3-D human epidermal equivalent erstellt mit Mathe

Wissenschaftler haben erfolgreich gebaut, eine drei-dimensionale menschliche epidermis basierend auf Vorhersagen aus dem mathematischen Modell der epidermalen Homöostase, bietet ein neues Werkzeug für die Grundlagenforschung und Medikamentenentwicklung.

Die epidermalen äquivalente aus Zellen der menschlichen Epidermis besitzt eine hervorragende Funktionalität als eine Barriere, so die Ergebnisse des team-Experimente.

Experimentelle Modelle der menschlichen epidermises sind wichtige recherche-tools nicht nur für grundlegende Untersuchungen auf epidermale Funktionen, Erkrankungen der Haut und Hautalterung, aber auch für die Entwicklung von Medikamenten, Kosmetika und anderen Produkten. Trotz dieser, früheren epidermalen Modelle haben nicht ausreichend imitiert einen echten menschlichen epidermis. Zum Beispiel, die Verwendung von Zellen der Epidermis in den bisherigen Verfahren ergab epidermises, die waren zu Dünn.

In der vorliegenden Studie in Scientific Reports, einer Forschungs-team, einschließlich Hokkaido University Professor Masaharu Nagayama, research scholar Junichi Kumamoto und Shiseido Global Innovation Center Mituhiro Denda ein mathematisches Modell entwickelt, auf die epidermale Homöostase durch die Einbindung von verschiedenen zellulären Prozessen, die epidermale Zell-Differenzierungen und Charakteristika des epidermalen Stammzellen, die zur Erstellung einer epidermis.

Mit dem Modell, das team durchgeführt, Computersimulationen und entdeckt, dass die Dicke und Struktur der epidermises waren geprägt durch die räumliche Verteilung von epidermalen Stammzellen und die Struktur der basalen Ebene, auf der Sie waren, ausgesät. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass, basierend auf computer-Simulationen, indem eine textur, die speziell sinusförmige Wellenbewegungen, auf der Unterseite der Epidermiszellen ergeben würde Dicke der epidermalen äquivalente.

Die Forscher verwendeten eine Kultivierung Schiff, das verfügbar ist auf dem Markt und platziert die basale Schicht aus polyester-mesh mit unterschiedlicher thread dicken und dichten Gitter zu machen, seine Oberfläche uneben. Menschlichen epidermalen Zellen oder Keratinozyten, wurden ausgesät auf dieser Ebene. Die Zellen wurden kultiviert, die für 12 Tage mit einem handelsüblichen Zellkultur-medium und einer ordentlichen Kultur-Verfahren zur Herstellung einer epidermalen äquivalente.

Die Dicke, Barriere-Funktionalität, und die Anzahl und Verteilung der vermehrt Zellen der epidermalen äquivalente wurden dann untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die epidermale Modell, das in Kontakt mit dem polyester-mesh in der basalen Schicht mit einer unebenen Oberfläche ergibt eine sehr Dicke Epidermis model mit normalen humanen epidermalen Zelle Eigenschaften. Die Messung des trans-epidermalen Wasserverlust (TEWL) wurde gezeigt, dass das Modell verfügt über ausgezeichnete Barriere-Funktion. Der TEWL war doppelt so hoch als von jenen kultiviert, die ohne die Verwendung von polyester-mesh-Substrat.