Un nuovo metodo per analizzare la struttura della pelle utilizzando un tipo di radiazione noto come raggi T potrebbe aiutare a migliorare la diagnosi e il trattamento delle condizioni della pelle come l'eczema, psoriasi e cancro della pelle.

Scienziati dell'Università di Warwick e dell'Università cinese di Hong Kong (CUHK) hanno dimostrato che l'utilizzo di un metodo che prevede l'analisi dei raggi T sparati da diverse angolazioni, possono costruire un quadro più dettagliato della struttura di un'area della pelle e di quanto sia idratata rispetto a quanto consentito dai metodi attuali.

Il loro metodo è riportato in Advanced Photonics Research e potrebbe fornire un nuovo strumento per scienziati e clinici per caratterizzare le proprietà della pelle negli individui, per aiutare nella gestione e nel trattamento delle condizioni della pelle.

Radiazione terahertz (THz), o raggi T, sedersi tra infrarossi e WiFi sullo spettro elettromagnetico. I raggi T possono vedere attraverso molti materiali comuni come la plastica, ceramiche e vestiti, rendendoli potenzialmente utili nelle ispezioni non invasive. I fotoni a bassa energia dei raggi T sono anche non ionizzanti, rendendoli molto sicuri in ambienti biologici, compresa la sicurezza e lo screening medico.

Possono essere rilevati solo i raggi T che passano attraverso gli strati esterni della pelle (strato corneo ed epidermide) prima di essere riflessi indietro, poiché quelli che viaggiano più in profondità sono troppo attenuati. Ciò rende l'imaging T-ray un modo potenzialmente efficace per monitorare questi strati più esterni. Per testare questo, la luce terahertz viene focalizzata sulla pelle tramite un prisma, per allineare il raggio in un particolare piano focale. A seconda delle proprietà della pelle, quella luce verrà riflessa in modo leggermente diverso. Gli scienziati possono quindi confrontare le proprietà della luce prima e dopo che è entrata nella pelle.

Tuttavia, ci sono limitazioni nella spettroscopia di riflessione THz standard, e per superarli gli scienziati dietro questa nuova ricerca hanno invece usato l'ellissometria, che comporta la messa a fuoco dei raggi T a più angolazioni sulla stessa area della pelle.

Hanno dimostrato con successo che utilizzando l'ellissometria potevano calcolare con precisione l'indice di rifrazione della pelle (che determina la velocità con cui il raggio viaggia attraverso di essa) misurato in due direzioni ad angolo retto l'una rispetto all'altra. La differenza tra questi indici di rifrazione è chiamata birifrangenza e questa è la prima volta che la birifrangenza THz della pelle umana è stata misurata in vivo. Queste proprietà possono fornire preziose informazioni su quanta acqua c'è nella pelle e consentono di calcolare lo spessore della pelle.

Professoressa Emma Pickwell-MacPherson, dal Dipartimento di Fisica dell'Università di Warwick e dal Dipartimento di Ingegneria Elettronica del CUHK, ha dichiarato:"Volevamo dimostrare che potevamo eseguire misurazioni ellissometriche in vivo nella pelle umana e calcolare con precisione le proprietà della pelle. Nell'imaging di riflessione terahertz ordinario, hai spessore e indice di rifrazione combinati come un parametro. Prendendo misurazioni da più angolazioni è possibile separare i due.

"La pelle idratata avrà un indice di rifrazione diverso dalla pelle disidratata. Per le persone con disturbi della pelle, potremo sondare quantitativamente l'idratazione della loro pelle, più delle tecniche esistenti. Se stai cercando di migliorare i prodotti per la cura della pelle per le persone con condizioni come l'eczema o la psoriasi, saremmo potenzialmente in grado di fare valutazioni quantitative di come la pelle sta migliorando con prodotti diversi o di differenziare i tipi di pelle.

"Per i malati di cancro della pelle, potresti anche usare l'imaging THz per sondare la pelle prima di iniziare l'intervento chirurgico, per avere un'idea migliore di quanto si è diffuso un tumore. Il cancro della pelle colpisce le proprietà della pelle e alcuni di questi non sono visibili perché sono sotto la superficie".

Dottor Xuequan Chen, il primo autore dello studio e borsista post-dottorato del Dipartimento di Ingegneria Elettronica del CUHK, ha dichiarato:"I raggi T sono noti per essere sensibili al livello di idratazione della pelle. Tuttavia, segnaliamo che anche la struttura cellulare dello strato corneo reagisce ai riflessi terahertz. La nostra tecnica consente di sondare in modo sensibile questa proprietà della struttura, che fornisce informazioni complete sulla pelle ed è molto utile per la diagnosi della pelle."

Per testare il loro metodo, i ricercatori hanno chiesto ai volontari di posizionare il braccio sulla finestra di imaging della loro apparecchiatura T-ray per 30 minuti, dopo essersi acclimatati alla temperatura ambiente e all'aridità del laboratorio. Tenendo la pelle contro la superficie della finestra di imaging, impedivano all'acqua di fuoriuscire dalla loro pelle sotto forma di sudore, un processo chiamato occlusione.

I ricercatori hanno quindi effettuato quattro misurazioni ad angolo retto l'una rispetto all'altra ogni due minuti per mezz'ora, in modo da poter monitorare l'effetto dell'occlusione nel tempo. Poiché i raggi T sono particolarmente sensibili all'acqua, potevano vedere una notevole differenza poiché l'acqua si accumulava nella pelle, suggerendo che il metodo potrebbe mostrare quanto sia efficace un prodotto nel mantenere la pelle idratata, Per esempio.

Ulteriori ricerche cercheranno di migliorare la strumentazione del processo e come potrebbe funzionare come dispositivo pratico.

Il professor Pickwell-MacPherson ha dichiarato:"Non abbiamo nulla di veramente accurato per misurare la pelle che i medici possano usare. I dermatologi hanno bisogno di strumenti quantitativi migliori da usare, e utilizzare facilmente.

"Se funziona bene potresti andare in una clinica, metti il ​​braccio su uno scanner, la tua curva di occlusione verrebbe tracciata e potrebbe essere raccomandato un prodotto adatto alla tua pelle. Potremmo ottenere una medicina più personalizzata e sviluppare prodotti per diverse risposte della pelle. Potrebbe davvero adattarsi all'attuale focus sulla medicina su misura".