每天修剪手指甲和脚趾甲，让它们看起来更加赏心悦目，可能也会诱发严重的指甲病变。英国诺丁汉大学的研究者设计出指甲生长的物理定律，借助等式来揭示部分常见指甲病变的原因，包括嵌甲、匙状指甲和钳形甲。不同的指甲病变：钳形钉(左)、嵌甲(中间)和匙形钉(右) 图片来源：论文 摄影：Baran R et al(2014)。
该研究提示定期进行拙劣的修剪可打破指甲的生长平衡，导致整个指甲出现残余应力（是消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力)。研究结果于今天（10月17日）发表于IOP出版公司的《生物物理杂志》（Physical Biology）上。这一残余应力可随时间推移促使指甲的形状或弯曲度发生变化，从而导致严重的指甲病变。
文章主要作者西里尔• 劳赫（Cyril Rauch）说：“我注意到一些人希望他们的指甲看上去很漂亮，因此我想弄明白我们对指甲的了解到底有哪些。在查阅有关指甲的科研文献资料的过程中我很快发现，几乎没有什么物理或数学理论被用在指甲及其病变这一领域。”“我们的研究结果建议美甲迷们如果每天修剪指甲时，应尽量把指甲的边缘修剪为直线或抛物线，否则可能会放大应力失衡并导致很多严重病变。
”本课题中，研究者针对嵌甲进行分析。尽管人们很久以前就注意到这一指甲病变，但因病因不明，始终缺乏满意的疗法。嵌甲(右图）指甲板侧缘长入附近的软组织中，像异物似的插入甲沟而引起疼痛。图片来源：heartlandfootandankle.com。在设计等式时，研究者对通过细小微观结构将指甲附着在甲床上的的强粘附力进行计算。这一粘附力使指甲向前滑动并以“棘轮”的方式以不断与指甲绑定和解除绑定的方式生长。
研究者同时对与指甲有关的机械应力和能量进行计算，最终形成一个综合的指甲生长等式。根据这些等式，当生长应力和粘附力的平衡被打破时——如指甲生长过快或过慢，或粘附结构的数量发生改变-整个指甲可出现残余应力。随时间推移，残余应力可逐渐改变指甲的形状。这些等式揭示残余应力可在任意手指甲或脚趾甲上出现，但较大和边缘较平的指甲的应力更大，这便解释了嵌甲主要出现在大脚趾的原因。
尽管残余应力可随着年龄或人体代谢水平变化而出现——嵌甲常见于儿童和孕妇——这些等式提示拙劣的指甲修剪也会将残余应力放大。劳赫相信这一研究今后还可应用于农场动物及其蹄病，后者严重时可危及生命。“蹄病是羊、牛、马和小马这些动物的常见疾病，对人类亦可产生直接影响。保证全球食品安全在当今极为重要，掌握蹄的物理学对维持农业和食品生产也显得格外有意义。”劳赫继续说。
“我相信物理学将促进新型循证兽医学的发展，通过设计正确的指甲修剪方法来帮助兽医和蹄铁匠们缓解动物的疼痛，甚至协助去除导致严重病变的原因。”（编辑：粉条er）