文丨摘星司
编辑丨摘星司
前言
皮肤-纺织品界面的摩擦是皮炎发生的关键因素。在工作活动中，如果存在周期性的高机械负荷和剪切力，例如穿着防护装备，如防弹衣，摩擦会成为更大的问题。
最近已经尝试使用新的设计方法、制造技术和混合材料来重新关注这种防护服的基本设计，其目的是帮助降低服装和皮肤之间的摩擦系数.虽然研究集中于设计下一代防护服的解决方案，但皮肤本身的行为却被忽视了。
除了由于穿戴有负荷的防护设备而导致的身体皮肤疾病之外，由与皮肤接触的织物的触感所产生的舒适性对于使用者来说也是重要的。例如，军官制服在皮肤上可能感觉光滑或粗糙，这种感觉可能被描述为舒适或不舒适，这取决于穿着者感觉到的光滑或粗糙的程度。
先前的研究已经绘制了体温图，汗水的产生、热，以及湿感。这些已被用于满足热舒适和触觉舒适水平的防护设备的设计，其中每一个都已被证明对个人的身体和认知表现有相当大的影响。
皮肤摩擦和触觉感知的身体映射还有待深入研究，这是与皮肤行为和服装设计相关的重要研究领域。尽管先前已经进行了皮肤摩擦系数和触觉感知的区域差异的初步结果，需要对身体区域进行彻底的评估，以建立皮肤摩擦和触觉感知的详细身体图。
先前对皮肤的研究表明，皮肤摩擦系数不存在生物性别差异，在更广泛的身体区域中，在皮肤和纺织品相互作用期间，围绕摩擦系数和触觉感知的性别差异的文献存在空白。
根据我们的知识，在将纺织品应用到皮肤上的过程中，摩擦的逐渐增加引起触觉感知的类似增加的假设还没有被研究。例如，还不清楚通过移动身体部位引起的皮肤摩擦的任何增加是否会引起触觉感知的相应变化。
本研究旨在探索在皮肤纺织品相互作用过程中，女性和男性皮肤摩擦和触觉感知的区域差异，检验了四个假设
- 测量的对织物的皮肤摩擦系数将在许多人体区域中变化，
- 对织物的相关触觉感知将在许多人体区域中变化，
- 对皮肤摩擦的触觉灵敏度将在许多人体区域中变化，
- 在各种测试的身体区域中，皮肤摩擦、触觉感知和灵敏度将存在显著的性别差异。
一：方法
1.1.研究概述
为了研究区域差异和性别对皮肤摩擦系数和触觉感知的影响，开发了一个方案，其中测量了静态和动态摩擦系数和纺织品感知(质地、粘性、舒适性和不适感)。按照混合平衡顺序，通过使用摩擦测量装置，将织物施加在36个选定的测试身体区域上。测试身体部位的图示和描述
1.2.装备
该实验利用了之前介绍的便携式手持设备，该设备测量皮肤和纺织品之间的摩擦系数，并支持使用局部感觉测试方法客观评估区域感知的过程，该装置配有悬臂式100 g直杆微型称重传感器，用于独立测量法向力和摩擦力。
当设备被压到测试身体区域时，探头以0.04 m/s的固定速率垂直往复移动。一旦启动，弹簧被拉伸，测压元件测量垂直于皮肤施加的法向力。当探头和接触面相互作用时，会产生摩擦力，此时称重传感器会测量该摩擦力。正常负载和摩擦力由测压元件实时记录。使用M2级校准砝码组校准由开发的软件测量的力。
1.3.接触纺织品
在这项研究中，针织-单面针织接触材料是一种预收缩的100%棉样品。使用Kawabata评估系统测量厚度、重量和表面粗糙度，其中样品测量值为0.62 mm，140g/m22和3.7米，每个纺织品样品的长度和宽度为80 × 80 mm，每三次应用使用一个新的纺织品样品。
1.4.参与者
来自西欧的20名大学生，11名女性和9名男性，自愿参加了这项研究。排除标准包括吸烟、患有心血管、肌肉骨骼、皮肤和代谢疾病或感觉相关疾病。
在每次试验前的24小时内，参与者被要求不要摄入咖啡因或酒精，同时在试验前的2小时内不要进食。拉夫堡大学伦理委员会批准了该研究设计，并在世界医学协会赫尔辛基宣言的范围内使用人类参与者进行医学研究，但数据库中的注册除外。
1.5.测试协议
在获得书面知情同意书和完成健康筛查问卷之前，在到达实验室时，通过口头和参与者信息表向参与者充分解释所有实验程序。在试验过程中，女性参与者被要求穿胸罩和短裤，而男性参与者只被要求穿短裤。
身高、体重和体脂%均在测试前测量。参与者在完成身体成分测量后，进入温度为25°C、相对湿度为50%的环境控制室。参与者被要求仰卧在医疗床上，并且不能看到摩擦装置的应用以防止任何偏差。10分钟的基线期用于让参与者熟悉所有的实验设备和主观量表。
为了评价所用织物质地的感觉，即粗糙度和平滑度，使用了一种适应的序数双极平衡标度，而为了评估使用者对织物粘性的感知，即滑爽性和粘性，通过适当修改中使用的标度，使用了七点改进的双极标度。
使用三锚视觉模拟量表来测量参与者对其纹理感知反应的信心，使用适应的双极平衡顺序量表来评估测试织物样品的愉悦感觉，五锚视觉量表用于表示不适，范围从“非常不舒服”到“舒服”。
参与者的评分是用一把钢尺来测量的。从底部锚到顶部锚，每个标尺的长度为200 mm，锚之间的距离相等。参与者被告知相当于非常粗糙和非常光滑的参考点；非常粘，非常滑。
在每一集结束时，记录皮肤与纺织品的摩擦系数，并要求参与者从纹理开始对他们的触觉进行评级。然后是纹理感知评级的置信度、粘性、愉悦度，最后是不适度。在研究过程中，每10分钟使用耳温计测量一次每位参与者的内部体温。
1.6.数据分析
测量法向力和摩擦力，并导出到Microsoft Excel中。在完成所有测试后，用MATLAB。定制的MATLAB程序用于计算每个周期的峰值和稳定点。给定峰值点的平均值被用作上和下静态表面摩擦系数的值，稳定点被用作上和下动态表面摩擦系数的值。
数据以手段的形式呈现南达科他州或中位数，使用检验证实所有数据分布的正态性，然后应用参数统计。独立样本t-对个体特进行测试，以调查两个独立组之间的差异。
成对样本t-对平均皮肤温度和听觉温度进行测试，以评估每次训练开始和结束时的差异。
为了研究局部皮肤温度、水合角质层、表皮水平、皮肤摩擦系数和触觉的性别和地区差异，进行了双向方差分析与临时后采用比较法。在进行多个事后区域比较时，许多位置会增加I类错误增加的风险，因此应用了Tukey校正。
静态和动态皮肤摩擦系数具有很强的相关性，这两种数据产生了大部分相似。在本研究中，使用了高级和低级静态表面摩擦数据来分析数据和创建地图，而不是呈现相似的结果。
使用纹理感知与动态皮肤摩擦系数的比值来分析纹理敏感度。使用粘性感知与静态皮肤摩擦系数的比率类似地分析粘性敏感性。
二：结果
2.1.参与者特征
男女年龄无显著差异，而男性比女性身高、体重，女性体脂百分比高于男性。
2.2.体温、皮肤温度和皮肤水合作用
水合作用和皮肤温度数据见针对女性和男性参与者。在整个研究过程中，平均皮肤温度和听觉体温没有显著变化。局部皮肤温度、水合角质层和表皮水平的测量值在36个测试身体部位之间存在显著差异，但性别对水化-表皮水平有显著影响。
2.3.静态皮肤摩擦系数——地区差异和性别差异
女性和男性受试者的上部和下部静态皮肤COF的区域值，双向方差分析表明，区域对上、下静态皮肤COF有显著的主效应。女性和男性前颈部的上皮肤COF最高，分别为1.15和1.00。
前臂后侧的上皮肤COF最低，分别为0.35和0.33。此外，双因素方差分析显示，性别对上静态皮肤COF.雌性和男性在36个测试区域内的优越静态蒙皮COF分布。所有的测量都是从假设对称的身体左侧进行的。
2.4.触觉敏感性—地区差异和性别差异
为了理解机械感受器的行为，使用纹理感知与动态皮肤摩擦系数的比率，将触觉感知标准化为皮肤摩擦系数。我们称之为触觉敏感性。在被测试的身体部位之间的纹理敏感度存在显著差异。
女性和男性前臂前部的质感敏感度最高，分别为389和548。女性后前臂和男性后颈部的纹理敏感度最低，分别为65和143。在质地敏感性方面没有发现显著的性别效应。
类似的，测量粘性感知与静态皮肤摩擦系数的比率，以评估粘性对静态皮肤摩擦的敏感性。在整个测试区域范围内，粘性敏感度存在显著差异，粘性敏感度的分布。
女性中上腰部的粘性敏感度最高，为225，男性中侧躯干的粘性敏感度最高，为248。女性的上侧边和男性的下侧腰的粘性敏感度最低，分别为92和79，性别对粘性敏感度没有显著影响。
2.5.触觉与皮肤摩擦系数的关系
静态皮肤摩擦系数与触觉感知——质地、粘性、舒适度和愉悦度。类似的，动态皮肤摩擦系数与触觉感知——质地、粘性、舒适度和愉悦度。
三：讨论
3.1.假设1——与纺织品的皮肤摩擦系数会因身体部位而异
众所周知，全身皮肤的物理和生理特征是不同的。研究了跨越六个测试区域的棉织物的表面摩擦系数，为了进一步了解这些情况，这项研究的结果表明，皮肤-织物相互作用中的摩擦系数在36个解剖区域中变化很大。
3.2.对纺织品的触觉会有所不同
之前的一项研究测试了六个身体区域，结果显示，在一系列测试区域中，个人对其触觉感知的评价存在显著差异，基于这些发现，测试了上半身的36个区域。
结果显示，在所有测试区域中，质地、粘性和愉快感有显著差异。仅根据这一数据，不可能得出这种差异的原因。这是因为触觉感知的区域间差异可能是由于皮肤的物理特征、生理因素或心理特征的变化。
3.3皮肤摩擦的触觉敏感性
为了理解整个身体的敏感度，在本研究中，粘性感知被标准化为静态皮肤摩擦系数，并且通过计算每个测试身体区域的敏感度来创建敏感度图，动态表面摩擦描述了“相对运动的两个表面之间的摩擦”。
为了理解整个身体的纹理敏感度，在本研究中，动态皮肤摩擦系数与纹理感知相关联，并且纹理感知被标准化为动态皮肤摩擦系数，并且通过计算每个测试身体区，结果显示，在整个测试体区域中，在质地和粘性敏感度方面存在显著差异。
3.4.研究视角
除了先前提出的假设之外，还测试了纹理感知的置信水平，结果表明纹理感觉的置信水平不依赖于测试区域，确定性的中值水平在女性中为75%，在男性中为85%。参与者对他们的质感感知的信心水平与我们之前对热感觉的观察相似，像热一样，疼痛、瘙痒和触觉是一种基本的皮肤感觉，这可以解释相似的置信度。
结论：
本研究检查了皮肤摩擦测量的四个基本假设，主要发现表明皮肤摩擦在身体各部位有所不同，男性和女性的前颈部是摩擦最高的部位。此外，在质地、粘性和舒适性方面有显著差异，但在测试的身体部位的不适感方面没有显著差异。
与身体的其他部位相比，参与者觉得测试织物在他们的前部躯干上更粗糙、更粘。在被测试的身体部位中，对皮肤摩擦的触觉敏感性有显著差异。
触觉不依赖于身体特征，但可能依赖于生理和心理因素。男性和女性的皮肤摩擦系数、触觉和敏感度没有差异。