сперва медицинские инженеры подробно изучили строение комариного хоботка и работы энтомологов, посвящённые этому вопросу. Объектом исследований стали самки комаров вида Aedes vexan – он самый распространённый в Северной Америке.
Специалисты обнаружили целых четыре ключа к разгадке секрета безболезненного укуса. Два из них можно назвать дизайнерской задумкой природы. Первая – это крошечные зазубринки на поверхности "носика", благодаря которым он легче прокалывает кожу. Вторая – сочетание на хоботке твёрдых и мягких частей. Оказалось, что он мягче всего у кончика и по краям, но чем ближе к основанию, тем твёрже.
Две другие хитрости – это небольшая сила нажатия при укусе (в три раза ниже, чем при уколе медицинской иглой) и "местная анестезия". Как выяснили исследователи, "носик" комара слегка вибрирует при прокалывании кожи, и это помогает снизить силу надавливания. А как только комар вставляет хоботок, он сразу же выпускает под кожу слюну с белками, вызывающими небольшое онемение, и это также снижает болезненные ощущения. (К слову, воздействие слюны длится ещё несколько дней.)
Ведущий автор работы Бхарат Бхушан (Bharat Bhushan) отмечает, что комариные хитрости можно использовать для создания игл нового поколения.
"Мы можем включить эти элементы в дизайн микроиглы", — считает инженер. Сейчас иглы очень просты, инновации в этой области не внедрялись уже много лет. Может, уже пора попробовать что-то новое?
В ходе экспериментов команда создала инструмент, содержащий внутри две иглы, которые должны вводиться под кожу одновременно. Одна из игл впрыскивает обезболивающее соединение, а вторая в это же время производит забор крови, либо вводит пациенту нужное лекарство.
При этом вторая игла, как и комариный "носик", должна иметь зазубринки и точно повторять строение своего аналога – быть более мягкой и гибкой на кончике и твёрдой у основания. Наконец, последнее условие – эта же игла должна вибрировать при проколе кожи.
По словам медиков, новый инструмент будет стоит дороже традиционных игл, кроме того, вероятно, он не подойдёт для введения препаратов внутривенно и для забора большого количества крови, например, для переливаний.
Однако иглы нового поколения позволят сделать процедуры забора крови и прививки безболезненными, что особенно важно для юных пациентов.
"У нас есть материалы и знания, чтобы создать такие микроиглы. Следующим шагом будет поиск финансовой поддержки для производства и тестирования подобных устройств", — заключает Бхушан.
Кстати, ранее его команда представила "экономное" нанопокрытие, которое поможет использовать шампунь или чистящее средство до последней капли.
Статья с более подробным описанием новой работы была опубликована в издании Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials.
Напомним, ранее медицинские инженеры создали новый шприц вовсе без иглы, который вводит лекарства под давлением.
Авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали и о других интересных разработках, вдохновлённых насекомыми. Среди них новая антибликовая плёнка, "выносливые" солнечные панели, беспилотники, которым не страшны поломки, и даже печатные дома из грязи и глины.