BCT2000皮膚及組織生物力學(xué)特性（柔軟度）測(cè)量分析儀系統(tǒng)紹

BCT2000組織柔軟度測(cè)量?jī)x是用來測(cè)量一定區(qū)域的皮膚或者凝膠組織在一個(gè)吸引強(qiáng)制力的作用下的變形以及恢復(fù)的能力，其測(cè)量樣品的種類包括人類及動(dòng)物皮膚、瘢痕及愈合組織、人工凝膠及植入假體，人工器官、橡膠薄膜、塑膠薄膜等多種材料。 
BCT2000組織柔軟度測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是通過在被測(cè)皮膚表面形成負(fù)壓，使皮膚吸入測(cè)試探頭，此探頭有一對(duì)收發(fā)光管(激光收發(fā)裝置)，發(fā)光管的激光功率恒定，由于吸入皮膚的深度不同，接收管感應(yīng)到的激光強(qiáng)度也不同，從而可以得到深度一氣壓差的曲線，通過分析此曲線就可以得到皮膚的彈性和粘彈性值。

BCT2000系統(tǒng)主要通過一個(gè)直徑為10mm的探頭對(duì)測(cè)量樣品表面施加低壓力吸入（0到150 mm Hg），然后被測(cè)量區(qū)域內(nèi)的皮膚會(huì)被直徑為2mm開放式的探頭吸入。皮膚或者凝膠進(jìn)入到探頭的深度將會(huì)被激光測(cè)量系統(tǒng)無接觸測(cè)量得到，這個(gè)測(cè)量是通過一個(gè)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)完成，它是由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)接收器組成的。整個(gè)測(cè)量過程的加壓過程在5秒鐘，釋放壓力過程為15秒鐘，整個(gè)測(cè)量過程通過測(cè)量施加壓力和釋放壓力過程中上移形變量zui大值和殘值之間的比率，可以分析皮膚或凝膠表面彈性的大?。煌ㄟ^分析其恢復(fù)時(shí)間和形變量，可以分析皮膚或凝膠柔軟度。 
伴隨皮膚美容學(xué)和臨床治療學(xué)的發(fā)展，皮膚彈性的*性量化評(píng)價(jià)已經(jīng)成為研究皮膚表面生物學(xué)狀況的重要內(nèi)容。應(yīng)用BCT2000皮膚及組織柔軟度測(cè)量?jī)x系統(tǒng)對(duì)皮膚彈性進(jìn)行*性檢測(cè)，結(jié)合對(duì)影響彈性因素超微結(jié)構(gòu)的組織學(xué)及分子機(jī)制的研究，將使對(duì)各種狀態(tài)下皮膚彈性的變化有更加全面、深入的了解。

 
圖1 BCT2000皮膚及組織柔軟度測(cè)量?jī)x

圖2 BCT2000的測(cè)量原理示意圖

圖3 BCT2000的測(cè)量過程施加壓力和形變關(guān)系示意圖

圖4 BCT2000的測(cè)量過程施加壓力和形變關(guān)系軟件界面

圖5 BCT2000對(duì)皮膚或凝膠的彈性和柔軟度的的測(cè)量方法

圖6 BCT2000對(duì)某皮膚樣品彈性測(cè)量結(jié)果示意圖
Cited from: Viscoelastic Properties of Human Facial Skin- A Pilot Study. M.W. Beatty · A. Wee · D.B. Marx · L. Ridgway · B. Simetich. Conference Paper. IADR General Session and Exhibition 2014; 06/2014.

案例1：使用BCT2000組織柔軟度測(cè)量?jī)x對(duì)硅膠乳房假體進(jìn)行柔軟度測(cè)試 

圖7A 待測(cè)試的硅膠乳房假體

圖7B 使用BCT2000組織柔軟度測(cè)量?jī)x對(duì)其進(jìn)行柔軟度測(cè)試

1. 分析其與真實(shí)組織的區(qū)別，cited from:Silicone gel breast implants: science and testing. Kinney BM1， Jeffers LL， Ratliff GE， Carlisle DA. Plast Reconstr Surg. 2014 Jul;134(1 Suppl):47S-56S.

案例2：使用BCT2000組織柔軟度測(cè)量?jī)x對(duì)燙傷后的瘢痕組織進(jìn)行彈性測(cè)試
分析皮膚在燙傷后愈合的過程中皮膚的彈性、皮膚柔軟度及功能方面的恢復(fù)程度。

圖8A 對(duì)燙傷后的瘢痕組織愈合過程

圖8B 燙傷后的瘢痕組織不同的恢復(fù)時(shí)間彈性測(cè)試的結(jié)果
Cited from: Establishing a Reproducible Hypertrophic Scar following Thermal Injury: A Porcine Model. Scott J. Rapp， MD， Aaron Rumberg， BS， Marty Visscher， PhD， David A. Billmire， MD， Ann S. Schwentker， MD， and Brian S. Pan， MD. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2015 Feb; 3(2): e309.

BCT2000主要應(yīng)用領(lǐng)域

1. 健康人群皮膚彈性的差異性
2. 皮膚衰老因素調(diào)查
3. 病理狀態(tài)下皮膚的彈性變化
4. 化妝品和激光對(duì)皮膚的療效
5. 皮膚及凝膠類組織的彈性實(shí)時(shí)測(cè)量
6. 皮膚及凝膠類組織的硬度實(shí)時(shí)測(cè)量
7. 體表的創(chuàng)傷愈合和傷口愈合的早期階段皮膚的彈性特征分析
8. 非破壞性測(cè)量完整的人體皮膚，對(duì)傷口和彈性材料進(jìn)行測(cè)量

BCT2000涉及課題案例 
1.燒傷應(yīng)用濕潤(rùn)燒傷膏培養(yǎng)肉芽后植皮的療效觀察
2.化妝品對(duì)皮膚柔軟度的影響及評(píng)價(jià)
3.健康人群皮膚彈性的調(diào)查
4.對(duì)皮膚病理狀態(tài)的研究
5.化妝品對(duì)皮膚的療效評(píng)價(jià)
6.光子嫩膚技術(shù)提高皮膚彈性和改善膚質(zhì)的應(yīng)用研究
7.異種脫細(xì)胞真皮和自體薄皮移植在深度燒傷創(chuàng)面中的臨床應(yīng)用
8.評(píng)估人工真皮修復(fù)增生性瘢痕的臨床療效
9.人工皮膚用創(chuàng)傷敷料的研究
10.皮膚紋理、粗糙度、彈性與年齡和部位相關(guān)性研究
11.應(yīng)用脂肪組織來源干細(xì)胞構(gòu)建皮膚復(fù)合組織的初步研究
12.濕性醫(yī)療技術(shù)在兔深Ⅱ度燙傷創(chuàng)面愈合的實(shí)驗(yàn)研究
13.皮膚保濕劑及保溫護(hù)理品的配方設(shè)計(jì)
14.組織工程皮膚的生物學(xué)特性及其臨床應(yīng)用評(píng)價(jià)
15.股前外側(cè)皮瓣游離移植修復(fù)小腿及踝部皮膚軟組織缺損的臨床應(yīng)用
16.硅膠乳房假體的選擇與臨床應(yīng)用
17.化妝品保濕和皮膚彈性間的關(guān)系
18.移植合成表型平滑肌細(xì)胞改善皮膚彈性的組織工程學(xué)研究
19.PLGA靜電紡絲纖維膜用于皮膚組織工程
20.miR-23b聯(lián)合TGFβⅡ型受體拮抗劑治療皮膚瘢痕的機(jī)制研究
21.UVB輻射敏感的致癌miR-365在皮膚鱗癌發(fā)生發(fā)展中作用機(jī)制的研究
22.利用金屬蛋白質(zhì)組學(xué)研究砷結(jié)合蛋白及其在砷皮膚毒性中的作用
23.肉毒桿菌素與皮膚柔軟度和彈性的關(guān)系
主要優(yōu)勢(shì) 
1.對(duì)皮膚彈性測(cè)量為*型測(cè)量，不會(huì)對(duì)皮膚或材料產(chǎn)生破壞
2.采用高分辨率激光（um）和負(fù)壓（毫米和毫巴）傳感器
4.測(cè)量方法簡(jiǎn)便快捷、技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本較低
5.屏幕進(jìn)行實(shí)時(shí)圖形更新，可自動(dòng)計(jì)算和自動(dòng)顯示測(cè)量結(jié)果
6.簡(jiǎn)單的觸摸屏界面，測(cè)試流程簡(jiǎn)單
7.系統(tǒng)為便攜式輕量化系統(tǒng)，容易攜帶，可提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和結(jié)果
8.可選擇應(yīng)力-應(yīng)變計(jì)算，歸一化面積和樣品厚度
9.應(yīng)用領(lǐng)域多樣，包括對(duì)皮膚、軟組織和傷口愈合、凝膠材料、薄膜材料等
10.用于輸入和分析測(cè)試的軟件兼容Windows系統(tǒng)，可直接連接打印機(jī)進(jìn)行打印 
11.應(yīng)用文獻(xiàn)多，超過70篇重要文獻(xiàn) 
主要參數(shù) 
1.樣品數(shù)據(jù)獲取速率：10 Hz
2.線性負(fù)壓增加速率：10mmHg/second
3.系統(tǒng)zui大負(fù)壓壓強(qiáng)：150 mmHg
4.氣壓傳感器分辨率：0.01mmHg
5.真空泵氣壓范圍：1 atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）
6.激光分辨率：3um
7.激光垂直位移范圍：0-25 mm
8.電源輸入100-240V
9.電源輸出24V/2.91A
10.尺寸： 12英寸x10英寸x6英寸（30.48厘米*25.4厘米*15.24厘米）
11.重量：7.7kg

應(yīng)用文獻(xiàn)

2）Establishing a Reproducible Hypertrophic Scar following Thermal Injury: A Porcine Model. Scott J. Rapp， MD， Aaron Rumberg， BS， Marty Visscher， PhD， David A. Billmire， MD， Ann S. Schwentker， MD， and Brian S. Pan， MD. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2015 Feb; 3(2): e309.

3）Silicone gel breast implants: science and testing. Kinney BM1， Jeffers LL， Ratliff GE， Carlisle DA. Plast Reconstr Surg. 2014 Jul;134(1 Suppl):47S-56S.

4）Viscoelastic Properties of Human Facial Skin- A Pilot Study. M.W. Beatty · A. Wee · D.B. Marx · L. Ridgway · B. Simetich. Conference Paper. IADR General Session and Exhibition 2014; 06/2014.

5）Viscoelastic properties measurement of the prolapsed anterior vaginal wall: a patient-directed methodology. Chuong CJ， Ma M， Eberhart RC， Zimmern P. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2014 Feb;173:106-12.

6）Effect of Clostridial Collagenase Ointment on Healing， Scarring， and Granulation Tissue in Acute Wounds. David Mire， Herbert Slade， Kathy Weedon， Shai Rozen. Conference Paper: 2013 Clinical Symposium on Advances in Skin and Wound Care， At Orlando， Fl

7）A comparative study of the surgically relevant mechanical characteristics of the topical skin adhesives. Singer AJ， Perry L. Acad Emerg Med. 2012 Nov;19(11):1281-6.

8）LiquiBand ExceedTM Topical Skin Adhesive Summary of Effectiveness Data. J Alarcon， BSc (Hons)， CCRA， G Miller， BSc (Hons). ADVANCED MEDICAL SOLUTIONS. web: us.liquiband.com.

9）Multimodal quantitative analysis of early pulsed-dye laser treatment of scars at a pediatric burn hospital. Bailey JK， Burkes SA， Visscher MO， Whitestone J， Kagan RJ， Yakuboff KP， Warner P， Randall Wickett R. Dermatol Surg. 2012 Sep;38(9):1490-6.

10）TOPICAL SKIN CARE FORMULATIONS. United States Patent. Hines et al. Patent No.: US 8，178，106. Date of Patent: May 15，2012.

11）In Vivo Btc-2000 Measurement of Anterior Vaginal Wall Biomechanical Properties in Prolapse Patients Undergoing Surgical Repair. Elizabeth Mosier， Rachel Jerome， Xian-Jin Xie， Charles CJ Chuong， J Yan， Robert C Eberhart and Philippe E Zimmern. J Biotechnol Biomaterial. Dec 07， 2011. 1:117

12）Antioxidants and Skin Aging: A Review. Christian Oresajo， PhD; Sreekumar Pillai， PhD; Margarita Yatskayer， MS; Germain Puccetti， PhD; David H. McDaniel， MD. Cosmetic Dermatology. November 2009 Vol. 22 No. 11.: 563-570.

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14）Overexpression of mIGF-1 in Keratinocytes Improves Wound Healing and Accelerates Hair Follicle Formation and Cycling in Mice. Ekaterina Semenova， Heidi Koegel， Sybille Hasse， Jennifer E. Klatte， Esfir Slonimsky， Daniel Bilbao， Ralf Paus， Sabine Werner， and Nadia Rosenthal. Am J Pathol. 2008 Nov; 173(5): 1295–1310.

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16）Accelerated Wound Closure in Mice Deficient for Interleukin-10. Sabine A. Eming， Sabine Werner， Philippe Bugnon， Claudia Wickenhauser， Lisa Siewe， Olaf Utermhlen， Jeffrey M. Davidson， Thomas Krieg， and Axel Roers. Am J Pathol. 2007 Jan; 170(1): 188–202.

17）Development of a method for the evaluation of wound tensile strength in cynomolgus macaques. Joel B. Cornacoff， Kreg Howk， Bill Pikounis， Vince Mendenhall， Pauline Martin. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 28 August 2007.

18）Accelerated Wound Closure in Mice Deficient for Interleukin-10. Sabine A. Eming，* Sabine Werner， Philippe Bugnon， Claudia Wickenhauser， Lisa Siewe，* Olaf Utermhlen，§ Jeffrey M. Davidson，|| Thomas Krieg，* and Axel Roers* Am J Pathol. 2007 January; 170(1): 188–202.

19）Evaluation of the multiple pass， low fluence algorithm for radiofrequency tightening of the lower face. Melissa A. Bogle， MD 1 2 *， Nathan Ubelhoer， DO 1 3， Robert A. Weiss， MD 4， Flor Mayoral， MD， Michael S. Kaminer， MD 1 Lasers in Surgery and Medicine. Volume 39， Issue 3 ， Pages 210 – 217. 2007.

20）Surfactants in Personal Care Products and Decorative Cosmetics By Linda D. Rhein， Mitchell Schlossman， Ponisseril Somasundaran， Anthony O'Lenick. Published 2006 CRC Press. Chapter 3， Noninvasive Techniques to Measure Cutaneous Effects of Skin Care. Randall P. Wickett， PhD， Linda D. Rluein PhD， Svetlana Babajanyan MD.

21）Peroxiredoxin 6 Is a Potent Cytoprotective Enzyme in the Epidermis. Angelika Kümin， Christine Huber， Thomas Rülicke， Eckhard Wolf， and Sabine Werner. Am J Pathol. 2006 October; 169(4): 1194–1205.

22）Effect of Weight Loss on Cellulite: Gynoid Lypodystrophy. Smalls， Lola K. B.S.; Hicks， Matthew; Passeretti， David M.D.; Gersin， Keith M.D.; Kitzmiller， W John M.D.; Bakhsh， Adel M.D.; Wickett， R Randall Ph.D.; Whitestone， Jennifer M.S.; Visscher， Marty O. Ph.D. Plastic & Reconstructive Surgery. 118(2):510-516， August 2006.

23）COMPARISON BETWEEN LOW ENERGY， MULTIPLE PASS TECHNIQUE AND HIGH ENERGY， FEWER PASS TECHNIQUE WITH THERMACOOL SYSTEM FOR FACIAL REJUVENATION. Karen H. Kim， James Koch， and Roy G. Geronemus. Journal of American Society for Laser Medicine and Surgery Abstracts 2005 Page 3 #74.