La peau, une barrière qui nous protège et qui s’auto protège

skin-protection-beachAlors qu’on ne se préoccupe généralement que de son apparence, la peau sert pour une multitude d’actions vitales dont la protection contre l’environnement, la régulation de la température et la collecte d’énergie thermique.

Elle est constituée de trois couches : l’épiderme, le derme et l’hypoderme. Ses propriétés mécaniques sont déterminées par le derme qui est le plus épais et comprend surtout du collagène, dont le rôle est de résister à l’étirement, et de la protéine élastine  qui permet la déformation en réponse au faible pressions.

Ces mécanismes naturels ont fait l’objet d’une étude entreprise par une équipe de chercheurs américains du « Lawrence Berkeley National Laboratory » en collaboration avec ceux  de l’université de Californie, San Diego,  lesquels se sont intéressés à  déchiffrer le processus  par lequel  la peau résiste aux déchirures.

Ils ont à cet effet produit in situ les caractérisations mécaniques et structurelles de chargements de tensions sur le derme, et ce par le biais d’une combinaison d’images obtenues par balayage ultra-haute résolution, de microscopie de transmission d’électrons, et de Diffusion de rayons X  à petits angles (SAXS).

La méthode de SAXS réalisée à la ligne de lumière SLA 7.3.3 est idéale pour identifier les effets des contraintes sur les fibrilles de collagène et pour observer la façon dont elles se meuvent.

L’équipe de recherche a  établi qu’une forte contrainte sur la peau ne se propage pas, et ne provoque pas de fractures  comme les dommages causés à l’os ou aux dents, qui sont composées plutôt de fibrilles de collagène minéralisées.

Ils ont démontré, qu’au contraire, l’étirement ou l’entaillage de la peau déclenche des changements structurels dans les fibrilles de collagène de la couche de derme réduisant ainsi la concentration de la contrainte.

Ces fibrilles de collagène sont sinueuses et très désordonnées. Toutefois, en réponse à toute contrainte de tension ou d’étirement, elles se réarrangent entre elles en tournant dans la direction de chargement de traction et de tension, en s’étendant, et en coulissant et ce avant d’atteindre la déchirure.

Le mécanisme de rotation, permet aux fibrilles de collagène de s’aligner avec l’axe de tension et devenir  ainsi  plus fortes pour s’adapter  au changement de forme. Leur redressage permet l’absorption de la contrainte sans augmentation de stress, et leur glissement dissipe l’énergie produite pendant la déformation.

En conclusion, les dits chercheurs notent que le résultat de leurs travaux notamment  la compréhension des mécanismes de comportement de la peau constitue une bonne motivation pour développer du matériel synthétique et pourrait être une inspiration à  appliquer pour l’amélioration des peaux artificielles ou pour la production de film de polymères utilisés dans les flexibles électroniques.

B.H.S