Prüfung der mechanischen Eigenschaften von menschlicher Haut in Abhängigkeit von Alter und Geschlecht

Summary

Autopsy material was used to study the mechanical properties of human skin. The specimens had been taken from the area of the manubrium sterni and the inner side of the thigh. Strips of 5 mm width were cut and load-extension curves were registered using the Instron^®-instrument. The following parameters were measured: thickness of the skin (mm), load resulting in rupture of the skin strip (g) tensile strength (g/mm²), extension resulting in rupture (%), steepness in the linear part of the load-extension curve (g/% extension) and elasticity module (g/mm²). For the evaluation of the results, the specimens were classified according to age. An analog computer was used; it was possible to describe the age-dependence of each parameter by two concurrent e-functions. No statistically significant dependence on sex could be found in any of the parameters under study. Neither could any significant influence of endocrine factors be established due to the inhomogenity of the material.

The dependence upon age was manifest in the parameters which were related to the skin as an organ as well as in the parameters which were indicators of the quality of the material used. The curves which were correlated to age were calculated by the analog computer. Starting from early childhood and ending with senium each of them showed a maximum being more or less pronounced. When related to skin thickness this maximum appeared around the 35th year of life, load at rupture around the 20th year and steepness of the load-extension curve around the 25th year. The maxima of extension at rupture were less pronounced. The maxima of tensile strength and elasticity module, which parameters are indicators for the quality of the material used, appeared in an even earlier period of life, i.e. at the age of 14, and 10 years respectively. All parameters studied so far showed a decrease until senium. Correlations between mechanical properties of connective tissue and collagen metabolism known from earlier studies as well as similar results in animals are discussed.

Zusammenfassung

Aus dem Sektionsgut des Pathologischen Instituts der Universität Mainz wurden von 52 Patienten Hautproben untersucht, die in der Gegend des Sternums und an der Innenseite der Oberschenkel entnommen waren. Aus den Hautproben wurden 5 mm breite Streifen ausgestanzt und Kraft-Dehnungsdiagramme aufgenommen. Folgende Parameter wurden gemessen: Hautdicke (mm), Kraft bis zum Abriß (g), Reißfestigkeit (g/mm²), Dehnung bis zum Abriß (%), Anstiegssteilheit in linearen Teil des Kraft-Dehnungsdiagramms (g% Dehnung) und Elastizitätsmodul (g/mm²). Die Proben wurden in Altersklassen eingeteilt. Von sämtlichen Parametern konnte die Abhängigkeit vom Lebensalter mit Hilfe des Analog-Rechners durch 2 konkurrierende 3-Funktionen beschrieben werden. Im vorliegenden Material konnte keine Abhängikeit der Meßgrößen vom Geschlecht der Patienten gefunden werden. Auch eine Abhängigkeit von endokrinen Erkrankungen ließ sich statistisch nicht sichern.

Die Abhängigkeit vom Lebensalter zeigte sich sowohl bei den Meßgrößen, die suf das Organ Haut zu beziehen sind, als auch bei den Parametern, die etwas über die Materialbeschaffenheit aussagen.

Sämtliche Kurven durchliefen vom frühkindlichen Alter bis zum Senium ein mehr oder minder ausgeprägtes Maximum. Dieses lag bei der Hautdicke etwa um das 35. Lebensjahr, bei der Reißkraft um das 20. Lebensjahr sowie bei der Anstiegssteilheit um das 25. Lebensjahr. Die Maxima der Dehnung bis zum Abriß waren weniger ausgeprägt. Die Maxima der beiden auf die Materialeigenschaften zu beziehenden Parameter Reißfestigkeit und Elastizitätsmodul lagen auf einem noch etwas früheren Zeitpunkt, nämlich 14 bzw. 10 Jahre. Alle Meßgrößen fielen bis zum Senium wieder ab. Die aus früheren Arbeiten bekannten Beziehungen zur Kollagenreifung und zum Kollagenmetabolismus werden diskutiert.