Североамериканский дикобраз (который, заметим, относится к иной группе грызунов, нежели обычные дикобразы вроде хохлатого), носит на себе 30 тысяч игл. Всякий, кто имел несчастье столкнуться на узкой дорожке с этим зверем, знает, как трудно избавиться от его игл, если они проникли в кожу. На конце каждой есть крохотные зазубрины, которые и затрудняют извлечение иглы из плоти.
Исследователи из Массачусетского технологического института и Женской больницы Бригэма (США) обнаружили у дикобразьих игл странную особенность. Чтобы пронзить ими тело, к ним почти не нужно прикладывать усилий. Причём облегчённое проникновение обеспечивают как раз те самые зазубрины, из-за которых иглы так трудно вытащить. Чтобы вонзить в плоть такую же иглу, но без зазубрин, нужно приложить почти вдвое бóльшую силу.
Американские дикобразы, взрослый и детёныш (фото Don Johnston)
Учёные решили изучить физику дикобразьих игл поподробнее. Результаты этой работы опубликованы в журнале PNAS. Если коротко, то вот они: игла дикобраза совмещает в себе черты зазубренного ножа (или пилы) и якоря; когда игла входит в тело, зазубрины помогают распределить давящую силу так, чтобы легче было проникнуть между волокнами тканей. Вонзить такую иглу проще по той же причине, по которой помидор легче резать зазубренным ножом, нежели ножом с гладким лезвием. Вытащить иглу мешают те же зазубрины, которые держатся за ткани, подобно якорям. И тут уже надо приложить силу, в четыре раза бóльшую, чем в случае гладкой иглы.
Флюоресцентная микрофотография кончика иглы американского дикобраза (фото Woo Kyung Cho / Brigham and Women's Hospital).
Зазубрины покрывают иглы дикобраза не по всей длине, а лишь на протяжении нескольких миллиметров на её вершине — и этого, как выясняется, вполне достаточно. По словам исследователей, такие иглы могли бы весьма и весьма пригодиться в медицине. Зашивая разрезы, хирурги используют нитяные швы или скрепляют края раны чем-то вроде скрепок. Однако такие крепления со временем ослабевают, и это доставляет дополнительные проблемы. Применять же клеевое крепление по понятным причинам не всегда возможно: клеящие вещества часто слишком токсичны. Дикобразья игла могла бы стать удачной альтернативой, особенно если бы удалось модифицировать её так, чтобы она не только легко проникала и крепко сидела, но ещё и легко извлекалась. Такое приспособление вообще нашло бы себе самое широкое применение везде, не только в медицине.
