Учёные нашли способ в режиме реального времени наблюдать, как кожа теряет и восстанавливает уровень влаги. Материал об этом методе опубликовал Российский научный фонд (РНФ). Публикуем полный текст.
Метод оптической когерентной томографии, который по принципу работы можно сравнить с ультразвуком, позволил с высокой точностью измерить глубину и скорость обезвоживания тканей под действием спирта и противовоспалительных препаратов. Предложенный подход будет полезен в дерматологии и косметологии для тестирования накожных лекарственных форм, в том числе инновационных. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Skin Pharmacology and Physiology.
Увлажнённость кожи, то есть содержание в ней воды, влияет на здоровье этого сложного органа, в частности, на его способность противостоять микробам и неблагоприятному действию окружающей среды. Чтобы исследовать, как кожа насыщается влагой и теряет ее, например, под действием лекарственных и косметических средств, учёные обычно используют поверхностные методы, однако они не позволяют заглянуть глубоко в ткани, а потому не дают возможность комплексно оценить состояние органа.
Учёные из Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского(Саратов) предложили использовать для наблюдения за увлажненностью кожи метод оптической когерентной томографии. Его можно сравнить с ультразвуком, только вместо звуковых волн здесь используется свет ближнего инфракрасного диапазона. Такой свет безопасен, он глубоко проникает в организм и, частично отражаясь от тканей, улавливается обратно датчиком. По таким «отражениям» строится объемное изображение невидимых глазу слоев органов. Оптическая когерентная томография уже широко используется в клинической практике для исследования структурных особенностей тканей, в частности для выявления болезней сетчатки глаза и поражений кожи. Однако такой метод визуализации ранее не применялся для отслеживания динамических изменений содержания воды в органах на различной глубине.
Авторы разработали алгоритм, который позволил сопоставить объемные изображения, полученные с помощью оптической когерентной томографии, с увлажненностью кожи: чем меньше воды оказывается в тканях, тем хуже они рассеивают свет. Это дало возможность «отрисовать» карту увлажненности кожи в режиме реального времени.
Исследователи протестировали подход в экспериментах с лабораторными животными. Учёные использовали крыс: им на небольшой участок кожи наносили спирт или препарат для лечения дерматита (глюкокортикостероид), растворенный в спирте. У части животных кожу при этом дополнительно обрабатывали ультразвуком для улучшения проникновения данных растворов в ткани.
Оптическая когерентная томография позволила исследователям увидеть, что спирт вызвал временное обезвоживание верхних слоев кожи крыс. После такого воздействия ткани возвращались к исходному состоянию примерно за 20 минут. При этом под действием ультразвука спирт глубже проникал в кожу, а восстановление происходило на 30% быстрее. При нанесении глюкокортикоида, растворенного в спирте, кожа крыс не смогла полностью вернуть исходную увлажненность даже спустя 30 минут, что было связано с влиянием самого действующего 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», – рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Юлия Свенская, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории «Дистанционно управляемые системы для тераностики» Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского.
Подготовлено РНФ