Жизнь – сплошная головоломка, биомеханика – её ключ

Помимо гуманитарных предметов в школе мы изучаем и биологию, и физику, и информатику. Такие предметы играют важную роль в медицине. Кто бы мог подумать, что, связав их воедино, мы получим такую науку как биомеханика.

Что это такое и зачем она нужна?

Работа сердца, кровообращение или момент, когда мы плачем – всё это биомеханика. Это те процессы, которые необходимы нам, как воздух. Главная задача биомехаников – помощь в здоровом функционировании всего организма.

Компьютеры и биомеханика

На секунду представим, что один из органов перестал нормально работать: закололо сердце, в животе ураган. В случае, когда таблетки уже не помогают, врачи проводят операцию. Сразу? Да, в критических неотложных случаях. Но обычно перед этим врачи внимательно изучают нужный орган. Тут и вступают в помощь компьютеры, а точнее компьютерное моделирование. Разрабатывая модель настоящего органа, биомеханики пробуют различные конструкции протезов, имплантов для восстановления организма. Специальная компьютерная программа помогает выяснить, где и как лучше вставить протез: воспроизводит жизненный цикл органа.

Александра Неплюева, магистр кафедры «Теоретической механики и биомеханики» ПНИПУ: «Существует несколько программ, которыми мы решаем задачи моделирования биологических процессов. Например, в «Ansys» моделируют определённую часть тела для того, чтобы пронаблюдать, какие напряжения, деформации и перемещения с ней возникают. С помощью «Компаса» и «AutoCAD» – создают детали и механизмы. Например, деталь для протеза. А с помощью «Wolfram Mathematica» создают математическую модель. Процедура такая: сначала происходит расчёт протеза в Математике, создаётся её модель в Автокаде или Компасе, а затем строят такую же деталь и смотрят на ее воспринимаемые нагрузки в Ансисе».

Биомеханика в действии

Помните случай, который произошёл с известным российским актёром Андреем Зибровым? В 2010 году, защищая свою жену от хулиганов, Андрей получил тяжёлое ранение в глаз. Спасти орган не удалось, однако врачи нашли решение. Теперь актёр живёт с глазным протезом и продолжает сниматься в фильмах.

Эволюция и биомеханика

Благодаря сотрудничеству цифровых технологий и биомеханики, кажется, что мы можем всё! А что именно? У каждого из нас есть стволовые клетки – прародительницы всех типов клеток в организме. Их задача – защищать нас с самого рождения. Так вот учёные выяснили, что теперь из таких клеток можно вырастить настоящие органы…

Подготовила Жанна Канкасова
Фото: Антон Лукьянов