La bio-ingénierie cutanée ne concerne pas seulement la compréhension moléculaire et tissulaire des propriétés de la peau, mais aussi toutes les mesures physico-mécaniques permettant d’évaluer l’état et l’évolution du système cutané.
Le mot tribologie a été formé à partir du grec tribein, qui signifie frotter, user. Cette science des frottements étudie donc les phénomènes liés aux contacts entre des systèmes matériels. Elle trouve ses applications dans de nombreux domaines : l’archéologie (comprendre l’usage d’un outil par ses marques d’usure), la construction automobile et aérospatiale (usure des pièces et peintures), le matériel sportif (optimisation de la surface pour un meilleur glissement), etc. Quel rapport avec la peau ? Notre surface cutanée est en contact permanent avec le milieu ambiant, naturel (air, rayonnement) et artificiel (vêtements, aliments, parfums, produits cosmétiques). La tribologie appliquée à la peau va donc fournir des indications utiles sur l’état du tissu cutané et son évolution dans diverses conditions normales ou pathologiques.
© CNRS/Laboratoire de tribologie et Dynamique des Systèmes)
Évolution des sillons primaires de la peau avec l’âge, mesurés grâce aux techniques de la tribologie. La désorganisation du relief cutané peut être due au vieillissement normal, mais aussi à des pathologies ou à des expositions trop fréquentes à des agents toxiques. On observe que l’anisotropie (orientation des plis dans toutes les directions) décline avec l’âge.
Premier exemple : la mesure précise du relief de la peau. Ce relief cutané offre une image directe de l’état mécanique de la peau, notamment de son élasticité.
A l’origine, il est déterminé par les lignes de tension mécanique qui traversent chaque partie du corps, les lignes de Langer. Le chirurgien les connaît bien puisqu’il en tient compte dans ses incisions, afin de faciliter la cicatrisation ultérieure. Par projection de franges sur le sujet ou par empreinte directe en silicone, on peut obtenir une imagerie des sillons primaires et secondaires formant le relief de chaque partie du corps ; le nombre et la profondeur de ces sillons varient selon l’âge, la présence de pathologies, la fréquence d’exposition à des rayonnements ou des agents toxiques (soleil, tabac, etc.). La tribologie va donc permettre une mesure fine et exacte de l’état du tissu cutané, mais aussi des effets réels de traitements médicaux ou cosmétiques sur la peau.
Quand la douceur devient mesurable
Cette soie est-elle agréable au toucher ? Cet assouplissant rend-il mon linge plus doux ?
La réponse à de telles questions peut désormais être objectivée grâce à la tribologie. Les sensations du toucher proviennent de mécanorécepteurs présents à la surface de la peau, notamment des doigts. On en compte par exemple plus de 2000 par cm2 dans le relief de nos empreintes digitales. En frottant le doigt contre un matériau, les vibrations de contact sont enregistrées et transmises au cerveau.
Ce dernier est programmé pour interpréter les ondes de vibration et déduire qu’une surface est douce ou rugueuse, par exemple. Une approche subjective peut être développée par la mobilisation d’un panel d’experts évaluant la douceur, ce qui se fait habituellement dans certaines industries (textile, cosmétique, produits ménagers). Mais on peut désormais développer une approche objective du toucher : le CNRS a ainsi déposé un brevet international sur une sonde tribo-acoustique qui mesure l’élasticité, la raideur et la rugosité d’un contact.
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