原子間力顕微鏡を使用したヒト皮膚組織の静的および動的ナノメカニカル特性：上真皮の瘢痕の効果

外傷性の損傷の後、皮膚は複雑な生化学的変化のカスケードを通してそれ自体を修復する能力を持っています。負荷をかけるコラーゲンネットワーク構造を含む真皮は、長期間にわたって改造され、その機械的挙動に影響を与えます。この研究では、健康な無傷と瘢痕組織の両方を含む人間の皮膚からの上真皮のナノメカニカルおよび粘弾性特性を調べます。広範なナノインデンテーション分析は、真皮瘢痕組織が健康な無傷の皮膚よりも硬い挙動を示すことを示しています。また、瘢痕の皮膚は、粘弾性クリープが弱く、隣接する無傷の皮膚よりも生理学的に関連する周波数でエネルギーを消散させる能力を示しています。これらの結果は、原子間力顕微鏡イメージングで示されるように、通常の真皮と比較して、傷跡の真皮と比較して、瘢痕された真皮のコラーゲン線維の方向の視覚的変化と併せて議論されています。

Following traumatic injury, skin has the capacity to repair itself through a complex cascade of biochemical change. The dermis, which contains a load-bearing collagenous network structure, is remodelled over a long period of time, affecting its mechanical behaviour. This study examines the nanomechanical and viscoelastic properties of the upper dermis from human skin that includes both healthy intact and scarred tissue. Extensive nanoindentation analysis shows that the dermal scar tissue exhibits stiffer behaviour than the healthy intact skin. The scar skin also shows weaker viscoelastic creep and capability to dissipate energy at physiologically relevant frequencies than the adjacent intact skin. These results are discussed in conjunction with a visual change in the orientation of collagenous fibrils in the scarred dermis compared with normal dermis, as shown by atomic force microscopy imaging.