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Haut simulieren
Das Hautmo­dell der Empa: Gelatine auf einem Substrat aus Baumwolle.Bild: Empa

Die Eigen­schaf­ten von mensch­li­cher Haut hängen stark von deren Hydra­tion ab, einfach gesagt: dem Wasser­ge­halt. Dies verän­dert etwa auch die Wechsel­wir­kung mit Texti­lien. Bislang konnte man die Inter­ak­tion von mensch­li­cher Haut mit Texti­lien nur mittels Proban­den­ver­su­chen ermit­teln. Nun haben Forscher der Eidge­nös­si­sche Materi­al­prü­fungs- und Forschungs­an­stalt (Empa) in St. Gallen in der Schweiz ein künst­li­ches Hautmo­dell auf Gelati­ne­ba­sis entwi­ckelt, mit dem sich die Haut simulie­ren lässt.

Bislang mussten Proban­den ihren Unter­arm gegen Stoff reiben

Durch die Feuch­tig­keit schwillt die obere Schicht der Haut (Stratum corneum) auf und bietet somit eine größere Kontakt­flä­che, was mehr Halt ermög­licht. Zu viel Feuch­tig­keit kann aber auch negative Auswir­kun­gen haben. Das Resul­tat: Blasen an Füßen oder Händen, Reizun­gen oder Ausschläge. Vor allem in Zusam­men­hang mit Texti­lien, die unsere Haut bedecken, sind solche Reaktio­nen häufig und dementspre­chend unerwünscht.

Um das Wechsel­spiel zwischen Haut und Texti­lien zu testen, wurden bislang Proban­den gebeten, ihren Unter­arm beispiels­weise gegen den zu unter­su­chen­den Stoff zu reiben. So konnte eruiert werden, wie die Haut darauf reagiert. Das ist aufwän­dig, teilweise schmerz­haft und für die Proban­den natür­lich mit einem gewis­sen Risiko verbun­den. Auch reagie­ren Texti­lien unter­schied­lich auf die Feuch­tig­keit der Hautoberfläche.

Mensch­li­che Haut simulie­ren: Das Modell liefert erste Erkenntnisse

In Zukunft wird es nicht mehr nötig sein, dass sich Proban­den an einem T‑Shirt reiben. Die Empa-Forsche­rin Agnieszka Dabrow­ska hat ein Hautmo­dell entwi­ckelt, das die Eigen­schaf­ten von mensch­li­cher Haut exakt simulie­ren kann und das Reibungs­ver­hal­ten gängi­ger Texti­lien im trocke­nen, feuch­ten und nassen Zustand nachstellt. Und das mit densel­ben Resul­ta­ten wie die mensch­li­che Haut. Das Modell kann künftig einge­setzt werden, um bei der Entwick­lung von Texti­lien zu helfen, die direkt mit mensch­li­cher Haut in Berüh­rung kommen. Dabei verän­dert das Modell seine Eigen­schaf­ten exakt in der Weise wie echte mensch­li­che Haut und kann so erste Erkennt­nisse liefern, ohne Menschen dem Risiko auszu­set­zen, sich zu verlet­zen oder Schäden davon zu tragen.

Grund­lage des Modells ist herkömm­li­che Gelatine, die Agnieszka Dabrow­ska auf eine Lage Baumwolle bettet. Normale Gelatine löst sich aller­dings beim Kontakt mit Wasser auf. Um das zu verhin­dern, bearbei­tet Dabrow­ska die Gelatine und umhüllt sie mit einer Art Gitter, das die Moleküle zusam­men­hält und so ein Auflö­sen verhin­dert. Das passiert durch einen sogenann­ten cross-link, bei dem Polymer­ket­ten chemisch mitein­an­der verbun­den werden, um die physi­ka­li­schen Eigen­schaf­ten zu verändern.

Die künst­li­che Haut soll schwitzen

Empa-Forsche­rin Dabrow­ska geht aller­dings noch einen Schritt weiter: Zurzeit hängt das Modell zur Befeuch­tung noch an Kabeln und Schläu­chen, das soll sich bald ändern. Ihr Team möchte die künst­li­che Haut aus eigenen Poren schwit­zen lassen, um der Reali­tät noch ein Stück näher zu kommen.

Quelle: idw