05 декабря 2017г.
Разработка методов исследования физиологических параметров кожи началась более 30 лет назад. При этом использовались они в основном для решения задач, связанных с исследованием параметров кожи, и оценки эффективности препаратов, применяемых в дерматологии [3]. В дальнейшем методы функционального анализа стали использовать в следующих целях:
· для проведения исследований об изменениях свойств кожи, происходящих с возрастом и под влиянием различных факторов внешней среды;
· при апробации новых лекарственных и косметических препаратов и средств наружного применения;
· для диагностики функционального состояния кожи и корректного назначения плана лечения в дерматологии.
Кожа защищает организм человека от механических, физических, химических, а также и биологических воздействий, препятствуя проникновению в кровь вирусов, бактерий, грибков.
Свойства кожи как физического тела имеют для организма человека хотя и важное, но ограниченное значение и используются, в основном, в защите от механических воздействий. Например, механическая защита является одной из функций кожи ладоней рук и подошв ног.
Кроме того, барьерно-защитные функции распространяются не только на внешнюю среду, но и на сам организм. Кожа не дает организму нарушать свою структуру, свою форму.
При непосредственном участии кожного покрова организм сохраняет в необходимых пределах параметры своей внутренней среды, регулирует температуру[3] , задерживает одни и выводит другие вещества.
При оценке функционального состояния кожи наиболее важными параметров являются:
· биомеханические свойства кожи (упругость, эластичность, прочность);
· увлажненность;
· микрорельеф;
· цветовые характеристики;
· поверхностный pH;
· жирность.
Механические свойства эпидермиса определяются коллоидно -осмотическим и гидростатическим равновесием и, как следствие, липидным балансом. Кроме того, они тесно связаны с механическими свойствами компонентов дермы, которые во многом обусловлены растяжимостью ее эластиновых и коллагеновых волокон и их количественным соотношением, а также их пространственной организацией.
У стареющей кожи при нарушении водного баланса и дезорганизации пространственной структуры соединительно-тканных волокон будут изменяться и механические свойства: кожа теряет эластичность, становится более грубой.
Процессы старения кожи характеризуются изменениями на уровне белковых структур дермы — коллагена и эластина, а также изменениями межклеточного матрикса дермы. Эти процессы проявляются снижением эластичности и ослаблением тургора кожи, что является типичным признаком старения кожи. Поэтому исследование механических свойств кожи рассматривается как обязательный элемент общей оценки изменений кожи, а также эффективности проводимой терапии [3]. Кроме того, показатели эластичности и плотности кожи м огут использоваться для формирования типологических и морфологических групп, выявления возрастных тенденций.
Необходимо отметить, что кожа человека неразрывно связана с внутренними органами, и по состоянию кожи можно судить о состоянии его здоровья [2,3]. В отличие от внутренних органов кожа доступна для обследования. Основными методами, используемыми врачами, являются внешний осмотр и оценка вязкоупругих свойств кожи путем пальпации. Изменение вязкоупругих свойств в ряде случаев может быть связано с патологией внутренних органов человека. Вязкоупругие свойства кожи могут отражать возрастные изменения в организме. В этих и ряде других случаях необходимо иметь объективные значения параметров, характеризующих вязкоупругие свойства, которые врач в силу своих су бъективных ощущений дать не может.
Решению этой проблемы могли бы помочь измерение механических параметров кожи
При изучении механических свойств кожи чаще других используют понятия «упругость», «эластичность» и «плотность» (жесткость) [1,3,4].
Упругость — свойство тела или материала сопротивляться изменению его объема или формы под воздействием механического напряжения, обусловленное возрастанием внутренней его энергии.
Эластичность — способность тела или материала формировать при сравнительно небольших ус илиях упругие обратимые деформации без его разрушения.
Плотность (жесткость) — сопротивление тела или материала вдавливанию. Недостаток этой характеристики состоит в том, что твердость не является физической постоянной материалов и представляет собой сложное свойство, зависящее как от упругости и пластичности, так и от метода измерения.
К сожалению, на настоящий момент не существует единой методики, позволяющей объективно и детально охарактеризовать биомеханические свойства кожи in vivo. Поэтому все совреме нные описания этих свойств во многом зависят от используемого метода измерения.
Отправной точкой для измерения механических свойств кожи является создание деформации с помощью фиксированной силы и последующий анализ степени (глубины) деформации, которая характеризует плотность (твердость) и упругость кожи, и характеристики возврата кожи в исходное состояние, что отражает эластичность.
Основные методы оценки механических свойств:
• Методы поперечной деформации:
–– баллистометрия (метод вдавливания);
–– кутометрия (метод всасывания).
• Методы продольной деформации:
–– тензометрия (метод растяжения);
–– торсиометрия/токметрия (метод кручения).
В ряде работ для исследования механических свойств кожи использовалась сдвиговая деформация, возникавшая при кручении. В основу методики в [6,7]положен принцип смещения кольцевого участка кожи, образованного двумя концентрическими окружностями. Участок в виде плоской кольцевой ленты ограничен неподвижной обоймой и способной к повороту внутренней втулкой. Обойма и втулка при замерах фиксируются клеящим веществом. При нагружении внутренней втулки постоянным крутящим моментом, она поворачивается на угол, который зависит от механических свойств кожи. Этот угол служил критерием для сопоставления механических свойств разных уча стков кожных поверхностей. Размеры кольца и величина момента были выбраны так, чтобы создавать поворот на 7º -10º. Похожий метод был использован в[5,7] . Крутящий момент вызывал деформацию на 2º-6º [7,8].
С помощью этого метода были оценены модуль Юнга, с пособность кожи к восстановлению деформации, вязко эластичные параметры, а также их изменения с возрастом.
Следует заметить, результаты измерений и методом кручения получают в относительных единицах.
Методы исследования механических свойств кожи путем исс ледования растяжения или кручения требуют жесткого крепления растягивающих или вращающих элементов приборов к коже человека. Такое крепление производится либо липкими лентами, либо клеями .
Следует отметить, что при обработке результатов измерения упругос ти кожи через измерение угла закручивания необходимо вводить поправочные коэффициенты учитывающие возраст, пол испытуемого и соблюдать методику проведения измерения.
Список литературы
1. Гусев В.Г., Мустафин Т.Н. Измерительные приборы для оценки физических свойств кожного покрова человека // Вестник Уфим. гос. авиац. техн. ун-та. Выпуск№ 1. Том 13, 2009. – С. 197-192.
2. Короткий Н.Г., Наринская Н.М., Бельмер С.В. Кожные проявления патологии органов пищеварения// http://www.lvrach.ru/2014/02/15435898.
3. Кошевенко Ю.Н. Кожа человека: В 2-х томах. Том 1. Структура, физиология и предназначение функциональных элементов кожного органа человека. М.: Медицина, 2012. – 360 с.
4.Семенова Е.П.,ТюринаМ.М., Анализ современных методов исследования биомеханических свойств кожного покрова // Сборник научных трудов по итогам конференции «Новые технологии и проблемы технических наук» г.Красноярск – 2016.-выпуск III. – с.155-158
5. Тимофеев Г.А. Методы аппаратного исследования кожи человека // Журнал "Косметика и медицина", № 4, 2005г.
6. Яцун С.М. Диагностический комплекс для исследования упругости и эластичности кожи / Вестник новых медицинских технологий. – 2008. – Т. XV., №. С. 131-133.
7. Kajz T.M., Gartstein V. Review of the instrumental assessment of skin: Effect of cleansing products. J Soc Cosmet Chem 1991. July/August; 42: 249-271.
8. Hendriks F., Brokken M., Oomens D. Mechanical properties of different layers of human skin. Internet poster: http:// www.mate.tue.nl/mate/pdfs /249.pdf
