Summary
Dit artikel beschrijft een werkwijze voor het kwantificeren van de dynamische drooggedrag en mechanische eigenschappen van het stratum corneum door meten ruimtelijk opgelost in het vlak drogen verplaatsingen van cirkelvormige weefselmonsters gehecht aan een elastomeer substraat. Deze techniek kan worden gebruikt om te meten hoe verschillende chemische behandelingen wijzigen drogen en weefsel mechanische eigenschappen.
Abstract
Stratum corneum (SC) is de meest oppervlakkige huidlaag. Het contact met de externe omgeving betekent dat deze weefsellaag wordt onderworpen aan zowel reinigingsmiddelen en dagelijkse variaties in omgevingsvocht; beide kunnen het watergehalte van het weefsel te veranderen. Verlagingen van watergehalte ernstige barrière disfunctie of omgevingen lage luchtvochtigheid kan SC stijfheid veranderen en leiden tot een opbouw van het drogen spanningen. In extreme omstandigheden kunnen deze factoren mechanische breuk van het weefsel. We hebben een hoge doorvoer werkwijze voor het kwantificeren dynamische veranderingen in de mechanische eigenschappen van SC na drogen vastgesteld. Deze techniek kan worden toegepast om veranderingen in de drooggedrag en mechanische eigenschappen van SC met cosmetische cleanser en vochtinbrengende behandelingen kwantificeren. Dit wordt bereikt door het meten van dynamische variaties in ruimtelijk opgelost in het vlak drogen verplaatsingen van cirkelvormige weefselmonsters gehecht aan een elastomeer substraat. In-plane radiale verplaatsingen ACQuired droging worden azimutaal gemiddeld en voorzien van een profiel gebaseerd op een lineair elastische contractiliteit model. Dynamische veranderingen in het drogen van stress en SC elastische modulus kan vervolgens worden gewonnen uit het aangepaste model profielen.
Introduction
De buitenste laag van de epidermis of stratum corneum (SC) omvat cohesieve corneocyte cellen omgeven door een lipide rijke matrix 1, 2. De samenstelling en de structurele integriteit van SC is essentieel voor een juiste barrière functionaliteit 3, die invasie voorkomt micro-organismen en is bestand tegen zowel mechanische krachten en overmatig water 4. De capaciteit van producten voor persoonlijke verzorging te handhaven of te degraderen huidbarrière functie is van groot belang voor de huid gezondheidszorg en de cosmetische industrie 5. De dagelijkse toepassing van persoonlijke verzorgingsproducten is bekend dat de mechanische eigenschappen van de SC 6, 7, 8 te wijzigen. Zo kunnen oppervlakteactieve stoffen in cosmetische reinigingsmiddelen aanzienlijke verhoging van de elasticiteitsmodulus en een opbouw van veroorzakendrogen spanningen in SC, het vergroten van de neiging van het weefsel te kraken 7, 9. Glycerol in bijna alle cosmetische moisturizers kunnen SC verzachten en de opbouw van het drogen spanningen 8, 10, 11, waardoor de kans op scheuren weefsel verminderen.
De werkwijze die in dit artikel kan kwantificeren van de dynamische drooggedrag en mechanische eigenschappen van SC drogen in gecontroleerde omgevingen 7, 8. Eerder heeft deze techniek aangetoond kunnen ophelderen van het effect van verschillende cosmetische producten op veranderingen in de dynamische drooggedrag en mechanische eigenschappen van SC weefsel zijn. Dit wordt bereikt door het kwantificeren drogen geïnduceerde krimp van humaan SC weefsel gehecht aan een zacht elastomeer substraat aanbrengen drogen verplaatsingen met een eenvoudigecontractiliteit model, en vervolgens extraheren van de elastische modulus en het drogen van stress door het gemonteerde profiel. Bij het testen van meervoudige monsters SC vereist deze werkwijze biedt een snellere alternatief voor uniaxiale tensometry, gebruikt aanzienlijk minder weefsel en levert meer fysiologisch relevante drogen door te voorkomen verdamping uit het monster onderzijde.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Een vrijgestelde goedkeuring (3002-13) voor het uitvoeren van onderzoek met behulp van de-geïdentificeerde weefselmonsters op grond van het Department of Health and Human Services regelgeving, 45 CFR 46,101 (b) (4) werd verleend. Volledige dikte van de huid wordt ontvangen van electieve chirurgie. In dit artikel, het weefsel bron is 66-jarige blanke vrouwelijke borst.
1. Bereiding van elastomeer gecoate Coverslips
- In een 20 ml glazen flesje, meng 0,107 g Sylgard 184 verharder met 5,893 g basis. Het totale mengsel massa 6 gram met een base verharder verhouding van 55: 1.
- Na mengen met een glasstaaf homogeniteit plaatst het glazen flesje in een vacuümkamer en ontgas alle bellen te verwijderen.
- Plaats een glazen afdekplaat slip (55 mm x 25 mm) in het centrum van een spin coater. Voeg ~ 1 mL van het mengsel op het midden van het deksel slip. Gebruik een 5000 pi pipet met het einde afgesneden met een schaar. Spin coat de cover-slip bij 2.000 tpm gedurende 60 s.
- Herhaal dit process 5-6 substraten maken.
- Cure de cover-slips in een oven gedurende 12 uur bij 60 ° C.
- Gebruik een scheermesje om de elastomeerfilm gedeeltelijk verwijderen van een offer substraat. Gebruik een onuitwisbare markering op het bovenvlak van het elastomere film en de blootgestelde glas markeren.
- Monteer het monster op een omgekeerde microscoop en een extern aandacht accessoire om het verschil in z-hoogte te nemen tussen de beeldvlakken van de twee merken. Dit komt overeen met het elastomeer substraatdikte, h.
2. Voorbereiding van de hoornlaag
- Gebruik een waterbad of verwarmd roerplaat een bekerglas half gevuld met gedeïoniseerd water (DW) verwarmen tot 60 ° C. In een biologische veiligheidskast, dompel de volledige dikte menselijke huid in het water gedurende 4 min.
- Onmiddellijk over de huid monster in een bekerglas met DW gekoeld tot <10 ° C gedurende 4 min. De helft van het vullen van de beker minimaliseert spatten van biologisch gevaarlijk materiaal.
- Verwijder het vel van de beker af in een petrischaal, en voorzichtig isoleren epidermis met een paar gebogen neus weefsel pincet.
- Plaats de geïsoleerde epidermis basale zijde naar beneden in een petrischaal bekleed met een gaasje. Zorgen de basale laag volledig in contact met het gaas.
- Geniet het gaas in een 0,25% (gew / vol) type IX-S varkens pancreas trypsine oplossing opgelost in 0,1 M fosfaat gebufferde zoutoplossing gedurende 6-8 uur bij kamertemperatuur. Voeg slechts genoeg trypsine in de container om het gaas te bevochtigen.
- Til het gaas met weefsel pincet en zweven in een container gedeeltelijk gevuld met DW. Trek de SC te scheiden van het gaas.
- Was het stratum corneum 3-4 keer DW om resterende epidermaal weefsel dat voor het SC verbonden blijft verwijderen.
- Float de geïsoleerde SC in een oplossing van 0,4% glycine max (sojaboon) trypsineremmer DW. Gebruik een bord shaker om het weefsel te ageren gedurende 10 min.
- Float SC in een petrischaal gedeeltelijkvol DW. Gebruik een bord shaker om het weefsel te ageren gedurende 10 min.
- Droog de geïsoleerde SC blad op een ultrafijne plastic gaas gedurende 48 uur bij kamertemperatuur (25 ° C, 40% relatieve vochtigheid (RH)).
- Scheid de SC van het gaas en knip individuele circulaire R = 3 mm radius monsters met behulp van een rond gat punch. Markeer het midden van de buitenste gezicht met een kleine spiraal merk met behulp van een onuitwisbare stift. Dit zorgt voor een visuele aanwijzing voor de erkenning van de bovenzijde van de SC.
OPMERKING: De onuitwisbare moet in het midden van het monster, waarbij het drogen kleinste vervormingen zullen worden toegepast. Dit zal de impact van de marker op opgenomen drogen verplaatsing profielen te minimaliseren.
3. Sample Behandeling en Deposition
- Schud SC monsters gedurende 30 min in 15 ml DW bevattende 90 pl fluorescente merker kralen (505/515 nm, 1 um diameter, carboxylaat-gemodificeerde). Deze deposito's kralen op de SC oppervlak
LET OP: Terwijl de afzetting van large aantallen kralen op de SC kan iets langzaam drogen opzichte van monsters zonder korrels aanwezig 12, zal de ruimtelijke resolutie van de in-vlak deformatie velden die vervolgens kan worden verkregen maximaliseren. De keuze van het volume kralen toegevoegd moet daarom worden gemaakt ad hoc. - Verwijderen SC monsters en plaats ze in een petrischaal gedeeltelijk gevuld met DW.
- Gedeeltelijk onderdompelen van een substraat in de DW onder een kleine hoek van 15-30 °.
- Speld een rand van de drijvende SC monster bij het contact tussen het substraat en water interface. Verticaal terugtrekken van de ondergrond van het water vlot lamineren de SC monster aan het substraat zonder rimpels of ingesloten luchtbellen.
- Herhaal stap 3,4 te plaatsen tot 6 SC monsters op elk substraat. Laat minstens een 2-3 mm kloof tussen de monsters en te voorkomen dat monster lamineren dicht bij het substraat rand. Dit voorkomt uitdroging van één monster te beïnvloeden drogen verplaatsingen in een andere. Droog de gemonteerde SC monsters in laboratoria voor 60 min. Dit maakt het mogelijk restwater tussen de SC en het substraat te verdampen en zorgt voor een volledige weefsel hechting.
Opmerking: In dit stadium SC monsters kunnen worden met een chemische of cosmetische formules 7, 8 behandeld door het plaatsen van de substraten ondersteboven in een gewenste oplossing voor een vereiste tijdsperiode. Herhaal stap 3,6 wanneer de behandeling wordt uitgevoerd. Na het drogen kan onvolledige hechting van SC monsters op het substraat worden geverifieerd met doorvallend licht microscopie. Opgesloten bellen onder het SC monster of gedelamineerde randen zal duidelijk contrast variaties in het monster met goed gedefinieerde randen te vormen. - Maak een vochtige kamer door het plaatsen van een petrischaal gedeeltelijk gevuld met water in een hermetisch gesloten container.
- Plaats substraten in de kamer gedurende 24 uur in evenwicht met een relatieve vochtigheid van 99%. Laat de substraten niet te plaatsen in de Petri schotel.
4. Microscoop Environmental Control
- Bereiken bewaking van de levensomstandigheden door middel van een luchtvochtigheid controlesysteem aangesloten op een microscoop monteerbaar perfusie kamer. Details van het regelsysteem is voorzien Duitse et al. (2013) 7 en Liu en Duitse (2015) 8.
- Monteer de ondergrond op de microscoop, plaats de perfusie kamer over het substraat en verzegelen randen van perfusie kamer naar de elastomeer met behulp van vacuüm vet.
- Eenmaal gemonteerd, evenwicht interne lucht tot 99% RV voorafgaand aan de experimenten. Dit voorkomt verdamping van water voorafgaand aan experimenten. Eenmaal beeldvorming in secties 5 of 7 is begonnen, te verminderen interne luchtvochtigheid om de gewenste waarde.
OPMERKING: In dit artikel, SC monsters worden gedroogd tot 25% RH
5. Imaging in Plane Drogen Verplaatsingen
- Acquire beelden van SC monsters met behulp van een omgekeerde Micrpe met 1 x objectieflens. Excite fluorescerende kralen met behulp van een lichte motor met FITC filter (503-530 nm emissie bandpass). Meerdere monsters kunnen worden afgebeeld sequentieel gedurende droging met een geautomatiseerde XY.
- Record fluorescerend en doorgelaten licht beelden met behulp van een digitale CCD-camera met een resolutie van 1.392 x 1.040 pixels. Het gezichtsveld van elk beeld is 8,98 x 6,71 mm, waardoor een enkel beeld om een volledige SC monster te vangen. Neem beelden met een frequentie van 10 min gedurende 16 uur.
6. Voorbereiding van de ondergrond voor diktemeting
- In een chemische zuurkast, plaatst 1 ml silaan (3-aminopropyltriethoxysilaan; ≥98%) in een aantal kleine plastic dop. Plaats elastomeer substraten uit paragraaf 1 en de kap in een afgesloten container voor 5 uur. Niet laten substraten direct in contact komen met het silaan.
- Voeg 5 mg EDC (N - (3-dimethylaminopropyl) - N-ethylcarbodiimide hydrochloride; ≥99%) in een 1,5 ml buis. Voeg 500 pi van DW de EDC. Schud de oplossing gedurende 10 s met een vortex mixer.
- Voeg 0,076 g natriumtetraboraat en 0,1 g boorzuur tot 20 ml DW. Mengen met een magnetische roerder bij 70 ° C (1 uur). Voeg boorzuur tot de pH 7,4.
- Voeg 20 ml boraatbuffer een 50 ml centrifugebuis. Voeg 60 ul van 1 urn kralen (535/575 nm-carboxylaat gemodificeerd) naar de boraatbuffer. Voeg tenslotte 200 pi EDC-oplossing tot fles. Schud de buis kraal oplossing te mengen en dan giet het in een 10 cm diameter petrischaal.
- Verwijder de gesilaniseerd substraten uit de houder en plaats ze elastomeer film naar beneden in de kraal oplossing. Doe zo langzaam om te voorkomen dat luchtbellen bekneld. Twee substraten past in elke petrischaal.
- Laat substraten te zweven in de kraal oplossing gedurende 45 min.
- Gebruik een pincet om de substraten van de kraal oplossing te verwijderen, spoel dan in DW om ongebonden kralen te verwijderen.
- Lucht drogen de substraten. Blazen samengeperste lucht bovenhet elastomeer filmoppervlak vermindert de vorming van watervlekken.
- Verzegeling van de substraten in een ondoorzichtige doos van de foto-bleken van de kralen te voorkomen totdat SC sample depositie.
7. Imaging Dikte van SC
- Borg SC monsters op een substraat met behulp van hoofdstuk 3. Echter, voert u stap 3.1 zonder toevoeging van fluorescerende kralen om de DW. Bijkomend nemen een 5 ul druppel onverdunde fluorescente merker bead oplossing (505/515 nm, 0,1 urn diameter) op het oppervlak van elk gedeponeerd SC monster met een pipet voor het voltooien van stap 3,6.
- Vestigen metingen van SC dikte met behulp van de microscoop met 40X objectief. Meet de dikte van SC monsters in de tijd met een afstandsbediening aandacht accessoire om het verschil in z-hoogte tussen de twee lagen kraal beeldvlakken zich op de SC-substraatgrensvlak en de bovenzijde van de SC opnemen.
- Meet de dikte van 3 regio's van elk SC steekproef over een 3 uur droogtijd. De diktevan SC monsters bereikt een steady-state waarde binnen dit tijdsbestek 8.
8. Het kwantificeren en Modeling Tissue Vervorming
- Gebruik particle image velocimetry 13 tot ruimtelijk opgelost in-plane drogen verplaatsingen van de tl-beelden bij elke geregistreerde tijd stap te verkrijgen.
- Gebruik MATLAB om azimutaal gemiddeld radiale en azimutale verplaatsing profielen uit het veld verplaatsing van elk radiaal symmetrische SC monster te verkrijgen.
LET OP: Een voorbeeld dataset (getiteld 'd.mat') en MATLAB-code (getiteld 'PIV-processing.m') dat zowel deze stap en stap 8.3 presteert is voorzien in de aanvullende informatie. - Breng radiale verplaatsing profielen model 7, 8, 14, 15, 16 beschrijven drogen SC als krimpende lineair elastische circur disk tijd variërende dikte h SC, straal, R, en elastische modulus, E SC, gehecht aan een vervormbaar elastisch substraat met elastische modulus, E. Stel SC heeft een goed gedefinieerde en constante Poisson ratio ν SC = 0,4 7 , 8. Het verkrijgen van het beste past met een minimum kleinste kwadraten benadering.
LET OP: Het model wordt gebruikt voor het aanbrengen beschrijft radiale verplaatsingen op het gebied van gemodificeerde Bessel-functies zijn:
(1)
met
, 
en 
De voorwaarde
overeenkomt met een penetratiediepte van de, 
een substraat aan stijfheid parameter; geldig wanneer steekproefomvang veel groter dan de substraatdikte. Hier zijn de parameters, 
en 
geven respectievelijk de substraatdikte Poisson. Verhouding van de silicone-elastomeer substraat 17 de Poisson is ν = 0,5. - Verkrijgen modelparameters a en β bij elke tijdstap van de kleinste kwadraten van Vergelijking (1) aan de radiale verplaatsing profiel.
- Maken gebruik van de fitting parameter β naar SC elastische modulus, E SC te krijgen, met behulp van de uitdrukking,
- Gebruik fitting parameter α om de tijd te krijgen variërend samentrekkende drogen stress, PSC, het gebruik van de uitdrukking,
- Maken gebruik van de fitting parameter β naar SC elastische modulus, E SC te krijgen, met behulp van de uitdrukking,
(1) 
, 
en 
overeenkomt met een penetratiediepte van de, 
een substraat aan stijfheid parameter; geldig wanneer steekproefomvang veel groter dan de substraatdikte. Hier zijn de parameters, 
en 
geven respectievelijk de substraatdikte Poisson. Verhouding van de silicone-elastomeer substraat 17 de Poisson is ν = 0,5. 
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Figuur 1 (a) toont een representatief fluorescerende beeld van een SC monster bedekt met fluorescerende kralen (deel 3). De overeenkomstige doorgelaten licht beeld van het monster is weergegeven in Figuur 1 (b) bedekt met een koker plot van ruimtelijk opgeloste drogen verplaatsingen die zich vormen na 16 uur drogen bij 25% RH Door de cirkelvormige symmetrie van de monsters, kunnen deze verplaatsingen azimutaal zijn gemiddeld. Figuur 1 (c) toont radiale (ur, stevige rode lijn) en azimuthmeting (u θ, onderbroken blauwe lijn) verplaatsing profielen uitgezet tegen de dimensieloze radiale positie, r / R. Hier, R staat voor de gemiddelde SC monster straal r / R = 0 staat voor de sample-centrum en r / R = 1 geeft de rand. Standaarddeviaties bij elke radiale positie aangeduid met gearceerde gebieden rond het gemiddelde. Deze verschillen worden vooral veroorzaakt door de structurele heterogeniteit van de SC 3 <sup>, 7, 12. Gedurende het drogen, azimutale verplaatsingen klein blijven. Radiale verplaatsing profielen verhogen echter monotoon van binnen naar buiten en groeien in omvang tot een evenwicht is bereikt.
Figuur 1: Circulaire SC monster (6,2 mm diameter) gehecht aan een elastomeer substraat met elasticiteitsmodulus E = 16 ± 1 kPa na drogen gedurende 15 uur in een 25 ± 1% RH omgeving. (A) TL-beeld van de SC monster te wijzen op de afgezette fluorescerende marker kralen gebruikt voor het bijhouden van ruimtelijk opgeloste in-plane drogen verplaatsingen. (B) Quiver perceel van ruimtelijk opgeloste in-plane drogen verplaatsingen overlay op een doorgelaten licht beeld van de SC monster. (C) azimutaal gemiddeld radiale (ur, stevige rode lijn) enazimutale (u θ, blauwe stippellijn) verplaatsingen van het monster uitgezet tegen dimensieloze radiale positie, r / R. Positieve waarden van u r overeenkomen met verplaatsingen contractiele. Gearceerde gebieden rond de lijnen geven de standaarddeviatie van het gemiddelde bij elke radiale positie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Profielen opgenomen met 30 min intervallen uitgezet in Figuur 2 (a) en tonen de tijdsevolutie van verplaatsingen in het vlak. De gemiddelde dikte van het SC, SC h is uitgezet in Figuur 2 (b). Verlaagt van SC tijdens het drogen in de eerste plaats komen over de eerste 2 uur.
Figuur 2: (a)Overlay radiale verplaatsing profielen (ur, vaste rode lijnen) en 30 min intervallen gedurende een 15 uur droogtijd bij 25% RH uitgezet tegen dimensieloze radiale positie r / R voor een typische SC monster. Positieve waarden van u r overeenkomen met verplaatsingen contractiele. (B) Gemiddeld SC monsterdikte, (h SC, n = 3), uitgezet tegen droogtijd. (C) Radial verplaatsing profielen van (a) bedekt met een minimum kleinste kwadraten toevallen (blauwe stippellijn) van vergelijking (1) voor de eerste en laatste opgenomen radiale verplaatsing profiel. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Fitting verplaatsing profielen met lineair elastische contractiliteit model beschreven door Vergelijking (1) verschaft meer inzicht in de mechanische eigenschappen van het drogen SC. Verplaatsing profielen een t elke tijdstap zijn voorzien van het model met minimaal kleinste kwadraten benadering, zoals in Figuur 2 (c). De contractiele drogen stress, P SC en elastische modulus, E SC, vervolgens uit het model bij elke tijdstap. Gemiddelde veranderingen in deze parameters (gebaseerd op 3 SC individuele monsters) worden respectievelijk getoond in Figuren 3 (a) en 3 (b). Beide parameters snel toenemen gedurende de eerste 2 uur droogtijd en een plateau bereiken binnen 5 uur.
Figuur 3: (a) gemiddeld SC elastische modulus, E SC, uitgezet tegen de droogtijd meer dan 15 uur tijd. (B) Gemiddeld samentrekkende drogen stress, P SC, uitgezet tegen de droogtijd meer dan 15 uur tijd."_blank"> Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
In dit artikel beschrijven we een techniek die kan worden gebruikt om het dynamische drooggedrag en mechanische eigenschappen van menselijk SC meten. Eerdere studies hebben aangetoond dat deze techniek kan worden gebruikt om de effecten van de omgevingsomstandigheden en chemische producten vaak gebruikt in cosmetische reinigingsmiddelen en moisturizers op de dynamische drooggedrag van SC 7, 8 kwantificeren. Er zijn een aantal belangrijke stappen in het protocol. Ten eerste, SC zwelt met name watergehalte; daarom metingen van SC dikte als in-plane verplaatsingen zijn essentieel voor het nauwkeurig voorspellen van de elasticiteitsmodulus en drogen spanning magnitude. Ten tweede moeten de monsters volledig worden gehecht aan het substraat. Onvolledige adhesie, non-radiaal symmetrische monsters of monsters met een kleine scheuren of gaten moet worden vermeden, omdat ze sterk zal invloed hebben op de verdeling van het drogen van vervormingen en de radiale verplaatsing profielen gebruikend voor model fitting.
De techniek kan worden gebruikt als een vochtigheidsregeling systeem niet beschikbaar. Zonder milieu-controle, zal weefselmonsters drogen in laboratoriumomstandigheden 12. Als zodanig moet het laboratorium milieu voortdurend worden bewaakt en onderhouden, zoals het drogen van het gedrag en de herhaalbaarheid van de resultaten zullen worden beïnvloed door zowel de dagelijkse en seizoensgebonden variaties in temperatuur en vochtigheid.
Momenteel is de techniek beperkt tot monsters die kan hechten aan het substraat en vervormingen veroorzaken in de elastomeerfilm. Terwijl de techniek gemakkelijk kunnen worden aangepast aan monsters die kleiner in-plane verplaatsingen ondergaan, doordat het substraat elasticiteitsmodulus 12, zullen de resultaten uit monsters die eenvoudig glijden over het substraat betekenis ontberen.
Talrijke in vivo en ex-vivo technieken die kunnen beoordelen de drooggedrag en mechanischeeigenschappen van SC gemeld 3, 8, 9, 10, 18, 19, 20, 21. In-vivo technieken niet volledig onderscheiden mechanische veranderingen in SC van de onderliggende epidermale en dermale lagen. Bovendien kan ex-vivo technieken meestal alleen beoordelen één monster per experiment. De methode die we rapporteren in dit artikel kunnen maximaal 6 SC monsters per experiment worden beoordeeld. De grootte van het substraat en klimaatkamer kon echter worden opgeschaald om meer monsters tegelijkertijd worden beoordeeld. We schatten voor n = 6 SC monsters, een tijdschaal van ~ 13 uur is vereist voor het opstellen en testen, met uitzondering van substraat harden en weefsel in evenwicht brengen. Ter vergelijking, schatten we eenassige tensometry testen zou vereisendan het dubbele periode. Aanzienlijk minder SC weefsel ook vereist per individueel monster (0,28 cm 2) ten opzichte van die welke voor tensometry 9 (2,5 cm 2). Deze techniek maakt verdere meer fysiologisch relevante drogen door verdamping voorkomen van de onderkant van de SC weefsel. Naast de beoordeling drooggedrag en mechanica SC, geloven we deze techniek kan ook worden toegepast op studies van polymere colloïdale systemen die een cohesieve laag na drogen te vormen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Silicone elastomer base | Dow-Corning | 1064291 | |
| Silicone elastomer Curing Agent | Dow-Corning | 1015311 | |
| FluoSpheres Carboxylate 0.1 µm yellow green fluorescent 505/515 | Thermo Fisher | F8803 | |
| FluoSpheres Carboxylate 1 µm yellow green fluorescent 505/515 | Thermo Fisher | F8823 | |
| FluoSpheres Carboxylate 1 µm nile red fluorescent 535/575 | Thermo Fisher | F8819 | |
| Trypsin from porcine pancreas | Sigma-Aldrich | T6567 | |
| Trypsin inhibitor type II-s | Sigma-Aldrich | T9128 | |
| (3-aminopropyl)triethoxysilane | Sigma-Aldrich | 440140 | |
| Sodium tetraborate | Sigma-Aldrich | 221732 | |
| Boric acid | Sigma-Aldrich | B0294 | |
| Phosphate buffered saline | Sigma-Aldrich | P7059 | |
| N-(3-Dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimide hydrochloride | Sigma-Aldrich | E7750 | |
| Vortexer mixer | VWR | 58816-123 | |
| 6 mm diameter hole punch | Sigma-Aldrich | Z708860 | |
| SOLA 6-LCR-SB | Lummencor light engine | No.3526 | |
| Cfi Plan Achro Uw 1X Objective | Nikon Plan UW | MRL00012 | |
| CFI Plan Fluor 40X Oil Objective 1.3 na - 0.20 mm wd | Nikon Plan Fluor | MRH01401 | |
| Nikon Eclipse Ti-U inverted microscope | Nikon | MEA53200 | |
| Clara-E Camera | Andor | DR-328G-C02-SIL | |
| Remote Focus Attachment E-RFA Ergo Design | Nikon | 99888 | |
| Ti-S-E Motorized Stage | Nikon | MEC56110 |
References
- Van Hal, D., Jeremiasse, E., Junginger, H. E., Spies, F., Bouwstra, J. Structure of fully hydrated human stratum corneum: a freeze-fracture electron microscopy study. J. Invest. Dermatol. 106 (1), 89-95 (1996).
- Norlén, L., Al-Amoudi, A. Stratum corneum keratin structure, function, and formation: the cubic rod-packing and membrane templating model. J. Invest. Dermatol. 123 (4), 715-732 (2004).
- Liu, X., Cleary, J., German, G. K. The global mechanical properties and multi-scale failure mechanics of heterogeneous human stratum corneum. Acta Biomater. , (2016).
- Geerligs, M. Skin layer mechanics. , Technische Universiteit Eindhoven. (2010).
- Farage, M. S., Miller, K. W., Maibach, H. I. Textbook of Aging Skin. , (2010).
- Levi, K., Kwan, A., Rhines, A. S., Gorcea, M., Moore, D. J., Dauskardt, R. H. Emollient molecule effects on the drying stresses in human stratum corneum. Br. J. Dermatol. 163 (4), 695-703 (2010).
- German, G. K., Pashkovski, E., Dufresne, E. R. Surfactant treatments influence drying mechanics in human stratum corneum. J. Biomech. 46 (13), 2145-2151 (2013).
- Liu, X., German, G. K. The effects of barrier disruption and moisturization on the dynamic drying mechanics of human stratum corneum. J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 49 (13), 80-89 (2015).
- Levi, K., Weber, R. J., Do, J. Q., Dauskardt, R. H. Drying stress and damage processes in human stratum corneum. Int. J. Cosmet. Sci. 32 (4), 276-293 (2010).
- Levi, K., et al. Effect of glycerin on drying stresses in human stratum corneum. J. Dermatol. Sci. 61, 129-131 (2011).
- Fluhr, J. W., Darlenski, R., Surber, C. Glycerol and the skin: holistic approach to its origin and functions. Br. J. Dermatol. 159 (1), 23-34 (2008).
- German, G. K., et al. Heterogeneous drying stresses in stratum corneum. Biophys. J. 102 (11), 2424-2432 (2012).
- Willert, C. E., Gharib, M. Digital particle image velocimetry. Exp. Fluids. 10 (4), 181-193 (1991).
- Mertz, A. F., et al. Scaling of traction forces with the size of cohesive cell colonies. Phys. Rev. Lett. 108 (19), 1-5 (2012).
- Banerjee, S., Marchetti, M. C. Substrate rigidity deforms and polarizes active gels. Euro Phys. Lett. 96 (2), 28003 (2011).
- Edwards, C. M., Schwarz, U. S. Force localization in contracting cell layers. Phys. Rev. Lett. 107 (12), 128101 (2011).
- Cesa, C., et al. Micropatterned silicone elastomer substrates for high resolution analysis of cellular force patterns. Rev. Sci. Instrum. 78 (3), 34301 (2007).
- Wu, K. S., Van Osdol, W. W., Dauskardt, R. H. Mechanical And Microstructural Properties Of Stratum Corneum. Mater. Res. Soc. 724, 27-33 (2002).
- Yuan, Y., Verma, R. Measuring microelastic properties of stratum corneum. Colloids Surf. B. 48 (1), 6-12 (2006).
- Christensen, M. S., Hargens, C. W., Nacht, S., Gans, E. H. Viscoelastic properties of intact human skin: instrumentation, hydration effects, and the contribution of the stratum corneum. J Invest. Dermatol. 69 (3), (1977).
- Pailler-Mattei, C., Bec, S., Zahouani, H. In vivo measurements of the elastic mechanical properties of human skin by indentation tests. Med. Eng.Phys. 30 (5), 599-606 (2008).
