№12 декабрь 2022

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Металлический имплантат защищает мышцы от атрофии

Сократительная интерметаллидная нить помогает бездействующим мышцам оставаться в форме.

Мышцы слабеют без работы, соответственно, чтобы восстановить силу мышц, нужно просто потренироваться. Но тренироваться могут не все и не всегда. Дело не только в нехватке времени или силы воли: атрофия мышц сопутствует различным болезням, в том числе диабету и раку, не говоря уже о неврологических заболеваниях вроде рассеянного склероза. Наконец, мышцы атрофируются просто от старости. Возможно, тут помогла бы механотерапия, когда мышцы сжимаются и растягиваются вручную или с помощью какого-нибудь устройства. Но пока непонятно, насколько эффективной может быть такая терапия.

Сотрудники Института Висса при Гарвардском университете описывают в Nature Materials устройство, которое помогает поддерживать бездействующие мышцы в должной форме. Устройство на вид исключительно простое: металлическая пружина в полимерной оболочке, которая приклеивается непосредственно к мышце. Секрет пружины в том, что она сделана из нитинола, химического соединения (интерметаллида) из никеля и титана с памятью формы. Память формы означает, что металлической нити из нитинола можно в определённых условиях придать какую-то форму — например, скрутить в пружину. Потом её можно распрямить, и в ней не возникнет никакого напряжения — это всё-таки не настоящая пружина. Но если её нагреть, то она вспомнит, что была сжатой, и сожмётся.

Нитиноловую нить можно разогревать электрическим током от батарейки. Также батарейка может питать чип, который следит за ритмичностью электрических импульсов. Полимер, в который заключена нитиноловая нить, достаточно эластичен и никак не вредит живой ткани — это проверили на мышах. И на тех же мышах удалось показать, что такой имплантат действительно защищает мышцы от атрофии: его ставили на одну из мышц задней лапы, а саму лапу обездвиживали на три недели. Нить время от времени стягивала мышцу, мышца в ответ растягивала нить, и в итоге такая механотерапия шла мышце на пользу: она намного меньше теряла в массе и силе, чем мышца, которая те же две недели просто провела без какой-либо работы.

В прошлом году те же исследователи описывали в Science Translational Medicine полезные свойства массажа для повреждённых мышц — оказалось, что массаж избавляет мышцы от ненужного воспаления, помогая им быстрее восстановиться. Однако если говорить именно об атрофии, то оказалось, что сжимание и растягивание мышц с помощью имплантата предотвращает её лучше, чем массаж. Возможно, получится создать беспроводную версию устройства, для которого не нужно будет носить никаких батареек, а имплантированную сократительную нить можно будет разогревать безвредным лазерным лучом, проникающим сквозь кожу и подкожный жир. Впрочем, конструктивные усовершенствования подобных имплантатов будет смысл обсуждать тогда, когда их испытают на настоящих больных со слабеющими мышцами.

Автор: Кирилл Стасевич


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее