文丨摘星司
編輯丨摘星司
前言
皮膚-紡織品界面的摩擦是皮炎發生的關鍵因素。在工作活動中，如果存在周期性的高機械負荷和剪切力，例如穿着防護裝備，如防彈衣，摩擦會成為更大的問題。
最近已經嘗試使用新的設計方法、制造技術和混合材料來重新關注這種防護服的基本設計，其目的是幫助降低服裝和皮膚之間的摩擦系數.雖然研究集中于設計下一代防護服的解決方案，但皮膚本身的行為卻被忽視了。
除了由于穿戴有負荷的防護裝置而導緻的身體皮膚疾病之外，由與皮膚接觸的織物的觸感所産生的舒适性對于使用者來說也是重要的。例如，軍官制服在皮膚上可能感覺光滑或粗糙，這種感覺可能被描述為舒适或不舒适，這取決于穿着者感覺到的光滑或粗糙的程度。
先前的研究已經繪制了體溫圖，汗水的産生、熱，以及濕感。這些已被用于滿足熱舒适和觸覺舒适水準的防護裝置的設計，其中每一個都已被證明對個人的身體和認知表現有相當大的影響。
皮膚摩擦和觸覺感覺的身體映射還有待深入研究，這是與皮膚行為和服裝設計相關的重要研究領域。盡管先前已經進行了皮膚摩擦系數和觸覺感覺的區域差異的初步結果，需要對身體區域進行徹底的評估，以建立皮膚摩擦和觸覺感覺的詳細身體圖。
先前對皮膚的研究表明，皮膚摩擦系數不存在生物性别差異，在更廣泛的身體區域中，在皮膚和紡織品互相作用期間，圍繞摩擦系數和觸覺感覺的性别差異的文獻存在空白。
根據我們的知識，在将紡織品應用到皮膚上的過程中，摩擦的逐漸增加引起觸覺感覺的類似增加的假設還沒有被研究。例如，還不清楚通過移動身體部位引起的皮膚摩擦的任何增加是否會引起觸覺感覺的相應變化。
本研究旨在探索在皮膚紡織品互相作用過程中，女性和男性皮膚摩擦和觸覺感覺的區域差異，檢驗了四個假設
- 測量的對織物的皮膚摩擦系數将在許多人體區域中變化，
- 對織物的相關觸覺感覺将在許多人體區域中變化，
- 對皮膚摩擦的觸覺靈敏度将在許多人體區域中變化，
- 在各種測試的身體區域中，皮膚摩擦、觸覺感覺和靈敏度将存在顯著的性别差異。
一：方法
1.1.研究概述
為了研究區域差異和性别對皮膚摩擦系數和觸覺感覺的影響，開發了一個方案，其中測量了靜态和動态摩擦系數和紡織品感覺(質地、粘性、舒适性和不适感)。按照混合平衡順序，通過使用摩擦測量裝置，将織物施加在36個標明的測試身體區域上。測試身體部位的圖示和描述
1.2.裝備
該實驗利用了之前介紹的便攜式手持裝置，該裝置測量皮膚和紡織品之間的摩擦系數，并支援使用局部感覺測試方法客觀評估區域感覺的過程，該裝置配有懸臂式100 g直杆微型稱重傳感器，用于獨立測量法向力和摩擦力。
當裝置被壓到測試身體區域時，探頭以0.04 m/s的固定速率垂直往複移動。一旦啟動，彈簧被拉伸，測壓元件測量垂直于皮膚施加的法向力。當探頭和接觸面互相作用時，會産生摩擦力，此時稱重傳感器會測量該摩擦力。正常負載和摩擦力由測壓元件實時記錄。使用M2級校準砝碼組校準由開發的軟體測量的力。
1.3.接觸紡織品
在這項研究中，針織-單面針織接觸材料是一種預收縮的100%棉樣品。使用Kawabata評估系統測量厚度、重量和表面粗糙度，其中樣品測量值為0.62 mm，140g/m22和3.7米，每個紡織品樣品的長度和寬度為80 × 80 mm，每三次應用使用一個新的紡織品樣品。
1.4.參與者
來自西歐的20名大學生，11名女性和9名男性，自願參加了這項研究。排除标準包括吸煙、患有心血管、肌肉骨骼、皮膚和代謝疾病或感覺相關疾病。
在每次試驗前的24小時内，參與者被要求不要攝入咖啡因或酒精，同時在試驗前的2小時内不要進食。拉夫堡大學倫理委員會準許了該研究設計，并在世界醫學協會赫爾辛基宣言的範圍内使用人類參與者進行醫學研究，但資料庫中的注冊除外。
1.5.測試協定
在獲得書面知情同意書和完成健康篩查問卷之前，在到達實驗室時，通過口頭和參與者資訊表向參與者充分解釋所有實驗程式。在試驗過程中，女性參與者被要求穿胸罩和短褲，而男性參與者隻被要求穿短褲。
身高、體重和體脂%均在測試前測量。參與者在完成身體成分測量後，進入溫度為25°C、相對濕度為50%的環境控制室。參與者被要求仰卧在醫療床上，并且不能看到摩擦裝置的應用以防止任何偏差。10分鐘的基線期用于讓參與者熟悉所有的實驗裝置和主觀量表。
為了評價所用織物質地的感覺，即粗糙度和平滑度，使用了一種适應的序數雙極平衡标度，而為了評估使用者對織物粘性的感覺，即滑爽性和粘性，通過适當修改中使用的标度，使用了七點改進的雙極标度。
使用三錨視覺模拟量表來測量參與者對其紋理感覺反應的信心，使用适應的雙極平衡順序量表來評估測試織物樣品的愉悅感覺，五錨視覺量表用于表示不适，範圍從“非常不舒服”到“舒服”。
參與者的評分是用一把鋼尺來測量的。從底部錨到頂部錨，每個标尺的長度為200 mm，錨之間的距離相等。參與者被告知相當于非常粗糙和非常光滑的參考點；非常粘，非常滑。
在每一集結束時，記錄皮膚與紡織品的摩擦系數，并要求參與者從紋理開始對他們的觸覺進行評級。然後是紋理感覺評級的置信度、粘性、愉悅度，最後是不适度。在研究過程中，每10分鐘使用耳溫計測量一次每位參與者的内部體溫。
1.6.資料分析
測量法向力和摩擦力，并導出到Microsoft Excel中。在完成所有測試後，用MATLAB。定制的MATLAB程式用于計算每個周期的峰值和穩定點。給定峰值點的平均值被用作上和下靜态表面摩擦系數的值，穩定點被用作上和下動态表面摩擦系數的值。
資料以手段的形式呈現南達科他州或中位數，使用檢驗證明所有資料分布的正态性，然後應用參數統計。獨立樣本t-對個體特進行測試，以調查兩個獨立組之間的差異。
成對樣本t-對平均皮膚溫度和聽覺溫度進行測試，以評估每次訓練開始和結束時的差異。
為了研究局部皮膚溫度、水合角質層、表皮水準、皮膚摩擦系數和觸覺的性别和地區差異，進行了雙向方差分析與臨時後采用比較法。在進行多個事後區域比較時，許多位置會增加I類錯誤增加的風險，是以應用了Tukey校正。
靜态和動态皮膚摩擦系數具有很強的相關性，這兩種資料産生了大部分相似。在本研究中，使用了進階和低級靜态表面摩擦資料來分析資料和建立地圖，而不是呈現相似的結果。
使用紋理感覺與動态皮膚摩擦系數的比值來分析紋理敏感度。使用粘性感覺與靜态皮膚摩擦系數的比率類似地分析粘性敏感性。
二：結果
2.1.參與者特征
男女年齡無顯著差異，而男性比女性身高、體重，女性體脂百分比高于男性。
2.2.體溫、皮膚溫度和皮膚水合作用
水合作用和皮膚溫度資料見針對女性和男性參與者。在整個研究過程中，平均皮膚溫度和聽覺體溫沒有顯著變化。局部皮膚溫度、水合角質層和表皮水準的測量值在36個測試身體部位之間存在顯著差異，但性别對水化-表皮水準有顯著影響。
2.3.靜态皮膚摩擦系數——地區差異和性别差異
女性和男性受試者的上部和下部靜态皮膚COF的區域值，雙向方差分析表明，區域對上、下靜态皮膚COF有顯著的主效應。女性和男性前頸部的上皮膚COF最高，分别為1.15和1.00。
前臂後側的上皮膚COF最低，分别為0.35和0.33。此外，雙因素方差分析顯示，性别對上靜态皮膚COF.雌性和男性在36個測試區域内的優越靜态蒙皮COF分布。所有的測量都是從假設對稱的身體左側進行的。
2.4.觸覺敏感性—地區差異和性别差異
為了了解機械感受器的行為，使用紋理感覺與動态皮膚摩擦系數的比率，将觸覺感覺标準化為皮膚摩擦系數。我們稱之為觸覺敏感性。在被測試的身體部位之間的紋理敏感度存在顯著差異。
女性和男性前臂前部的質感敏感度最高，分别為389和548。女性後前臂和男性後頸部的紋理敏感度最低，分别為65和143。在質地敏感性方面沒有發現顯著的性别效應。
類似的，測量粘性感覺與靜态皮膚摩擦系數的比率，以評估粘性對靜态皮膚摩擦的敏感性。在整個測試區域範圍内，粘性敏感度存在顯著差異，粘性敏感度的分布。
女性中上腰部的粘性敏感度最高，為225，男性中側軀幹的粘性敏感度最高，為248。女性的上側邊和男性的下側腰的粘性敏感度最低，分别為92和79，性别對粘性敏感度沒有顯著影響。
2.5.觸覺與皮膚摩擦系數的關系
靜态皮膚摩擦系數與觸覺感覺——質地、粘性、舒适度和愉悅度。類似的，動态皮膚摩擦系數與觸覺感覺——質地、粘性、舒适度和愉悅度。
三：讨論
3.1.假設1——與紡織品的皮膚摩擦系數會因身體部位而異
衆所周知，全身皮膚的實體和生理特征是不同的。研究了跨越六個測試區域的棉織物的表面摩擦系數，為了進一步了解這些情況，這項研究的結果表明，皮膚-織物互相作用中的摩擦系數在36個解剖區域中變化很大。
3.2.對紡織品的觸覺會有所不同
之前的一項研究測試了六個身體區域，結果顯示，在一系列測試區域中，個人對其觸覺感覺的評價存在顯著差異，基于這些發現，測試了上半身的36個區域。
結果顯示，在所有測試區域中，質地、粘性和愉快感有顯著差異。僅根據這一資料，不可能得出這種差異的原因。這是因為觸覺感覺的區域間差異可能是由于皮膚的實體特征、生理因素或心理特征的變化。
3.3皮膚摩擦的觸覺敏感性
為了了解整個身體的敏感度，在本研究中，粘性感覺被标準化為靜态皮膚摩擦系數，并且通過計算每個測試身體區域的敏感度來建立敏感度圖，動态表面摩擦描述了“相對運動的兩個表面之間的摩擦”。
為了了解整個身體的紋理敏感度，在本研究中，動态皮膚摩擦系數與紋理感覺相關聯，并且紋理感覺被标準化為動态皮膚摩擦系數，并且通過計算每個測試身體區，結果顯示，在整個測試體區域中，在質地和粘性敏感度方面存在顯著差異。
3.4.研究視角
除了先前提出的假設之外，還測試了紋理感覺的置信水準，結果表明紋理感覺的置信水準不依賴于測試區域，确定性的中值水準在女性中為75%，在男性中為85%。參與者對他們的質感感覺的信心水準與我們之前對熱感覺的觀察相似，像熱一樣，疼痛、瘙癢和觸覺是一種基本的皮膚感覺，這可以解釋相似的置信度。
結論：
本研究檢查了皮膚摩擦測量的四個基本假設，主要發現表明皮膚摩擦在身體各部位有所不同，男性和女性的前頸部是摩擦最高的部位。此外，在質地、粘性和舒适性方面有顯著差異，但在測試的身體部位的不适感方面沒有顯著差異。
與身體的其他部位相比，參與者覺得測試織物在他們的前部軀幹上更粗糙、更粘。在被測試的身體部位中，對皮膚摩擦的觸覺敏感性有顯著差異。
觸覺不依賴于身體特征，但可能依賴于生理和心理因素。男性和女性的皮膚摩擦系數、觸覺和敏感度沒有差異。