Он воспользовался этой возможностью, чтобы проверить некоторые из этих идей на самом себе. Поскольку операция проводилась под местной анестезией, у С. Левина была возможность не только оставаться в полном сознании и наблюдать за процедурой в реальном времени, но и провести дополнительные эксперименты вместе с оперирующим хирургом. Левин хотел проверить принцип сесамовидной плавающей кости непосредственно на себе. К счастью, эти эксперименты не несли дополнительных рисков, а только лишь увеличивали длительность операции. Левин провел несколько динамических экспериментов: сначала он имитировал весовую нагрузку на коленный сустав путем активного напряжения четырехглавой мышцы и сгибанием/разгибанием стопы. Когда эти активные действия не привели к уменьшению суставной щели в колене, С Левин пошел дальше и попросил хирурга навалиться на его вытянутую ногу по продольной оси, имитируя осевую нагрузку на колено в вертикальном положении. С Левин при этом наблюдал за суставной щелью в своем колене на экране монитора. Как он и предполагал, даже стокилограммовый хирург не смог приблизить суставные поверхности друг к другу. Что удалось заметить, так это то, что расстояние в 1–3 мм между пателлофеморальным и мениско-бедренным сочленениями оставалось неизменным при всех сочетаниях нагрузок (Levin & Madden, 2005) (рис. 7.9). Рис. 7.9. Вид спереди на левый коленный сустав, показывающий сохранение суставной щели как неизменное расстояние между бедренной костью и менисками без нагрузки (A) и под нагрузкой (B). Обратите внимание на артроскопический инструмент, вставленный в суставную щель между бедренной костью и медиальным мениском (вверху слева). (Воспроизводится с любезного разрешения Стивена М. Левина, 2005) Из этих наблюдений и экспериментов С. Левина следует важный вывод о том, что поскольку между костями даже в предположительно сжатом до предела суставе все равно остается просвет, то с очевидностью в нем происходит нечто, весьма отличающееся от того, что утверждает стандартная модель механики движения. Перенесемся в 1970-е годы, в момент, когда д-р С.
Левин еще не сформулировал объяснительную гипотезу биотенсегрити о механизмах работы суставов. Необходимость новой гипотезы была связана с честным признанием накопившихся фактов о живой механике мягких тканей вокруг коленного сустава — их работа как бы приподнимала бедренную кость вверх, в воздух, у вертикально стоящего человека. И главное, что при этом не наблюдалось никаких явных рычагов! Как только мы имеем научную честность и смелость признать, что рычажная модель биомеханики неприменима даже к относительно простому коленному суставу, не говоря уже о таких анатомических комплексах, как позвоночник, то, нравится нам или нет, мы вынуждены и обязаны рассматривать другие модели и гипотезы. С нашей точки зрения, наилучшим и, по сути, единственно возможным объяснением для этих наблюдений является система гетерархической биотенсегрити. В дополнении необходимо отметить, что, в то время как С. Левин проводил свои эксперименты на коленных суставах, в литературе есть и другие данные, полученные под нагрузкой на других суставных поверхностях in vivo. При этом, хотя рядом авторов и наблюдалось существенное сдавление и сближение костей, но при внимательном анализе оказывалось, что это во многом было связано как со значительной толщиной датчиков, вставляемых между костями, так и с самой операцией (патологией), которая изначально привела к необходимости оперативного вмешательства (Scarr & Harrison, 2016). Периодически в качестве дополнительного аргумента, поддерживающего идею о прямой передаче сил посредством непосредственного костного контакта, предлагается включать в рассмотрение мениски как амортизаторы, которые позволяют распределять нагрузку от кости к кости по большей площади. Однако при более пристальном анализе способность менисков выступать в качестве мощных амортизаторов вызывает большие сомнения из-за хрупкости самого биологического материала, из которого они сделаны (Andrews et al., 2011). Стоит также напомнить, что мягкие ткани уже сами по себе являются сложными структурами (рис. 3.8) и их поведение под нагрузкой в большей степени соответствует новой физике мягкой материи (Hirst, 2013), нежели чем классической механике. Тенсегрити-модель предлагает намного более реалистичное объяснение работы коленного сустава, полностью отказываясь от рассмотрения прямой, последовательной, непрерывной взаимокомпрессии как суставных поверхностей, так и менисков в качестве механизма передачи сил. Как мы уже говорили, непрерывная компрессионная модель передачи сил имеет неразрешимые фундаментальные проблемы — неизбежное возникновение локальных разрушительных гиперконцентраций в динамике рывковых и пиковых нагрузок, а также непредсказуемость поведения мягкого биологического материала. Поэтому тенсегрити-интерпретация, в основе которой лежит фокус на первичности механизма натяжения, а не прямой непрерывной компрессии, представляется намного более адекватной.