GENERAL PRINCIPLES OF ARCHITECTONICS OF LIVING SYSTEMS

Постолаки А.И.

Доктор медицины, доцент, Государственный медицинский университет

«Н. Тестемицану», г. Кишинев, Республика Молдова

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ АРХИТЕКТОНИКИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Аннотация

Общие закономерности формообразования в природе проявляются в различных структурных элементах человеческого организма, в том числе и в зубочелюстной системе, что важно знать и учитывать в биомеханике.

Ключевые слова: бионика, биомеханика, единство природы, зубы

Postolaki A. I.

Dr. in medicine, associate professor, USMF "Nicolae Testemitanu", Chisinau, Republic of Moldova

GENERAL PRINCIPLES OF ARCHITECTONICS OF LIVING SYSTEMS

Abstract

The general regularities of nature morphogenesis appear in different structures of human body, including in the maxillofacial system, it is important to know and consider in biomechanics.  

Keyords: bionics, biomechanics, the unity of nature, teeth

В 1889 году в Париже по проекту инженера Ж. Эйфеля была сооружена трех­сотметровая металлическая ажурная башня, ставшая своеобразным символом сто­лицы Франции. Эта конструкция является ярким примером единства закона фор­мообразования естественных и искусственных структур. В настоящее время науку, занимающуюся изучением строения и функционирования живых организмов, чтобы использовать это для решения инженерных задач, создания новых приборов и механизмов, называют бионикой (от греч. bios – жизнь). Этот термин впервые прозвучал 13-15 сентября 1960 г. в Дайтоне (США) на I-ом американском национальном симпозиуме «Живые прототипы – ключ к новой технике». Сегодня бионика имеет несколько направлений. Так, например, «архитектурно-строительная бионика» изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности [1]. Сейчас во всем мире большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Например, в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций. Эта идея была заимствована у глубоководных моллюсков, стенки которых состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Следует отметить, что современная стоматология благодаря появлению универсальных адгезивных систем и композитов во многом использует те же принципы. Так, например, зубная эмаль имеет слоисто-сланцевую структуру [2]. Интересным примером применения бионики в инженерных конструкциях является метод повышения устойчивости панели или стержня при помощи шпангоутов и стрингеров. Шпангоуты – это ребра жесткости, идущие по периметру сечения, а расположенные в продольном направлении – стрингеры. В этом плане удивительно похожий принцип был нами обнаружен в морфологической структуре альвеолярных отростков челюстей. Их щечная и язычная стенки состоят из множества костных пластинок, образующих общую кортикальную (cortix – c лат. кора) пластинку, переходящая в стенки зубных альвеол имеющие ячеистое строение в виде многочисленных мелких отверстий, через которые в периодонтальную щель проникают кровеносные сосуды и нервы [3]. Известный математик-конструктор середины XIX века Ле-Реколе, с работами которого Эйфель был знаком, установил, что прочность биологической конструкции скелета заключается в соответствующем расположении в материале не плоскостей, а пустых пространств. В губчатой ткани межзубных и межкорневых перегородок  образуется своеобразное сочетание менее и более плотных слоев в виде «сэндвича», располагаясь, главным образом, у боковых стенок альвеол в горизонтальной плоскости, выполняя, по-видимому, роль аналогичную шпангоутам, а на их дне принимают более отвесное, параллельное длинной оси зуба расположение, по типу стрингеров. Схожим примером является отложение минеральных солей в основном веществе дентина. Сливаясь между собой, они сообщают обызвествленным участкам форму шаров – самую экономичную и широко распространенную форму в органическом мире (икринки, вирусы, простейшие микроорганизмы и т. д.) [3,4]. Установлено, что формирование и пломбирование шаровидных полостей в препарированных зубах наиболее оптимально с точки зрения биомеханики [5]. По–видимому, естественное образование обызвествленных шаров в дентине также имеет отношение и к биомеханике зубов. Таким образом, результаты исследования показали, что единство Природы и человека заключается не только в общности молекулярно-генетических основ эволюционного развития на Земле, но и в архитектонике тканей и органов на макроуровне, что может являться дополнительным стимулом к развитию бионики и более широкого внедрения ее достижений в медицину.