Российские физики научились следить за увлажнением кожи в реальном времени
Ученые из Саратовского государственного университета предложили способ видеть, как кожа теряет и восстанавливает влагу на разной глубине. Метод поможет проверять косметические средства и накожные лекарства на возможные побочные эффекты.
Источник: Источник: Дмитрий Ковшов / пресс-служба СГУ. Нанесение исследуемых составов с использованием ультразвука.
МОСКВА, 14 мая. /Новости науки/. Российские физики научились в режиме реального времени наблюдать, как кожа теряет воду и затем восстанавливает уровень влаги. Для этого ученые из Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского использовали оптическую когерентную томографию, сообщили в пресс-службе Российского научного фонда.
Метод можно сравнить с ультразвуковым исследованием. Но вместо звуковых волн он использует свет ближнего инфракрасного диапазона. Такой свет проходит в ткани, частично отражается от их слоев, а датчик улавливает отраженный сигнал. Затем программа строит объемное изображение участков, которые нельзя увидеть глазом.
Увлажненность кожи важна для ее здоровья. От содержания воды зависит, насколько хорошо кожа защищает организм от микробов, сухости, раздражения и вредного действия среды. Обычно ученые оценивают состояние кожи поверхностными методами. Они показывают только верхний слой и не дают понять, что происходит глубже.
Саратовские исследователи разработали алгоритм, который связал данные томографии с количеством воды в коже. Чем меньше влаги в тканях, тем иначе они рассеивают свет. Это позволило построить карту увлажненности кожи и следить за ее изменениями почти сразу после воздействия вещества.
Ученые проверили подход в опытах на лабораторных крысах. На небольшой участок кожи животных наносили спирт или противовоспалительный препарат для лечения дерматита — глюкокортикостероид, растворенный в спирте. В части опытов кожу дополнительно обрабатывали ультразвуком, чтобы растворы лучше проникали в ткани.
Томография показала, что спирт временно обезвоживал верхние слои кожи. После этого ткани возвращались к исходному состоянию примерно за 20 минут. Если кожу дополнительно обрабатывали ультразвуком, спирт проникал глубже, но восстановление шло на 30% быстрее.
Иной результат ученые получили при нанесении глюкокортикостероида, растворенного в спирте. В этом случае кожа не смогла полностью восстановить исходную увлажненность даже через 30 минут. Авторы связывают это с действием самого лекарственного вещества.
«Наша работа имеет важное значение как для фундаментальных, так и для практических исследований на стыке оптики и биомедицины. В частности, предложенный подход можно использовать для оценки качества косметических увлажняющих средств, а также тестирования лекарств на возможные побочные эффекты, связанные с обезвоживанием кожи. В дальнейшем нам было бы интересно адаптировать разработанный метод для исследования патологических тканей», — приводятся в сообщении пресс-службы РНФ слова руководителя проекта, кандидата физико-математических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории «Дистанционно управляемые системы для тераностики» СГУ Юлии Свенской.
Авторы считают, что новый подход будет полезен в дерматологии и косметологии. С его помощью можно оценивать, как работают кремы, мази, гели и другие накожные формы лекарств. Метод также может помочь при разработке новых средств, которые должны проникать в кожу, но не нарушать ее водный баланс.
Результаты исследования опубликованы в журнале Skin Pharmacology and Physiology.
Метод можно сравнить с ультразвуковым исследованием. Но вместо звуковых волн он использует свет ближнего инфракрасного диапазона. Такой свет проходит в ткани, частично отражается от их слоев, а датчик улавливает отраженный сигнал. Затем программа строит объемное изображение участков, которые нельзя увидеть глазом.
Увлажненность кожи важна для ее здоровья. От содержания воды зависит, насколько хорошо кожа защищает организм от микробов, сухости, раздражения и вредного действия среды. Обычно ученые оценивают состояние кожи поверхностными методами. Они показывают только верхний слой и не дают понять, что происходит глубже.
Саратовские исследователи разработали алгоритм, который связал данные томографии с количеством воды в коже. Чем меньше влаги в тканях, тем иначе они рассеивают свет. Это позволило построить карту увлажненности кожи и следить за ее изменениями почти сразу после воздействия вещества.
Ученые проверили подход в опытах на лабораторных крысах. На небольшой участок кожи животных наносили спирт или противовоспалительный препарат для лечения дерматита — глюкокортикостероид, растворенный в спирте. В части опытов кожу дополнительно обрабатывали ультразвуком, чтобы растворы лучше проникали в ткани.
Томография показала, что спирт временно обезвоживал верхние слои кожи. После этого ткани возвращались к исходному состоянию примерно за 20 минут. Если кожу дополнительно обрабатывали ультразвуком, спирт проникал глубже, но восстановление шло на 30% быстрее.
Иной результат ученые получили при нанесении глюкокортикостероида, растворенного в спирте. В этом случае кожа не смогла полностью восстановить исходную увлажненность даже через 30 минут. Авторы связывают это с действием самого лекарственного вещества.
«Наша работа имеет важное значение как для фундаментальных, так и для практических исследований на стыке оптики и биомедицины. В частности, предложенный подход можно использовать для оценки качества косметических увлажняющих средств, а также тестирования лекарств на возможные побочные эффекты, связанные с обезвоживанием кожи. В дальнейшем нам было бы интересно адаптировать разработанный метод для исследования патологических тканей», — приводятся в сообщении пресс-службы РНФ слова руководителя проекта, кандидата физико-математических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории «Дистанционно управляемые системы для тераностики» СГУ Юлии Свенской.
Авторы считают, что новый подход будет полезен в дерматологии и косметологии. С его помощью можно оценивать, как работают кремы, мази, гели и другие накожные формы лекарств. Метод также может помочь при разработке новых средств, которые должны проникать в кожу, но не нарушать ее водный баланс.
Результаты исследования опубликованы в журнале Skin Pharmacology and Physiology.
