I materiali che mimano i tessuti (TMM) fungono da surrogato critico per i tessuti molli biologici nella valutazione delle apparecchiature estetiche fotoniche. Consentono ai ricercatori di quantificare come l'energia luminosa, come quella della luce pulsata intensa (IPL), si converte in calore in un ambiente controllato, garantendo che i dispositivi siano sicuri prima ancora che tocchino un paziente.
I TMM consentono una rigorosa valutazione della sicurezza delle terapie fotoniche sostituendo i soggetti umani con materiali funzionali. Simulano con precisione l'assorbimento ottico di vari toni della pelle per misurare la distribuzione del calore senza il rischio di lesioni biologiche.
La meccanica della simulazione
Replicare le proprietà fisiche
Per valutare accuratamente gli effetti termici, il mezzo di test deve comportarsi come il tessuto umano. I TMM sono costruiti utilizzando una base specifica, tipicamente una matrice di agar.
Questa matrice fornisce la base strutturale necessaria per simulare la densità fisica e le proprietà termiche dei tessuti molli biologici.
Simulare l'assorbimento ottico
Una base di agar standard è naturalmente traslucida, ma la pelle umana non lo è. Per replicare il modo in cui diversi toni della pelle assorbono la luce, i ricercatori aggiungono proporzioni specifiche di sostanze che assorbono la luce.
La nota di riferimento principale indica l'uso di una percentuale minima di estratto di caffè a questo scopo. Regolando questi additivi, gli ingegneri possono ottimizzare con precisione il materiale per adattarlo alle caratteristiche ottiche di specifici tipi di pelle.
Quantificare sicurezza e prestazioni
Misurare la distribuzione del calore
La funzione principale del TMM in questo contesto è quella di acquisire dati termici. I ricercatori posizionano sensori incorporati all'interno del materiale.
Questi sensori registrano come l'energia luminosa si converte in calore a diverse profondità e intensità. Ciò fornisce una mappa dettagliata della distribuzione termica che sarebbe impossibile ottenere in modo non invasivo sui soggetti umani.
Valutazione senza rischi
Il test di terapie fotoniche ad alta energia comporta un rischio intrinseco di ustioni. Il TMM elimina questo pericolo durante la fase di sviluppo.
Consente stress test aggressivi di apparecchiature come i dispositivi IPL. I produttori possono determinare i livelli di energia sicuri massimi senza esporre un soggetto umano a potenziali lesioni.
Considerazioni chiave per l'accuratezza
Dipendenza dalla formulazione precisa
L'affidabilità dei dati TMM dipende interamente dall'accuratezza della miscela. Come indica il riferimento, sono necessarie proporzioni specifiche di additivi per simulare i toni della pelle.
Se la concentrazione della sostanza che assorbe la luce (ad esempio, estratto di caffè) è errata, il materiale non rifletterà la vera risposta termica del tipo di pelle target, rendendo invalidi i dati di sicurezza.
Consistenza del materiale
L'uso di una matrice di agar implica la necessità di una preparazione coerente.
Variazioni nella densità della matrice o nella dispersione degli agenti assorbenti possono portare a letture incoerenti dei sensori, sottolineando la necessità di un rigoroso controllo di qualità durante la preparazione del materiale.
Fare la scelta giusta per la tua valutazione
Per utilizzare efficacemente i materiali che mimano i tessuti nei tuoi protocolli di sicurezza, considera quanto segue:
- Se il tuo obiettivo principale è la convalida della sicurezza: Assicurati che il tuo TMM includa sensori incorporati per rilevare picchi di calore pericolosi che potrebbero causare danni ai tessuti.
- Se il tuo obiettivo principale è la calibrazione del dispositivo: Regola la concentrazione degli additivi che assorbono la luce per testare rigorosamente le prestazioni sull'intera gamma di toni della pelle umana.
Convalidando prima gli effetti termici sui TMM, garantisci l'efficacia clinica dando priorità alla sicurezza del paziente.
Tabella riassuntiva:
| Caratteristica | Ruolo del TMM nella valutazione termica |
|---|---|
| Base strutturale | La matrice di agar simula la densità e le proprietà termiche dei tessuti molli biologici. |
| Regolazione ottica | Additivi come l'estratto di caffè mimano specifici toni della pelle e l'assorbimento della luce. |
| Raccolta dati | I sensori incorporati forniscono una mappatura non invasiva della distribuzione del calore. |
| Beneficio di sicurezza | Elimina i rischi di ustioni per i soggetti umani durante i test di dispositivi ad alta energia. |
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Riferimenti
- Hüseyin Okan Durmuş, M. -H. Yu. Seyidov. Investigation of the temperature effect of the IPL therapy device on tissue-mimicking material. DOI: 10.1063/1.5135399
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da Belislaser Base di Conoscenza .
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