{"id":70956,"date":"2026-09-29T14:28:37","date_gmt":"2026-09-29T18:28:37","guid":{"rendered":"https:\/\/rheolution.com\/?p=70956"},"modified":"2026-09-29T14:28:37","modified_gmt":"2026-09-29T18:28:37","slug":"messung-der-mechanischen-eigenschaften-der-haut","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rheolution.com\/de\/anwendungsberichte\/messung-der-mechanischen-eigenschaften-der-haut\/","title":{"rendered":"Messung der mechanischen Eigenschaften der Haut"},"content":{"rendered":"\t\t
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Anwendungshinweis | ElastoSens\u2122 Bio<\/h6>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Messung der mechanischen Eigenschaften der Haut mit ElastoSens\u2122 Bio\n\n<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Einleitung<\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Die Haut ist nicht nur das gr\u00f6\u00dfte Organ des K\u00f6rpers, sondern auch eine dynamische mechanische Barriere, die vor Umwelteinfl\u00fcssen sch\u00fctzt, den Wasserhaushalt reguliert und zur Sinneswahrnehmung beitr\u00e4gt. Ihre Funktion h\u00e4ngt in hohem Ma\u00dfe von der strukturellen Anordnung von Kollagen, Elastin und anderen dermalen Bestandteilen ab, die gemeinsam einzigartige mechanische Eigenschaften wie Elastizit\u00e4t, Steifigkeit und Viskoelastizit\u00e4t hervorbringen. Die Messung dieser Eigenschaften liefert Erkenntnisse dar\u00fcber, wie die Haut auf Kr\u00e4fte im Alltag reagiert \u2013 von Dehnung und Kompression bis hin zu Scherkr\u00e4ften. Durch deren Untersuchung k\u00f6nnen Wissenschaftler und Kliniker besser verstehen, wie gesunde Haut funktioniert, fr\u00fche Anzeichen von Erkrankungen erkennen und Therapien entwickeln, die die Funktionsf\u00e4higkeit wiederherstellen oder erhalten. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wichtige mechanische Eigenschaften der Haut<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Elastizit\u00e4t<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Elastizit\u00e4t spiegelt die F\u00e4higkeit der Haut wider, nach einer Verformung wieder in ihre urspr\u00fcngliche Form zur\u00fcckzukehren. Sie wird in erster Linie durch das Netzwerk elastischer Fasern bestimmt, das es der Haut erm\u00f6glicht, sich nach einer Dehnung oder einer Saugbelastung wieder zu entspannen. Klinische Studien zeigen, dass die Elastizit\u00e4t mit zunehmendem Alter deutlich abnimmt, was sich auf die Festigkeit und das \u00e4u\u00dfere Erscheinungsbild der Haut auswirkt. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Steifigkeit<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Steifigkeit beschreibt, wie widerstandsf\u00e4hig die Haut gegen\u00fcber Verformungen unter Belastung ist. Sie wird stark von der Kollagenorganisation in der Dermis beeinflusst, wobei die anatomische Lage und das Alter wichtige Determinanten darstellen. Forschungsergebnisse zeigen, dass tiefere Schichten, wie beispielsweise die retikul\u00e4re Dermis, im Allgemeinen steifer sind als oberfl\u00e4chliche papill\u00e4re Schichten und dass die Steifigkeit im Laufe des Lebens zunehmend abnimmt. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Viskoelastizit\u00e4t<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Haut zeigt unter Belastung sowohl viskose als auch elastische Reaktionen, was bedeutet, dass sich ein Teil der Verformung sofort zur\u00fcckbildet, w\u00e4hrend sich ein anderer Teil erst im Laufe der Zeit langsam zur\u00fcckbildet. Dieses viskoelastische Verhalten spiegelt das Zusammenspiel von Kollagen, Elastin und der extrazellul\u00e4ren Matrix wider und ist entscheidend f\u00fcr die F\u00e4higkeit der Haut, kontinuierlichen oder wiederholten mechanischen Belastungen standzuhalten. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Anisotropie<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die mechanische Reaktion der Haut variiert je nach Richtung der ausge\u00fcbten Kraft \u2013 eine Eigenschaft, die als Anisotropie bezeichnet wird. Diese Richtungsabh\u00e4ngigkeit h\u00e4ngt mit der Ausrichtung der Kollagenfasern zusammen (z. B. entlang der Langer-Linien) und beeinflusst, wie sich die Haut in verschiedenen K\u00f6rperregionen dehnt oder einem Rei\u00dfen widersteht. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Zusammenhang zwischen Erkrankungen und den mechanischen Eigenschaften der Haut<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Systemische Sklerose<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Bei der systemischen Sklerose wird die Haut aufgrund \u00fcberm\u00e4\u00dfiger Kollagenablagerungen und Fibrose deutlich steifer und weniger elastisch. Die Messung mechanischer Parameter wie verminderter Elastizit\u00e4t oder erh\u00f6hter H\u00e4rte hilft bei der Beurteilung des Krankheitsverlaufs und der Behandlungsergebnisse. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Morphea und lokalisierte Sklerodermie<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Lokalisierte fibrotische Erkrankungen wie Morphea ver\u00e4ndern die Steifigkeit und Dicke der Haut. Mechanische Untersuchungsmethoden, insbesondere die Saug- und Indentationsmethode, k\u00f6nnen diese Ver\u00e4nderungen quantifizieren und dienen somit sowohl der Diagnose als auch der \u00dcberwachung des Behandlungsverlaufs. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Lichtbedingte Hautalterung<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Chronische UV-Exposition beschleunigt den Abbau von Kollagen und elastischen Fasern, was zu einer verminderten Elastizit\u00e4t und erh\u00f6hter Hauterschlaffung f\u00fchrt. Mechanische Messungen zeigen, dass sich lichtgealterte Haut nach einer Verformung weniger gut erholt, was das klinische Erscheinungsbild von Falten und Hauterschlaffung erkl\u00e4rt. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Verbrennungsnarben und Fibrose<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Narbengewebe und fibrotische Umbauprozesse nach Verbrennungen ver\u00e4ndern die viskoelastischen Eigenschaften der Haut erheblich, was h\u00e4ufig zu einer \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Steifigkeit und einer verminderten Nachgiebigkeit f\u00fchrt. Die objektive Messung dieser Eigenschaften wird zunehmend eingesetzt, um die Narbenreifung zu verfolgen und therapeutische Ma\u00dfnahmen zu bewerten. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wie die Mechanik des Hautgewebes bewertet wird<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In-vivo-Verfahren (Kliniken)<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In der klinischen Praxis werden die mechanischen Eigenschaften der Haut in der Regel mit nicht-invasiven Verfahren wie dem Saugtest, der Indentation oder der Torsionsbelastung untersucht. Bei diesen Methoden wird eine sanfte mechanische Kraft direkt auf die Hautoberfl\u00e4che ausge\u00fcbt, um zu erfassen, wie sich das Gewebe verformt und wieder zur\u00fcckbildet. Da sie sicher und schnell an Patienten durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen, finden sie breite Anwendung bei der Beurteilung von Elastizit\u00e4t, Festigkeit und Viskoelastizit\u00e4t im Zusammenhang mit Alterung, Erkrankungen oder dem Ansprechen auf Behandlungen. Ihr Wert liegt darin, standardisierte, reproduzierbare Messwerte zu liefern, die das \u201eGef\u00fchl\u201c der Haut in objektive Daten umsetzen und damit die Dermatologie, die plastische Chirurgie und die Kosmetikwissenschaft unterst\u00fctzen. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ex-vivo-Verfahren (Forschung)<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Im Forschungsumfeld erm\u00f6glicht die mechanische Untersuchung entnommener Hautproben eine eingehendere Erforschung des strukturellen Verhaltens des Gewebes. Bei Zugversuchen kann die Haut bis zum Versagen gedehnt werden, wodurch Spannungs-Dehnungs-Beziehungen sichtbar werden; durch Eindr\u00fcckversuche l\u00e4sst sich die lokale Steifigkeit ermitteln; Torsionsversuche dienen der Beurteilung der Verdrehfestigkeit; und rheologische Verfahren erm\u00f6glichen die Erfassung viskoelastischer Eigenschaften. Da die Proben Schicht f\u00fcr Schicht untersucht werden k\u00f6nnen, sind Forscher in der Lage, strukturelle Merkmale wie Kollagen- und Elastin-Netzwerke mit dem makroskopischen mechanischen Verhalten der Haut in Verbindung zu bringen. Diese Ex-vivo-Methoden liefern ein detailliertes Bild der Hautbiomechanik, das in vivo nicht erreicht werden kann, und tragen so zur Weiterentwicklung von Bereichen wie der regenerativen Medizin, der Entwicklung von Biomaterialien und der Entwicklung von Therapien bei, die auf altersbedingte oder pathologische Ver\u00e4nderungen abzielen. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Fallstudie: Mechanische Charakterisierung von Hautgewebe mit ElastoSens\u2122 Bio<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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ElastoSens\u2122 Bio: Ein ber\u00fchrungsloses Verfahren zur Ex-vivo-Gewebeuntersuchung<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Auf dem Gebiet der Hautbiomechanik ist das <\/span>ElastoSens\u2122 Bio<\/b><\/a> bietet eine fortschrittliche Methode f\u00fcr Ex-vivo-Untersuchungen. Dieses Ger\u00e4t misst die viskoelastischen Eigenschaften der Haut kontinuierlich und zerst\u00f6rungsfrei und gew\u00e4hrleistet so, dass die Integrit\u00e4t der Probe w\u00e4hrend des gesamten Experiments erhalten bleibt. Seine Technologie erm\u00f6glicht eine pr\u00e4zise Charakterisierung weicher biologischer Gewebe und unterst\u00fctzt wiederholte Messungen \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum unter kontrollierten Umgebungsbedingungen, wodurch die durch herk\u00f6mmliche mechanische Untersuchungen gewonnenen Informationen erg\u00e4nzt und erweitert werden. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Um das Potenzial des ElastoSens\u2122 Bio aufzuzeigen, haben wir eine Ex-vivo-Studie an Hautproben durchgef\u00fchrt. Im folgenden Abschnitt werden die in diesem Experiment verwendeten Materialien und Methoden vorgestellt; anschlie\u00dfend werden die Ergebnisse dargelegt, die ein praktisches Anwendungsbeispiel f\u00fcr das Ger\u00e4t bieten. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Material und Methoden<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Schafs- und Rinderhaut wurden frisch von einem \u00f6rtlichen Bauernhof bezogen. Die Proben wurden auf eine Dicke von etwa 1,8 mm zugeschnitten, was der Epidermis und Dermis ohne darunterliegende Hypodermis entspricht, und in kreisf\u00f6rmige Stanzteile geschnitten, um sie in die ElastoSens\u2122 Bio-Membranhalter einzulegen (Abbildung 1). Um ein Austrocknen zu verhindern, wurden die Proben vor der Untersuchung \u00fcber Nacht bei 4 \u00b0C in phosphatgepufferte Kochsalzl\u00f6sung (PBS) getaucht. Anschlie\u00dfend wurde jede Probe zur Temperierung 1 Stunde lang bei 25 \u00b0C in das ElastoSens\u2122 Bio-Ger\u00e4t eingelegt. Vor der Messung wurde \u00fcbersch\u00fcssige PBS vorsichtig entfernt. <\/span><\/p>

Das Ger\u00e4t lieferte viskoelastische Parameter in Echtzeit, darunter den Scherspeichermodul (G\u2032) und den Scherverlustmodul (G\u2033). F\u00fcr jede Bedingung wurden die Ergebnisse als Mittelwerte aus drei Proben angegeben, die aus verschiedenen Bereichen derselben Hautschicht entnommen wurden (n = 3). <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 1.<\/b> Hautgewebe von Schafen und K\u00fchen wurde aufbereitet und in die ElastoSens\u2122 Bio-Membranhalter eingesetzt, um eine zerst\u00f6rungsfreie viskoelastische Charakterisierung durchzuf\u00fchren. Das obere Bild zeigt die intakte Hautprobe vor dem Schneiden, und das untere Bild zeigt repr\u00e4sentative Hautabschnitte, die zur Untersuchung in den Haltern eingespannt sind. <\/i><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ergebnisse und Diskussion<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die viskoelastischen Eigenschaften von Schafs- und Rinderhaut wurden mithilfe des ElastoSens\u2122 Bio-Pr\u00fcfsystems untersucht (Abbildung 2). Bei Schafshaut betrug der Scherspeichermodul (G\u2032) im Durchschnitt 6,11 \u00b1 1,62 kPa (n = 3), w\u00e4hrend Rinderhaut einen etwas niedrigeren Wert von 4,92 \u00b1 0,24 kPa (n = 3) aufwies. Manan et al. (2015) untersuchten Rinderhaut aus dem Bereich der Ges\u00e4\u00dfbeuge (~3 mm dick, Epidermis + Dermis, ohne Subkutis) mittels einachsiger Zugbeanspruchung und berichteten einen durchschnittlichen Elastizit\u00e4tsmodul von 12,57 MPa, was einem Schermodul bei geringer Dehnung von etwa 94 kPa entspricht. <\/span><\/p>

Unterschiede zwischen unseren Werten und den in der genannten Quelle angegebenen Werten lassen sich auf Abweichungen bei der Pr\u00fcftechnik und den Pr\u00fcfbedingungen zur\u00fcckf\u00fchren, darunter die Verformungsart (Zug gegen\u00fcber Scherung), das Dehnungsniveau, die Temperatur und die Pr\u00fcfdauer sowie die Probenvorbereitung und die Messrichtung. Insgesamt untersucht das ElastoSens\u2122 Bio hydratisierte Proben unter oszillierender Scherbeanspruchung bei geringer Dehnung \u2013 Bedingungen, die das nachgiebige Verhalten des Gewebes erfassen und dessen Struktur erhalten. Dieser im kPa-Bereich liegende Modul liefert daher eine physiologisch relevante Darstellung der Haut in ihrer nat\u00fcrlichen Funktion als sch\u00fctzende und belastbare Barriere. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abbildung 2:<\/strong> Viskoelastische Eigenschaften von Hautgewebe bei Schafen und Rindern: Mit dem zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfsystem ElastoSens\u2122 Bio ermittelter Scherspeichermodul (G\u2032) (Mittelwert \u00b1 Standardabweichung, n = 3).<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Schlussfolgerungen und Ausblick<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die mechanischen Eigenschaften des Hautgewebes \u2013 definiert durch Elastizit\u00e4t, Viskoelastizit\u00e4t und strukturelle Anisotropie \u2013 sind von grundlegender Bedeutung f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis seiner physiologischen Funktionen in Bezug auf Schutz, Barrierefunktion und sensorische Wahrnehmung. Die zerst\u00f6rungsfreie viskoelastische Pr\u00fcfung mit dem ElastoSens\u2122 Bio erm\u00f6glicht eine zuverl\u00e4ssige Quantifizierung der Hautmechanik und erfasst dabei Schl\u00fcsselparameter wie den Scherspeichermodul (G\u2032) und den Scherverlustmodul (G\u2033). Dieser Ansatz liefert pr\u00e4zise und reproduzierbare Daten und bietet damit eine solide Grundlage sowohl f\u00fcr die biomedizinische Forschung als auch f\u00fcr translationale dermatologische Studien. \u00dcber diese Erkenntnisse hinaus bietet das ElastoSens\u2122 Bio einzigartige Vorteile f\u00fcr die Haut- und Weichteilforschung: <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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