Физики СГУ разработали метод онлайн-мониторинга влажности кожи крыс

Ученые из Саратовского государственного университета имени Чернышевского разработали методику, которая дает возможность в режиме реального времени отслеживать изменения уровня влаги в коже. Исследование поддержано Российским научным фондом, а его результаты опубликованы в журнале Skin Pharmacology and Physiology.

В основе метода лежит оптическая когерентная томография (ОКТ), принцип работы которой напоминает ультразвуковое исследование, но вместо звуковых волн используется инфракрасный свет. Этот свет безопасен, проникает в ткани на достаточную глубину и отражается от них, что позволяет датчику фиксировать сигнал. Ранее подобная визуализация не применялась для динамического наблюдения за увлажненностью кожи онлайн.

До этого ученые использовали поверхностные и менее точные методы, не способные изучать глубокие слои кожи. Это мешало комплексной оценке состояния органа, его способности противостоять микробам и внешним воздействиям при обезвоживании или насыщении водой.

Авторы разработали алгоритм, который сопоставляет объемные изображения, полученные с помощью ОКТ, с содержанием воды в коже. Ткани рассеивают свет тем хуже, чем меньше в них влаги, что позволяет составлять карту увлажненности в реальном времени.

Метод протестировали на лабораторных крысах. На их кожу наносили спирт или глюкокортикостероид — противовоспалительный препарат, растворенный в спирте. Часть животных дополнительно обрабатывали ультразвуком, чтобы улучшить проникновение растворов. Новый подход показал, что спирт обезвоживает верхние слои кожи крыс.

Ткани восстанавливались до исходного состояния за 20 минут, но под воздействием ультразвука спирт проникал глубже, а восстановление происходило на 30% быстрее. Глюкокортикостероид, растворенный в спирте, не позволял коже вернуть исходную увлажненность даже через 30 минут. Ученые связывают это с влиянием самого лекарственного вещества.

Руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории «Дистанционно управляемые системы для тераностики» СГУ Юлия Свенская отметила, что работа имеет значение как для фундаментальной науки, так и для практики 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», — подчеркнула исследовательница.