«Хирурги используют различные методы для выращивания кожи для процедур расширения тканей, предназначенных для выращивания кожи в одной области тела, чтобы ее можно было пересадить на другой участок [иногда используется для пострадавших от ожогов]», — сказал Гай Герман, ассистент. профессор биомедицинской инженерии в Школе инженерии и прикладных наук Томаса Дж. Уотсона при Бингемтонском университете. «Эта процедура растягивает кожу, как правило, за счет надувания баллона с воздухом или силиконом под поверхностью. Кожа больше разрастается в тех регионах, где она растянута — например, во время беременности, — но слишком сильно растягивается, и ткань может сломаться. Наша методика прогнозирования может быть использована в этой области как метод прогнозирования предела, до которого кожа может быть растянута ».
Самый внешний слой кожи, роговой слой, регулирует потерю воды из организма и защищает нижележащие живые ткани от микробов и окружающей среды в целом. Он довольно прочный, защищает тело от экстремальных температур, шероховатых поверхностей и большинства краев бумаги.
«Большинство людей думают, что кожа гладкая и плоская, как в рекламе, сделанной в фотошопе. Это не так», — сказал Герман. «Если вы посмотрите на тыльную сторону ладони, то увидите, что на коже есть небольшие треугольные узоры. Эти формы образованы небольшими каньонами в коже.
Эти каньоны действуют точно так же, как дырки в блокноте, когда вы вырываете страницу; они являются слабыми местами. Мы хотел увидеть, как эти топографические особенности действуют как слабые места кожи ".В целом исследование затронуло четыре основных момента:
1. Во-первых, предположив, что кожа гладкая и без крупных трещин, исследователи посмотрели, как прочность кожи значительно зависит от содержания в ней воды. Они обнаружили, что сухая кожа хрупкая, и ее легче сломать, чем увлажненную.2. Во-вторых, исследователи использовали расширенную визуализацию для отслеживания деформации и растяжения кожи, которые в сочетании со структурой самой кожи коррелируют с местом возникновения трещин на коже.
Это может помочь ученым и врачам предсказать, где в будущем могут возникнуть переломы.3. Далее ученые обнаружили, что трещины на коже не прямые; вместо этого они следуют топографическим выступам кожи с треугольными узорами.4. Наконец, исследователи доказали, что большинство переломов распространяется по стыкам клетка-клетка, а не разрушает сами клетки. Это не всегда происходит, но это говорит о том, что клеточные соединения являются структурно самыми слабыми местами кожи.
Результаты могут помочь в создании новых медицинских кремов, мыла и косметических продуктов для местного применения. Его также можно использовать в более крайних случаях.
Эта работа также создает основу для множества будущих исследований по оценке изменений в составе кожи, pH окружающей среды или бактериальной колонизации на прочность кожи, сказал Герман.