Aplicação in vivo não invasiva da espectroscopia Raman confocal na identificação de alterações relacionadas à idade no estrato córneo e epiderme humana

dc.contributor.advisor1Martin, Airton Abrahão
dc.contributor.advisor1Fávero, Priscila Pereira
dc.creatorAbdala, Julia Marinzeck de Alcantara
dc.date.accessioned2025-03-11T13:40:36Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractHuman skin comprises layers known as the stratum corneum and the epidermis, each possessing biomolecules, structure and functions. The Raman spectroscopy technique enables research on the biochemical composition of biological samples in vivo, such as skin, its biomolecules and biomarkers, in a selective and non-destructive way, allowing for in vivo examination of tissue layers. This elucidates the biophysical links between vibrational characteristics and changes in specific chemical compositions. This study aims to use confocal Raman spectroscopy to evaluate age related biochemical and spectral changes in the stratum corneum and human epidermis, focusing specifically on spectral modifications in the natural moisturizing factor (NMF), keratin, lipids and proteins. Skin-related data were acquired using a confocal Raman system with a 785 nm diode laser, which consisted of two defined age groups, group I, 27±3 years, and group II, 55±4 years, comprising 71 volunteers. Multivariate statistical analyses were used to interpret and classify the average spectral data from each skin layer. Analyses measured two different skin groups and revealed the most representative peaks for the stratum corneum and epidermis. Amide III and amide I, both in the α-helical conformation, showed increased signals in the spectra of the epidermis and stratum corneum of group I. It was observed that increased keratin filament cross-linking with age is a possible contributor to the increase in stiffness, which consequently led to a decrease in the Raman signal in group II. The opposite occurred with the lipid signal, as changes in the lateral packaging of lipids indicated skin aging with an increase in the Raman signal in group II. The difference between the NMF means was statistically significant between the two age groups. Thus, the present research fills an important current research gap in differentiating skin characteristics across different age groups and their layers using confocal Raman spectroscopy.
dc.description.resumoA pele humana é composta por camadas, o estrato córneo e a epiderme, estas contém biomoléculas, estrutura e funções próprias. A técnica de espectroscopia Raman, permite a pesquisa da composição bioquímica de amostras biológicas in vivo, como a pele, de suas biomoléculas e biomarcadores, de forma seletiva e não destrutiva, possibilitando examinar as camadas dos tecidos in vivo, e explicar os vínculos biofísicos entre as características vibracionais e as alterações das composições químicas específicas. O objetivo deste trabalho foi usar a espectroscopia Raman confocal para avaliar as alterações bioquímicas e espectrais relacionadas com a idade no estrato córneo e na epiderme humana, centrando-se especificamente nas modificações espectrais do fator natural de hidratação NMF, da queratina, dos lipídios e das proteínas. Os dados relativos à pele, foram adquiridos utilizando um sistema Raman confocal com um laser de díodo de 785 nm, que consistiram em dois grupos etários definidos, grupo I, 27±3 anos, e grupo II, 55±4 anos, compreendendo 71 voluntários. Análises estatísticas multivariadas foram usadas para interpretar e classificar os dados espectrais médios de cada camada da pele. As análises demonstraram a medição de dois grupos diferentes de pele e revelaram os picos mais representativos para o estrato córneo e epiderme. A amida III e amida I ambas em conformação α – hélice exibiram sinais aumentados nos espectros da epiderme e do estrato córneo do grupo I, e observou-se que o aumento da reticulação dos filamentos de queratina com a idade é um possível contribuinte para o aumento da rigidez, o que consequentemente levou a uma diminuição do sinal Raman no grupo II. O oposto ocorreu com sinal dos lipídeos, pois as alterações no empacotamento lateral dos lipídeos indicaram o envelhecimento da pele com aumento do sinal Raman no grupo II. A diferença entre as médias do NMF foi estatisticamente significativa entre as duas faixas etárias. Assim, a presente pesquisa coopera com a atual literatura contribuindo sobre a diferenciação das características da pele por faixa etária, e por camadas, utilizando a espectroscopia Raman confocal.
dc.editor.advisorUniversidade Brasil
dc.formatPDF
dc.identifier.urihttps://repositorioacademico.universidadebrasil.edu.br/handle/123456789/1004
dc.languagept_BR
dc.publisherUniversidade Brasil
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentUniversidade Brasil
dc.publisher.initialsUB
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação do Curso de Engenharia Biomédica
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEpiderme
dc.subjectEstrato córneo
dc.subjectEspectroscopia Raman
dc.subjectAnálise hierárquica de Cluster
dc.subjectAnálise de componentes principais
dc.subject.cnpqEngenharia Biomédica (Bioengenharia)
dc.titleAplicação in vivo não invasiva da espectroscopia Raman confocal na identificação de alterações relacionadas à idade no estrato córneo e epiderme humana
dc.typeTese de doutorado

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