从生物力学的角度来看,衰老是一个非常复杂的过程,会严重影响人体所有器官和组织的功能,并且通常对其机械行为产生不可逆的影响。可以在皮肤上观察到明显的衰老效果,并且为皮肤美容和医学目的已广泛实现了许多研究。
尽管表皮,真皮和皮下层中皮肤衰老的大多数迹象是相关的,但机械性能的变化尤其令人关注,因为它们直接导致皱纹的发展。皮肤的所有层在结构和功能上均受到影响。
在较低的皮肤层中,胶原蛋白交联的增加以及随后水的流失导致胶原蛋白和弹性蛋白含量的减少。这部分是由于基质蛋白合成与基质金属蛋白酶降解之间的不平衡所致。
皮肤厚度取决于其解剖位置,体液含量和年龄。
在皮肤老化研究中,定量的生物力学方法,例如皮肤弹性和粘弹性测量,被广泛用于分析皮肤形态,从而确定皮肤随着年龄的变化水平。
皮肤的生理功能可以通过机械参数来确定,取决于真皮的密度和弹性成分,机械参数会发生变化。
皮肤弹性
使用施加在皮肤上的力和约束条件进行的一些皮肤厚度测量清楚地表明,杨氏模量随年龄线性增加。 在老化过程中,皮肤变薄,变硬,张力降低和柔韧性降低。老年人的表皮和真皮厚度也比成人皮肤小0.7-0.8mm。
皮肤参数随年龄而变化:儿童的皮肤张力约为21 N /mm²,而老年成年人的测量结果降至17 N /mm²。此外,儿童的皮肤弹性平均为70 N /mm²,而老年人的弹性平均接近60 N /mm²。研究还表明,当在皮肤上施加外力时,变形会随着年龄的增长而变硬。
年轻和老年皮肤之间的应变/变形特性
四个年龄段的皮肤特征
1 /宝贝
婴儿的皮肤比成人的皮肤薄了近30%。它的层数与成人皮肤相同,但每一层都薄得多,因此更加细腻和敏感。
表皮的最外层非常薄,细胞不如成年皮肤坚硬。汗液和皮脂腺也较不活跃,因此皮肤的水脂膜相对较弱。这意味着屏障功能受损,婴儿皮肤为:
- 抵抗力不如成人皮肤
- 对外部机械影响特别敏感
- 暴露于干燥中。
2 /儿童(大约6岁)
- 皮肤比成年皮肤更薄,色素更少
- 汗水和皮脂腺的活性较低。
皮肤的结构稍微成熟一些,几乎与成人参数相对应。但是,由于这些自我保护机制不发达,年轻的皮肤似乎特别敏感。
3 /成人(20岁和30岁)
外部环境(遗传因素,生活方式或环境)可能决定真皮和表皮的变薄。25岁左右开始出现衰老的最初迹象。在皮肤变薄的过程中,皮肤的屏障功能和自然保护作用逐渐减弱。胶原的质量和柔韧性也以每年约1%的速度下降。
4 /老年皮肤(60和70岁)
- 皮肤产生脂质的天然能力降低,并伴随胶原蛋白产量的持续下降,从而导致干燥,脱水和深层皱纹。
- 皮肤再生变慢,变得越来越稀,导致弹性丧失。伤口愈合也受到损害。
从70岁开始,皮肤的免疫功能下降,使其更容易受到潜在感染的影响。
A和A’:角质层
B和B’:表皮
C和C’:真皮