UT-promovenda Marina Morales Hurtado heeft kunsthuid ontwikkeld die dezelfde mechanische eigenschappen heeft als menselijke huid.
Het onderzoek wordt ingezet om het huideffect van een sliding op kunstgras in kaart te brengen en om vervolgens de veiligheid van kunstgrasvelden te verbeteren.
Bij veel producten die in contact treden met de huid, zoals medische apparaten, sportkleding en kunstgrasvelden, wordt deze interactie eerst uitgebreid getest. Deze analyse van wrijvingsgedrag vindt nu nog en vivo of ex vivo plaats. Dat wil zeggen: met proefpersonen of met verwijderde huidoppervlaktes. Deze experimenten brengen echter allerlei ethische en praktische bezwaren met zich mee. De industrie roept om een alternatief zoals de kunsthuid van Morales Hurtado. De kunsthuid wordt in de toekomst ingezet bij slidingtests van de FIFA en UEFA, die plaatsvinden op Papendal. Daarbij wordt de interactie tussen de huid en verschillende componenten van het kunstgras, zoals de korrels van rubber, getest.
Marina Morales Hurtado (San Miquel de Salinas, Spanje, 1985)
Twee lagen
Morales Hurtado ontwikkelde een dubbellaags synthetisch huidmodel dat niet van echt te onderscheiden is. “Het mechanisch gedrag van de huid, de fysisch en chemische eigenschappen, tribologie, elasticiteit en hydratatie komen allemaal nauwkeurig overeen”, vertelt Morales Hurtado. “Ik heb het model vergeleken met echte huidsamples van het Radboud UMC, partner in het project.
De kunsthuid bestaat uit twee lagen met verschillende eigenschappen en elastisch gedrag om zo de gelaagde structuur van de huis na te bootsen. De bovenste laag bestaat uit een dunne film (150-200 micrometer) met een mengsel van gesynthetiseerd Poly Vinyl Alcohol, raapzaadolie en glutaaraldehyde. De onderste laag is dikker (1.2 mm) en heeft ultrazachte mechanische eigenschappen. De kunsthuid past zich bovendien aan aan vochtige omstandigheden. Zoiets bestond tot nu toe nog niet.”
Meetmethode
Het Radboud UMC ontwikkelde binnen het project een niet invasieve meetmethode voor huidbeschadigingen door slidings. Celbioloog Piet van Erp is enthousiast over het onderzoeksproject. "Nu huid snel, betrouwbaar en niet-invasief in beeld is te brengen, kunnen we beter vaststellen wat bijvoorbeeld het effect is van een sliding op kunstgras. Wordt de huid rood doordat er wrijvingswarmte ontstaat? Gaan gebruikte materialen irriteren of roepen ze misschien een allergische reactie op? Dit kunnen we nu objectief aantonen, want dan moet het aantal afweercellen in de huid sterk toenemen. De samenwerking brengt de ontwikkeling van aanvullende kwaliteitseisen voor kunstgrasvelden en sportvloeren dichterbij.”
Investering van 7 miljoen
Het kunsthuidonderzoek is onderdeel van het project ‘New Business bij Enhanced Skin Comfort’. Dit is een samenwerkingsverband van TenCate, Universiteit Twente, Surface Technology and Tribology, DelTecMetaalMaatwerk, Descol Kunststof Chemie BV, Reden BV, Instituut voor Sportaccommodaties BV (ISA Sport), Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek, Food & Biobased Research, GreenGran BV, Philips Consumer Lifestyle BV, API Institute en de afdeling Dermatologie van het UMC St. Radboud. Het project is opgezet met hulp van Ontwikkelingsmaatschappij Oost Nederland en Innovatieplatform Twente en mede mogelijk gemaakt door het ministerie van Economische Zaken en de provincies Gelderland en Overijssel. De 11 partijen in Oost-Nederland investeren gezamenlijk 4 miljoen euro in de komende drie jaar. Het Rijk en de provincies Gelderland en Overijssel ondersteunen dit project met 3 miljoen.
Meer informatie
Marina Morales Hurtado (San Miquel de Salinas, Spanje, 1985) voerde haar promotieonderzoek uit binnen de vakgroep Surface Technology and Tribology (faculteit CTW) met prof. Emile van der Heide en prof. Lydia Zeng. De openbare verdediging van haar proefschrift getiteld Mimicking the Tribo-Mechanical Performance of Human Skin: Scale-Dependent Approach based on Poly (vinyl alcohol) Hydrogel staat gepland op 27 oktober (16.45 uur) in gebouw de Waaier op de campus van de Universiteit Twente.
