Самый внешний слой кожи человека действует как защитный барьер между лежащей под ним живой тканью и внешней средой. Смачиваемость этого тканевого слоя может влиять на распространение химических веществ и адгезию патогенных микроорганизмов. В недавнем исследовании Гай Герман, доцент кафедры биомедицинской инженерии Бингемтонского университета штата Нью-Йорк, вместе с другими исследователями, показал, что смачиваемость этого слоя кожи можно контролировать с помощью обработки растворами анионного поверхностно-активного вещества, известного как лаурилсульфат натрия, забуференный до различных значений pH.
«В этом исследовании мы продемонстрировали, что можем изменить смачиваемость поверхности кожи человека, используя ингредиент, обычно используемый в косметических очищающих средствах: анионные поверхностно-активные вещества», — сказал Герман. «Кожа действует как первая линия защиты от внешнего мира, а смачиваемость кожи играет важную роль в подавлении контакта с микроорганизмами, а также в сенсорном восприятии косметических продуктов».Поверхностно-активные вещества являются амфифильными, что означает, что они содержат как гидрофобные группы (хвосты), так и гидрофильные группы (головки), и их можно найти в мыле, шампунях, медицинских кремах и кремах для бритья. Люди использовали поверхностно-активные вещества, чтобы изменить смачиваемость шерсти и человеческих волос, и теперь их можно наносить на кожу.
«На самом деле, это довольно аккуратно. Похоже, что при изменении pH раствора мы можем перевернуть эти маленькие молекулы вверх дном», — сказал Герман. «В кислой среде кожа на самом деле имеет положительный заряд. Отрицательный заряд группы головы на самом деле связывается с положительным зарядом кожи, и хвосты торчат вверх.
Когда хвосты торчат вверх, это означает, что у вас есть действительно гидрофобная поверхность. Но когда вы переходите в щелочные условия, вы больше не получаете этого положительного заряда в коже, а хвосты избегают попадания воды, прилипая к коже.
Открытые группы головы делают кожу намного более гидрофильной ».На сегодняшний день основное внимание в исследованиях Фермана уделяется изучению изменений в механике и функции здоровой и больной / поврежденной ткани кожи в зависимости от условий окружающей среды, старения, бактериальных инфекций и косметических средств.
Это исследование знаменует собой первый случай, когда кто-либо смог напрямую контролировать физические свойства кожи посредством химического взаимодействия между кератином в коже и поверхностно-активными веществами. Герман и его сотрудники надеются в будущем использовать этот контроль; потенциально может помочь улучшить трансдермальную доставку лекарств, изменить рост бактерий на коже или улучшить адгезию биоинтегрированной электроники и сенсорных систем ».«Мы можем изменить смачиваемость поверхности кожи», — сказал Герман. "Если вы подумаете, для чего это может быть полезно, ну, если вы скажете, что есть среда, в которой вы не хотите, чтобы капли воды соприкасались с вашей кожей, вы могли бы сделать кожу гидрофобной.
Это означает, что если вы нанесете каплю воды на вашей коже, она скатывается и не растекается. Однако если вы хотите, чтобы что-то покрыло вашу кожу, например, косметический продукт или мазь, вы могли бы сделать кожу более гидрофильной, чтобы усилить растекание ».