Проблема неравномерности распределения нагрузки на суставные поверхности при взаимокомпрессии костей через суставы не сильно заботит инженеров-механиков, поскольку у них есть базовое решение, а именно использование таких материалов и конструкций, которые легко справляются с возникающими при этом концентрациями сил.

Как следствие, они ввели особую классификацию тенсегрити, которая может быть полезна с инженерной точки зрения, но определенно не может быть перенесена на биологию: тенсегрити-класс 1, где распорки не передают компрессию между собой, как в определениях Снельсона и Фуллера (Fuller, 1975, 700.011; Heartney, 2009, с. 20); и классы 2, 3 и 4, где разные количества распорок соединяются и передают силы сжатия друг друга, будучи частью более сложной системы рычагов. (Skelton & de Oliveira, 2009, с. 8).

Почему данная классификация не подходит для биотенсегрити?

Во-первых, мы должны понимать, что данная классификация создана для удобства инженеров и не имеет отношения к гетерархической природе живых организмов, которые во всех случаях являются тенсегрити-классом 1.

Во-вторых, мы уже видели, насколько сильное упрощение биологической реальности происходит при попытке применения рычагов к биологическому движению.

В-третьих, проблема гиперконцентрированных нагрузок.

Если для искусственных материалов первичным фактором является долговременный износ, а скачки (срывы, перепады) в концентрации нагрузок нивелируются за счет жесткой конструкции и свойств материала, то для мягких биологических тканей именно внезапные скачки концентраций пиковых нагрузок являются главными. Поскольку именно такие резкие перепады ведут к локальной тканевой деструкции (локальная микротравма), воспалению и т. д. и поэтому заведомо неприемлемы.

На рукотворные инженерные конструкции накладываются существенные ограничения, которые определяются свойствами материалов, используемых при их создании, практичностью и стоимостью. В противоположность инженерии процессы развития в биологии регулируется исключительно фундаментальными процессами самоорганизации материи, в рамках которых происходит биологическое формообразование, определяемое стремлением к наибольшей энергоэффективности конфигурации (Serrao et al., 2017).

Рис. 7.10. Модифицированная T-икосаэдрическая модель локтя, в которой некоторые из распорок удлинены, чтобы моделировать пропорции кости, а длины тенсегрити-струны моделируют контроль динамической связности и движение мягкими тканями тензионного (самонатяжного) комплекса. (А) Разгибание. (B) Сгибание.

В-четвертых, стоит повторить, что у любых механических систем, основанных на использовании принципа рычага, есть радикальный и неискоренимый «родовой дефект», а именно неизбежная генерация изгибающих моментов и напряжений сдвига. Поэтому так называемые инженерные тенсегрити классы 2, 3 или 4 просто неприменимы к биологии (Levin, 2002) (рис. 4.5).

Мы надеемся, что по мере накопления объяснений от главы к главе общие принципы биотенсегрити становятся все более понятными, однако необходимо понимать, что точные анатомические детали, подтверждающие некоторые из описанных выше результатов, пока еще находятся в процессе исследования.

Для того чтобы сделать биотенсегрити-подход более понятным и продуктивным, нам необходимы функциональные анатомические модели и иллюстрации. Биотенсегрити-подход к изучению локтевого сустава показывает, что он намного интереснее, чем просто рычажная конструкция (рис. 7.10).