Исследователи Государственного Университета штата Нью-Йорк в Бингемтоне разработали методику, позволяющую определить, до каких пределов может растянуться человеческая кожа. Инновационный метод прогнозирования кожной эластичности поможет вырастить новую кожу пострадавшим, например, от обширных ожогов.
Гай Джерман, доцент кафедры биомедицинской инженерии в Школе Инженерии и Прикладных Наук Томаса Дж. Ватсона при Бингемтонском Университете:
«Хирурги используют множество различных методов выращивания кожи для процедур по расширению тканей с целью «нарастить» покров на одном участке тела и впоследствии «привить» его на другом. Зачастую эти техники применяются при восстановлении пострадавших от ожогов. Эта процедура, как правило, проводится с помощью баллона с воздухом или силиконом под поверхностью кожи. В местах, где кожа натягивается, она всегда начинает расти быстрее (как происходит, скажем, во время беременности), но растяжение это чересчур сильно, и ткань может повредиться.
Наш интеллектуальный метод может быть использован в этой области знаний, чтобы прогнозировать предел, до которого кожа может растянуться».
Поверхностный слой кожи (роговой слой) регулирует потерю организмом воды и защищает подлежащие живые ткани от микробов и воздействия окружающей среды в целом. И он, разумеется, становится очень твердым, так как ему приходится противостоять перепадам температур, шероховатым поверхностям и травмам.
«Большинство людей думает, что кожа должна быть гладкой и ровной, как на фото в рекламе после фотошопа. Но это не так, - заявляет
Джерман. – Если вы посмотрите на тыльную сторону руки, вы обнаружите на коже небольшие узоры в форме треугольников. Эти узоры обусловлены крошечными впадинками на эпидермисе. Они действуют точно так же, как листы в тетрадях на спиралях, когда вы из вырываете: это – слабые звенья вашей кожи. Мы хотели пронаблюдать, как эти топографические особенности поведут себя, как проявятся, будучи наиболее подверженными влиянию извне».
Само исследование затронуло четыре основных аспекта:
- Рассматривая ровную кожу, без серьезных повреждений и трещин, ученые изучали, как выносливость кожи зависит от содержания в ней воды. Они доказали, что сухая кожа намного более хрупкая, чем увлажненная, и ее легче повредить.
-
Ученые применили передовые технологии цифровой обработки изображения, чтобы отследить деформацию кожи и ее растяжение, которое, вкупе со структурой самой кожи, «устанавливает», где именно возникнут трещины. Это поможет хирургам и ученым выяснить, в каких именно точках кожа может повредиться.
-
Исследователи выяснили, что трещины на коже не являются прямыми; напротив, они следуют за топографией кожных гребней, которые имеют треугольную форму – именно по этой «разметке» кожа и надламывается;
-
Было доказано, что большинство трещин распространяется вдоль межклеточных соединений, не нарушая структуру самих клеток. Это просходит не всегда, однако демонстрирует слабость клеточных узлов.
Результаты этого исследования открывают новый, неизученный ранее пласт науки, позволяющий разрабатывать новые технологии и создавать адаптивные программы лечения. В частности, эти знания могут быть полезны при создании косметических продуктов по уходу за кожей. Также эти данные пригодятся специалистам при решении критичных медицинских вопросов, осуществлении реабилитационных процедур.
Кроме того, эта работа, по мнению Гая Джермана, может лечь в основу целого ряда будущих исследований по оценке изменений состава кожи, а также воздействию pH-среды или бактерий на прочность кожного покрова.
По материалам статьи X. Liu, J. Cleary, G.K. German “The global mechanical properties and multi-scale failure mechanics of heterogeneous human stratum corneum” (ActaBiomaterialia, 2016).
Дата публикации: 13 марта `17
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.