Ученые раскрыли тайну необычной колючести игл дикобразов

Со слов Джеффри Карпа, данное открытие можно применять на практике для производства инъекционных игл, особо цепких пластырей либо других расходных материалов. Подобные иглы и заплатки меньше травмируют кожу и различные ткани организма. Биологи выяснили, что иглы североамериканских дикобразов очень хорошо впиваются и задерживаются внутри мягких тканей хищников, которые пытаются их съесть, благодаря мизерным шипам на их поверхности.

Дикобразы входят в число крупных грызунов, которые обитают на тропических территориях Азии, Африки, а также Южной и Северной Америки. У этих млекопитающих самые длинные иглы среди остальных теплокровных животных. Они используют их для самозащиты. Мягкие, но колючие иглы дикобразов, по своей сути являются модифицированными волосами.

Команда биологов во главе с Джеффри Карпом из Гарвардского университета (Америка) раскрыла тайну "колючести" игл дикобразов, исследуя структуру "оружия" североамериканских грызунов и воссоздав несколько его копий.

Исследователи приобрели иглы в одном из питомников штата Вашингтон и исследовали их с помощью микроскопа. Выяснилось, что эти иглы достаточно сложно устроены — на их поверхности имеется частокол из большого количества мелких шипов, загнутых в тупую сторону конца иглы. Форма и размеры этих выростов были разными — шипы на кончике иглы были сравнительно небольшими и более загнутыми и крупными, а в средней части - "копья".

Карп со своими коллегами попытался определить функциональность данных выростов. В этих целях биологи осторожно удалили с нескольких игл шипы и сравнили, достаточно ли хорошо они впивались в кусок пенопласта, и какая сила необходима для их удаления.

Как ученые и ожидали, выдергиванию игл из образца мешали шипы на их поверхности. По подсчётам исследователей, им необходимо приложить в четыре раза больше силы, когда шипы с поверхности иглы не удалены.

Однако, с другой стороны, весьма неожиданным стало следующее открытие: шипы наделены дополнительной функцией — они способствовали лучшему проникновению иглы внутрь образца. Как выяснилось, иглы с удалёнными шипами на 54 процента хуже проникали внутрь образца, нежели их полноценные "аналоги".

Это необыкновенное свойство иглы дикобраза биологи объясняют тем, что шиповой частокол на ее поверхности превращает ее в зазубренный нож либо своеобразную пилу. В свою очередь, это облегчает процесс проникновения иглы в мягкие ткани хищника.

Авторы исследования проверили свои предположения, изготовив из полиуретана несколько копий игл и применив их в действии. Как и ожидалось, иглы с шипами лучше проникали в кусочки мяса или пластика и крепче удерживались внутри них.

По мнению Карпа и его соавторов, данное открытие можно будет использовать на практике для производства особо цепких инъекционных игл и пластырей. Подобные иглы и заплатки менее травматичны для кожи и других тканей и лучше удерживаются на поверхности либо внутри них.

В виде демонстрации потенциала данной технологии биологи спроектировали экспериментальный прототип инъекционной иглы. Исследователи утверждают, что такая игла на 80 процентов легче проникает в кожу и достигает кровеносных сосудов, нежели обычные.