Chapter 7.

Physical Properties of Skin

VISCOELASTIC PROPERTIES OF SKIN

SKIN TENSION PROPERTIES

SKIN EXTENSIBILITY

DIRECTIONAL VARIATIONS IN SKIN PROPERTIES

□ Skin의 physical properties

① Viscoelastic property(creep, stress relaxation)

② Skin tension property

③ Skin extensibility

④ Directional variations in skin properties

□ skin의 physical property는 대게 collagen과 elastin의 twin network에 의함

→ dermis bulk과 interwoven architecture의 pattern을 구성

□ Collagen in dermis

① young : markedly convoluted → become less with age

② randomly oriented --(load increse)--> stretching force의 방향으로 배열

③ dermis의 대부분을 구성

④ epidermis 근처 : much finer --> collagen fiber network의 격렬하고 거친 움직임으로 epithelial cell을 보호하는 damping link의 역할

□ Elastic fiber of dermis

① collagen 보다는 가늘고, end-to-side junction을 지님

② 기능

ⓐ deformed collagen network를 이완 상태로 환원

ⓑ 피부에 자연적으로 존재하는 tension의 일부를 담당

□ mobile microarchitecture는 lubricant가 필요함

① mucopolysaccharide ground substance

② tissue fluid

□ collagen은 naked state로 존재하지 않고 mps와 함께 혹은 cover된 상태로 존재

□ interwined with the network of collagen and elastin are 3 other network

① small blood vessel

② nerve fiber

③ lymphatics

--> skin의 physical properties와는 관련이 없다.

□ hair에 의해 dermis의 mobility가 restriction

VISCOELASTIC PROPERTIES OF SKIN

□ Basic two viscoelastic properties

: time is required for creep and stress relaxation ot occur

① creep

② stress relaxation

Creep(creep is clinically important)

1. 정의 : skin에 일정한 힘을 가하여 stretch 시킬 때 계속하여 skin이 늘어나는 현상

2. 피부를 여러번 나누어 당길경우("load cycled") 늘어나는 양은 점차 증가(not! at 1st)한다.(fig 7-8)

① dermal fiber가 재배열

② tissue fluid & ground substance가 displace되어 발생

--> dermis의 fluid 함유량이 많을수록 creep되는 양이 증가

4. Creep 의 biochemical effect

① tissue dehydration - tissue fluid & ground sub. 의 displace

② random positioned collagen의 재배열

③ elastic fiber fragmentation

④ tissue migration into field by stretching force

Stress relaxation : creep의 결과

① skin을 일정량만큼 stretch 시킨후 이를 유지할 경우 stretch 시키는데 필요한 힘은 점차 감소(Fig 7-7)

② 임상적인 설명이 어렵지만, flap의 suture를 tight하게 해도 수시간 후에는 viable한 것으로 설명할 수 있다.

SKIN TENSION PROPERTIES

1. Skin tension

① wound healing에 중요

② 해부학적인 위치나 방향(같은장소에서)에 따라 다름

ⓐ scrotum, penile shaft : low skin tension

ⓑ shoulder, presternum : tension existing in all direction

□ tension이 큰 방향의 sutured wound는 hypertrophic scar를 초래

③ 나이가 들수록 skin tension은 감소 --> scar가 잘 남지 않는다

④ 피부에 정상적으로 나타나는 tension의 원인

ⓐ elastic fiber network

cf) collagen fiber - no power of retraction

ⓑ gravity : shoulder girdle

2. Crease line

① 관절의 운동이나 하부 근육의 움직임에 의해 형성

② tension line과 동일 --> crease line을 가로지르는 tension은 사실상 □zero"

Effect of Increased Tension on Normal Skin

□ Eliiptic excision후 1년 경과하였을 때 70% 정도의 tension감소

□ tension 증가시 발생하는 3가지 현상

1. Stretching

① in lymphedema, adiposity - 9 ~ 10배정도의 linear stretch 가능

② creep(purely physical)과는 다름: depend on biologic activity & growth

③ skin expansion : creep + biologic stretch

2. Dermis rupture(striae formation)

① skin stretch 보다 더 빨리 load가 가해질 때 발생

ex) Cushing(fat deposition), pregnancy, body building exercise

③ Langer's line(line of minimal extensibility)에 수직으로 발생

3. Blanching

① fibrous skin network이 deformed

--> dermal blood vessel lumen이 obliterated & blood flow obstruction

--> blanching --> necrosis

② force가 지나치게 크지 않으면 flap의 blanching은 relieve될 수있다.

ⓐ creep

ⓑ small incision ; right angle to the blanching

cf) small incision으로 relieve된 blanching을 다시 유발하기 위해서는 60%의 force를 더 가해야 한다

SKIN EXTENSIBILITY

- infant시에 가장 크다(나이들면 laxity)

- skin extensibility는 나이가 들면서 skin laxity로 바뀐다

- skin tension과는 달리 in vivo에서 측정 가능 : picking up a fold

DIRECTIONAL VARIATIONS IN SKIN PROPERTIES

- cleavage pattern : dermis의 fiber arrangement에 의함

1. Dermis의 fiber pattern은 유전적으로 결정된 것이 아님

: full-term fetus나 neonate에서 cleavage line은 limb과 trunk를 encircled

--> 이는 fetus의 extending bulk과 관련된 듯.

--> 2.5세가 되면 adult pattern의 line이 됨

2. Cleavage line = tension line = retraction line = minimal extensibility line

□ 이러한 circle 주위의 retraction이 동일한 곳

ⓐ central scalp : 모든 방향으로 little retraction

ⓑ sternum : 모든 방향으로 marked retraction

3. Cleavage line & skin extensibility

□ skin strip으로 extension을 실험할 때 2 phase가 나타남

ⓐ initial phase : fiber가 uncurl and tissue rearranged

ⓑ terminal phase : fiber 자체에 extension의 영향이 미침

4. Langer's lines are

① cleavage line

② tension line

③ retraction line

④ minimal extensibility line