Accuracy and reliability of a hand‐held in vivo skin indentation device to assess skin elasticity

• Published in: International journal of cosmetic science 2018-04, Vol.40 (2), p.134-140
• Main Authors: Virén, T., Iivarinen, J. T., Sarin, J. K., Harvima, I., Mayrovitz, H. N.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Adolescent; Adult; Aged; Change detection; Coefficient of variation; Cosmetics; Elasticity; Female; Forearm - physiology; Humans; In vivo methods and tests; Indentation; Indenters; Laboratories; Materials Testing - instrumentation; Mechanical properties; Mechanical tests; microbiology (skin)/preservation (products); Middle Aged; Modulus of elasticity; Plastic foam; Plastics; Reliability analysis; Reproducibility; Reproducibility of Results; Sensitivity analysis; Skin; Skin Physiological Phenomena; skin physiology/structure; skin repair/acne/rosacea/dandruff/striae; Skin tests; Stiffness; Variation; Young Adult
• ISSN: 0142-5463; 1468-2494
• DOI: 10.1111/ics.12444

Objective The aim of this study was to evaluate the performance of a hand‐held indentation device for fast and reliable determination of skin stiffness. Methods Device accuracy to indentation depths of 0.6 and 1.3 mm was first evaluated on plastic foam materials with mechanical properties verified by a laboratory material testing device. Subsequently, the device's sensitivity to detect age‐related changes in skin stiffness was evaluated among 46 healthy women (18–79 years). Finally, the reproducibility of the method was tested with six healthy subjects. Results High correlation was detected between indentation stiffness of reference material and Young's modulus determined with mechanical testing device (0.6 mm indenter: r = 0.97, P = 0.05; 1.3 mm indenter: r = 0.98, P = 0.04). Age‐related decrease of 38% in skin stiffness was observed in healthy volunteers (P < 0.05). The coefficient of variation for 0.6 and 1.3 mm indenters was 7.4% and 8.5%, respectively. No trend related to hysteresis effect was observed from repeated measurements. Conclusions The presented indentation technique was accurate against the laboratory material testing device. Furthermore, skin changes related to ageing could be detected with the indentation technique. The new device was found to be feasible for monitoring skin stiffness in cosmetics and clinical conditions. Résumé Objectif Cette étude avait pour objectif d’évaluer les performances d'un dispositif d'indentation portatif dans la détermination rapide et fiable de la rigidité de la peau. Méthodes La précision du dispositif à des profondeurs d'indentation de 0,6 et de 1,3 mm a d'abord été évaluée sur des matériaux de mousse plastique dont les propriétés mécaniques ont été vérifiées au moyen d'un dispositif d'essai des matériaux de laboratoire. La sensibilité du dispositif dans la détection des variations de la rigidité de la peau liées à l’âge a ensuite été évaluée chez 46 femmes en bonne santé (âgées de 18 à 79 ans). Enfin, la reproductibilité de la méthode a été testée sur six sujets en bonne santé. Résultats Une corrélation élevée a été détectée entre la rigidité d'indentation du matériau de référence et le module de Young déterminé au moyen d'un dispositif d'essai mécanique (pénétrateur de 0,6 mm : r = 0,97, P = 0,05; pénétrateur de 1,3 mm : r = 0,98, P = 0,04). Une diminution liée à l’âge de 38 % de la rigidité de la peau a été observée chez des volontaires en bonne santé (P < 0,05). Les coefficients de variation pour les p