皮肤由不同的层(表皮,真皮,皮下组织)组成,并 经常暴露于各种压力下。由于这些层具有不同的成分和厚度,因此每个层都有 特定的机械作用。
皮肤对压力的抵抗力 主要归因于弹性蛋白和胶原纤维。皮肤由14种胶原蛋白类型和3种弹性蛋白组成,这种多样性使人们难以理解皮肤行为。
皮肤对压力的反应以应力-应变曲线为特征,其演变与每个纤维组的作用相关。
图1:应力应变曲线
弹性模量(或杨氏模量)是一个内在值,它描述物体在施加外力时抵抗弹性变形的能力。
通过将压入力与非常有弹性的物体(如皮肤)的预期变形相关的常数定义,弹性模量以帕斯卡(Pa)表示。
弹性模量通常在BioMechanics中进行测量,以准确表征皮肤的机械性能。在这种情况下,生物力学使用组织刚度来研究结构特性。
为什么要僵硬?刚度常数(k)是测量刚度的指标,刚度常数是评估皮肤抵抗弹性变形的主要指标。这就是为什么更多的皮肤样品变硬,我们必须施加更多的变形才能获得与初始位置的显着偏差的原因。
图2:研究在皮肤上施加的刚度。
然后,刚度常数定义为:
- (A)是截面积
- (L)是元素的长度
- (E)是弹性模量
借助基于样品与球体接触的赫兹模型,可以定义弹性模量。
弹性模量的计算公式如下:
- (F)是在张力下施加在物体上的力
- (E)是杨氏模量(弹性模量)
- (R)是AFM尖端的半径曲率
- (δ)是施加到样品上的拉伸强度或压痕
- (v)是泊松比*(此处为0.3)
这些数据使我们能够有效地测量皮肤抵抗弹性变形的能力。这是突出突出活性成分或配方产品对皮肤僵硬效果的出色工具。
LEXICAL
- 变形:物体尺寸或形状的变化。
- 弹性变形: 由于应力而在弹性物质中产生的长度,体积或形状的暂时变化。
- 弹性蛋白(Elastin):结缔组织中存在的高弹性蛋白,可帮助皮肤在被戳或捏时恢复其原始位置。
- 胶原蛋白: 最丰富的蛋白质结构基团。它们的主要功能是为包括皮肤在内的皮肤提供抵抗外力的结构和强度。
- 刚度(或刚度):物体抵抗施加的力而变形的程度(以N / m为单位)。
- 泊松比:描述材料在垂直于加载方向的方向上的膨胀或收缩。