Um novo método para analisar a estrutura da pele usando um tipo de radiação conhecido como raios T pode ajudar a melhorar o diagnóstico e o tratamento de doenças da pele, como eczema, psoríase e câncer de pele.

Cientistas da Universidade de Warwick e da Universidade Chinesa de Hong Kong (CUHK) demonstraram que, usando um método que envolve a análise de raios T disparados de vários ângulos diferentes, eles podem construir uma imagem mais detalhada da estrutura de uma área da pele e quão hidratada ela é do que os métodos atuais permitem.

Seu método é relatado em Advanced Photonics Research e pode fornecer uma nova ferramenta para cientistas e médicos para caracterizar as propriedades da pele em indivíduos, para auxiliar no gerenciamento e tratamento de doenças de pele.

Radiação Terahertz (THz), ou raios T, sentar-se entre infravermelho e WiFi no espectro eletromagnético. Os raios T podem ver através de muitos materiais comuns, como plásticos, cerâmicas e roupas, tornando-os potencialmente úteis em inspeções não invasivas. Os fótons de baixa energia dos raios T também não são ionizantes, tornando-os muito seguros em ambientes biológicos, incluindo segurança e exames médicos.

Apenas os raios T que passam pelas camadas externas da pele (estrato córneo e epiderme) antes de serem refletidos de volta podem ser detectados, já que aqueles que viajam mais profundamente são atenuados demais. Isso torna a geração de imagens de raios T uma forma potencialmente eficaz de monitorar essas camadas mais externas. Para testar isso, a luz terahertz é focada na pele por meio de um prisma, para alinhar o raio em um plano focal específico. Dependendo das propriedades da pele, essa luz será refletida de forma ligeiramente diferente. Os cientistas podem então comparar as propriedades da luz antes e depois de entrar na pele.

Existem limitações na espectroscopia de reflexão THz padrão, no entanto, e para superar isso, os cientistas por trás dessa nova pesquisa usaram elipsometria, que envolve focalizar os raios T em vários ângulos na mesma área da pele.

Eles demonstraram com sucesso que usando a elipsometria eles podiam calcular com precisão o índice de refração da pele (que determina a rapidez com que o raio viaja) medido em duas direções perpendiculares entre si. A diferença entre esses índices de refração é chamada de birrefringência - e esta é a primeira vez que a birrefringência de THz da pele humana foi medida in vivo. Essas propriedades podem fornecer informações valiosas sobre a quantidade de água na pele e permitir o cálculo da espessura da pele.

Professora Emma Pickwell-MacPherson, do Departamento de Física da Universidade de Warwick e do Departamento de Engenharia Eletrônica da CUHK, disse:"Queríamos mostrar que poderíamos fazer medições de elipsometria in vivo na pele humana e calcular as propriedades da pele com precisão. Em imagens de reflexão de terahertz comuns, você tem espessura e índice de refração combinados como um parâmetro. Ao fazer medições em vários ângulos, você pode separar os dois.

"A pele hidratada terá um índice de refração diferente da pele desidratada. Para pessoas com doenças de pele, seremos capazes de sondar a hidratação de sua pele quantitativamente, mais do que as técnicas existentes. Se você está tentando melhorar os produtos para a pele de pessoas com doenças como eczema ou psoríase, seríamos potencialmente capazes de fazer avaliações quantitativas de como a pele está melhorando com diferentes produtos ou para diferenciar tipos de pele.

"Para pacientes com câncer de pele, você também pode usar imagens THz para sondar a pele antes do início da cirurgia, para ter uma ideia melhor de até onde um tumor se espalhou. O câncer de pele afeta as propriedades da pele e algumas delas são invisíveis porque estão sob a superfície. "

Dr. Xuequan Chen, o primeiro autor do estudo e pós-doutorado do Departamento de Engenharia Eletrônica da CUHK, disse:"Os raios T são conhecidos por serem sensíveis ao nível de hidratação da pele. No entanto, ressaltamos que a estrutura celular do estrato córneo também reage aos reflexos terahertz. Nossa técnica permite que esta propriedade de estrutura seja sondada com sensibilidade, que fornece informações abrangentes sobre a pele e é altamente útil para o diagnóstico da pele. "

Para testar seu método, os pesquisadores pediram que voluntários colocassem seus braços na janela de imagem de seu equipamento de raios T por 30 minutos, após aclimatação à temperatura ambiente e secura do laboratório. Ao segurar sua pele contra a superfície da janela de imagem, eles impediram que a água escapasse de sua pele como transpiração, um processo conhecido como oclusão.

Os pesquisadores então fizeram quatro medições em ângulos retos entre si a cada dois minutos durante meia hora, para que eles pudessem monitorar o efeito da oclusão ao longo do tempo. Como os raios T são particularmente sensíveis à água, eles puderam ver uma diferença notável quando a água se acumulou na pele, sugerindo que o método pode mostrar o quão eficaz um produto é em manter a pele hidratada, por exemplo.

Pesquisas futuras procurarão melhorar a instrumentação do processo e como ele pode funcionar como um dispositivo prático.

O professor Pickwell-MacPherson disse:"Não temos nada realmente preciso para medir a pele que os médicos possam usar. Os dermatologistas precisam de melhores ferramentas quantitativas para usar, e usar facilmente.

"Se isso funcionar bem, você pode ir a uma clínica, coloque seu braço em um scanner, sua curva de oclusão seria traçada e um produto adequado para sua pele poderia ser recomendado. Poderíamos obter medicamentos mais personalizados e desenvolver produtos para diferentes respostas da pele. Isso realmente poderia se encaixar no foco atual em medicina sob medida. "