Залишають менше шрамів. Учені з'ясували, що зигзагоподібні розрізи заживають краще

У деяких випадках скальпель хірурга може рухатися не прямою лінією, а зигзагоподібно. Цей нетрадиційний підхід може призвести до зменшення рубців, що є цінною перевагою під час косметичних операцій. Уважно спостерігаючи за симуляцією загоєння ран у біосинтетичному матеріалі впродовж понад 64 годин, дослідники помітили, що зигзагоподібні рани гояться майже вп'ятеро швидше, ніж їхні прямі аналоги. Ключ до цього відкриття лежав в унікальній поведінці клітин під час процесу загоєння, пише Science Alert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

"Як дослідники ми знали, що метод розрізу безпосередньо впливає на швидкість загоєння, — каже інженер-механік К Джиммі Хсіа із Сінгапурського національного університету. — Наше завдання полягало в тому, щоб з'ясувати, чому та які чинники впливають на цю різницю".

Хсіа та його команда, намагаючись розгадати таємниці загоєння ран, приступили до детального дослідження з використанням клітин собачої нирки Мадіна-Дарбі (СНМД). Ці епітеліальні клітини, еквівалентні клітинам людської шкіри, були використані для закриття прогалин, що утворилися в заміннику шкіри, виготовленому з гідрогелю з мікрошаблонами. Вибір епітеліальних клітин був дуже важливим із огляду на їхню ключову роль в ембріональному розвитку, відновленні тканин і загоєнні ран, особливо їхню здатність заповнювати тканинні порожнечі.

Використовуючи метод вимірювання руху рідини, велосиметрію зображення частинок, дослідники відстежували активність клітин СНМД навколо розрізів шириною від 30 до 100 мікрометрів. Особливу увагу приділили впливу ширини та кривизни зрізів.

"Хвилясті надрізи створювали нерівномірний обертальний рух, що давало клітинам більше можливостей для мобілізації", — зазначає інженер-біомеханік Сюй Хунмей.

Із процесом загоєння зигзагоподібного розрізу, зафіксованим на мікрорівні, можна ознайомитися за відео нижче:

Клітини навколо прямих розрізів просто переміщалися по периферії рани, тоді як клітини навколо звивистих розрізів створювали вихреподібний рух. "Цей унікальний рух дозволив клітинам ефективно долати рану, закриваючи діри у хвилястих ранах швидше, ніж у прямих", — пояснює Сюй.

Кривизна не чинила істотного впливу на швидкість загоєння хвилястих ран; однак ширина рани має бути досить малою, щоб сприяти утворенню мостів. Дослідники зафіксували успішне загоєння розривів шириною до 75 мікрометрів.

Хоча верхня відстань може варіюватися залежно від типу клітин, команда визнала, що менша або більша кривизна може вплинути на формування мосту і, отже, на швидкість загоєння. Цікаво, що навіть у найменших дірах завширшки 30 мікрометрів клітини здебільшого рухалися вздовж прямих зрізів, рідше вбік, не утворюючи мостів.

Хсіа та його команда спочатку розглядали можливість того, що посилений поділ клітин, спричинений зигзагоподібними розрізами, сприяє загоєнню. Однак розрахунки спростували цю гіпотезу.

"Швидше за все, різниця у швидкості загоєння зумовлена геометричними умовами, які два типи розрізів створюють для міграції клітин", — зазначають вони у своїй публікації, вказуючи на унікальні моделі руху клітин як на ключові чинники, що визначають ефективність загоєння.

Примітним спостереженням було положення клітинного ядра в процесі загоєння. Незадіяні клітини демонстрували центрально розташоване ядро, тоді як у клітинах, що беруть участь у загоєнні рани, ядро зміщувалося від центру, особливо в клітинах над звивистими зрізами. Це свідчить про те, що клітини, які закриваються, піддавалися значному механічному навантаженню, і клітини навколо звивистих розрізів зазнавали більшого розтягування порівняно з їхніми прямолінійними аналогами.

"Це дослідження розкрило клітинні та молекулярні механізми, відповідальні за закриття дір, додавши новий вимір до нашого розуміння загоєння ран, — каже інженер-механік Хуан Чанджин. — Озброєні цією інформацією, клініцисти й хірурги зможуть точно налаштувати свої стратегії, включно з методами розрізів, щоб поліпшити лікування ран пацієнтів у майбутньому".

Раніше Фокус писав про цілющу силу перцю чилі. Виявляється, він здатний відновлювати пошкоджені нерви.