BIOINGEGNERIA E TEST CUTANEI

di Cristina D'Onorio

Secondo le norme europee per ogni prodotto cosmetico immesso nel mercato, l'Azienda produttrice deve possedere un file tecnico scientifico capace di giustificare le caratteristiche reclamizzate negli annunci pubblicitari: in particolare, tollerabilita', attivita' cutanea ed efficacia. Di conseguenza, se non si vuole rischiare di cadere sotto la scure del garante, gli effetti non verificati in laboratorio non possono essere indicati nella pubblicita', Per capire di piu' della serie di test che si eseguono di routine e delle nuove metodiche all'avanguardia nella ricerca cosmetica abbiamo incontrato la Dott.ssa Adele Sparavigna, dermatologo, e l'Ingegnere elettronico Michele Setaro, che dal 1993 dirigono l'Istituto DermIng di Monza. Derm, per dermatologia che studia la biologia, la fisiologia e la patologia cutanee, nonche' l'interazione della cute con farmaci e prodotti cosmetici, e Ing per ingegneria, che applica in questo campo le conoscenze metrologiche, informatiche, elettro-ottiche, per la messa a punto di sistemi di diagnostica non invasiva cutanea sempre piu' avanzati.

Lo staff di DermIng che si avvale anche di biologi e consulenti 

Dott.ssa Sparavigna, quali sono le esigenze di un'Azienda che voglia soddisfare i requisiti imposti dalla legge?

Esiste una lista di test che si esegue di routine. e' altresi' possibile, la messa a punto, su richiesta, di metodiche originali per incontrare le esigenze specifiche dell'azienda committente relativamente ai prodotti da testare. In generale, alla valutazione clinica si e' andata sostituendo, man mano che i progressi della tecnica lo hanno reso possibile, una valutazione automatica (maggiormente oggettiva, riproducibile e quantificabile) mediante i sistemi di analisi computerizzata d'immagine di repliche (o calchi) cutanee. Ad oggi, le tecniche maggiormente utilizzate sono quelle profilometriche (misure del profilo dei solchi cutanei e delle creste) e di analisi della regolarita' del microrilievo. La superficie cutanea e' caratterizzata dalla presenza di un microrilievo di superficie in grado di rappresentare l'organizzazione strutturale e tridimensionale dell'epidermide e i suoi rapporti con il derma. Calchi cutanei, ottenuti utilizzando un materiale siliconico a presa rapida, sono prelevati in condizioni basali e al termine del trattamento a livello della sede trattata. L'acquisizione dell'immagine dei calchi cutanei e' eseguita mediante stereomicroscopio collegato a una videocamera analogica. Al fine di assicurare la riproducibilita' e confrontabilita' dei dati, l'acquisizione dell'immagine richiede metodi di ripresa standardizzati. Lo studio della morfometria della superficie cutanea consente di valutare la regolarita' del microrilievo cutaneo (trama cutanea superficiale) e quindi le variazioni di tale aspetto in seguito al trattamento. 

Principali test di tollerabilita'
Test epicutaneo occlusivo (PATCH TEST) Test predittivo di allergenicita'' (Traub et al.) Fotopatchtest. Test predittivo di Fotoirritazione/fotoallergenicita'. Valutazione oftalmologica della tollerabilita' oculare Test di comedogenicita' (biopsia follicolare)

Principali test di attivita'/efficacia
Idratazione, Sebometria, pHmetria, TEWL Seboregolazione (SEBUTAPE). Chetoregolazione (D-SQUAME). Torsiometria (efficacia elasticizzante, rassodante, emolliente). Fattore di protezione solare (COLIPA, FDA, DIN) - Water resistance/arm immersion test Efficacia "antiage" - Efficacia "antirughe" Azione antiossidante, anti-radicali liberi. Efficacia "anticellulite" - Efficacia opacizzante.

E qui entra in campo il bioingegnere ... 

Certamente. Le immagini delle repliche vengono infatti sottoposte allo studio dello spettro di Fourier, in grado di identificare il parametro matematico descrittore del grado di regolarita' cutanea in maniera oggettiva e riproducibile. Piu' in dettaglio, la trasformata di Fourier dell'immagine della trama cutanea superficiale viene valutata mediante i valori medi di grigio ottenuti lungo l'asse delle ascisse e lungo l'asse delle ordinate: da queste medie vengono calcolati i parametri descrittori. Tali parametri descrittori (Irregularity Skin Index, I.S.I.) rappresentano una metodica originale di DermIng, oggetto di un recentissimo nostro lavoro pubblicato sulla rivista "Skin Research and Technology". 

Qual'e' l'importanza clinica attibuibile allo studio del microrilievo della superficie cutanea? 

Da quando nel 1974 Hashimoto descrisse e classifico' le linee di tale microrilievo distinguendole in primarie, ben delineate e profonde; secondarie, meno demarcate e profonde e linee terziarie e quaternarie non visibili a occhio nudo, molta letteratura scientifica e' stata prodotta sull'argomento ed e' stato dimostrato che il microrilievo di superficie varia significativamente a seconda di fattori correlati alla cute, alla sede considerata, all'eta' del soggetto, alle condizioni fisiologiche e patologiche, alle condizioni di esposizione ambientale (ad es. al sole) e, soprattutto, in risposta ai trattamenti topici farmacologici e cosmetici. In particolare, l'European Expert Group on Efficacy Measurement of Cosmetics and Other Topical Products raccomanda di documentare sempre l'effetto dei prodotti topici sul microrilievo di superficie cutanea (linee primarie e secondarie) mediante una scala messa a punto da Beagley e Gibson. 

Ci faccia un esempio di cio' che si puo' ottenere con la profilometria. 

Prendiamo l'atrofia: i parametri profilometrici cambiano sensibilmente e si caratterizzano per un appiattimento del disegno di superficie cutanea e la comparsa di una fine pieghettatura. Tramite le nostre apparecchiature computerizzate possiamo tradurre in numeri l'effetto dei cosmetici sulla pelle o il fattore di protezione di una crema solare o anche valutare prima e dopo i trattamenti su una particolare area o la profondita' di una ruga isolata. 

Immagini reticolo con FFT

Quali altre metodiche stanno diventando essenziali nella ricerca? 

La metodica del D-Squame per lo studio della xerosi cutanea e dei trattamenti topici. Mediante l'analisi computerizzata applicata si valuta il grado di desquamazione evidenziando una serie di parametri quali-quantitativi: area occupata dalle squame, numero di squame, diametro medio, area media e perimetro delle squame. Per misurare, invece, il grado di seborrea, facciamo ricorso a uno studio morfometrico dei Sebutape riuscendo a evidenziare l'area occupata dalle macchie di sebo, il numero di macchie, il diametro, l'area, la rotondita' e il perimetro di ciascuna macchia, con relative statistiche. L'analisi computerizzata viene usata anche nel fototricogramma per contare i capelli in fase di attiva crescita e quelli in fase di quiescenza, le relative percentuali e il diametro medio del fusto dei capelli.