قياس ونمذجة مقلص التجفيف في الطبقة القرنية البشرية

الهدف العام من هذه الطريقة هو قياس الصلابة الميكانيكية الديناميكية وتراكم إجهادات التجفيف في عينات مأخوذة خارج الجسم من الطبقة القرنية البشرية، وذلك بعد خضوعها لمعالجات كيميائية مختلفة. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على أسئلة جوهرية في مجالات الميكانيكا الحيوية وعلوم التجميل، مثل كيف يمكن لتركيب الطبقة القرنية أو معالجة أنسجة الجلد بمنتجات العناية الشخصية أن تؤثر على خصائصها الميكانيكية وسلوك التجفيف الديناميكي. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها توفر بديلاً أكثر سرعة من طرق التقييم الميكانيكي الأخرى، وتتطلب كمية أقل بكثير من أنسجة الجلد، كما توفر تجفيفاً أكثر ملاءمة من الناحية الفسيولوجية من خلال منع التبخر من الجانب السفلي للعينة.

لتحضير شرائح غطاء مغلفة بمادة الإلاستومر، قم أولاً بخلط عامل المعالجة Sylgard 184 مع المواد الصلبة الأساسية بنسبة 55 إلى واحد من المادة الأساسية إلى عامل المعالجة، حتى يصبح الخليط متجانساً. يلزم توفير ستة جرامات في المجمل. بعد ذلك، قم بإزالة الغازات من المحلول.

بعد ذلك، استخدم المحلول لطلاء شرائح التغطية باستخدام جهاز الطلاء الدوراني. وباستخدام ماصة ذات فتحة واسعة، ضع 1 mL من الخليط في مركز شريحة التغطية. ثم قم بطلاء شريحة التغطية دورانيًا بسرعة 2,000 rpm لمدة 60 ثانية.

قم بإعداد خمس أو ست شرائح غطاء مطلية بهذه الطريقة. ولتثبيت الطلب على شرائح الغطاء، احتفظ بها في فرن عند درجة حرارة 60 درجة مئوية لمدة 12 ساعة. وفي اليوم التالي، قم بقياس سماكة أغشية الإيلاستومر.

استخدم شفرة حلاقة لرفع حافة واحدة من غشاء الإيلاستومر عن شريحة الغطاء. ثم استخدم قلم تحديد غير قابل للمحو لتمييز الجانب العلوي من غشاء الإيلاستومر وتمييز شريحة الغطاء المعالجة الموجودة أسفله. الآن، وباستخدام مجهر مقلوب، قم بقياس ارتفاع Z بين المستويات البؤرية للعلامات لقياس سمك الأغشية.

اتبع الإجراءات القياسية لتحضير نسيج SC. ولإعداد العينات، خذ عينات مثقوبة بقطر 6 ملم من SC. ضع علامة في مركز الوجه الخارجي للعينات باستخدام قلم تحديد غير قابل للمسح. بعد ذلك، قم بترسيب حبيبات علامة فلورية على سطح SC عن طريق تعويم العينات في 15 مل من الماء، الذي يحتوي على حوالي 90 µL من مركز الحبيبات.

استخدم تقليباً لطيفاً لمدة 30 دقيقة واضبط تركيز الخرز حسب الحاجة. بعد المعالجة، اغمر كل عينة في الماء لتثبيتها على الإيلاستومر. ضع شريحة غطاء مطلية بزاوية ضحلة، من 15 إلى 30 درجة تحت SC مع توجيه الإيلاستومر نحو الجانب السفلي من SC. ثم ارفع شريحة الغطاء من الماء مع التصاق SC في الأعلى، وبذلك يتم تصفيح عينة SC بسلاسة دون تجاعيد أو فقاعات هواء محبوسة.

بعد ذلك، جفف العينات المثبتة في الظروف المحيطة لمدة ساعة تقريباً. وبمجرد جفافها، انقل العينات إلى غرفة محكمة الإغلاق تحتوي على وعاء من الماء. اترك العينات لتتوازن مع الرطوبة لمدة 24 ساعة.

في اليوم التالي، قم بتثبيت عينة في غرفة تروية من أجل جلسة تصوير ممتدة. ضع غرفة التروية فوق الركيزة وأحكم غلق حواف غرفة التروية على مادة الإيلاستومر باستخدام شحم الفراغ. ثم سجل صور الضوء الفلوري والضوء النافذ بمجال رؤية واسع بما يكفي لالتقاط عينة SC كاملة.

خلال الساعات الـ 16 التالية، التقط صورة كل 10 دقائق. في خزانة استخلاص الأدخنة الكيميائية، املأ غطاءً بلاستيكياً صغيراً بكمية 1 mL من السيليلان. انقل الغطاء إلى حاوية محكمة الإغلاق تحتوي على غطاء شريحة (coverslip) واحد مبطن بإلاستومر، مع مراعاة عدم التلامس المباشر.

اتركها لتتحضن في درجة حرارة الغرفة لمدة خمس ساعات. وأثناء الانتظار، قم بتحضير 20 milliliters من محلول الخرز وفقاً لبروتوكول النص، ثم اسكبه في طبق بقطر 10 centimeter. وبعد مرور خمس ساعات، ضع الركائز الميسلانة ببطء، بحيث يكون جانب الإلاستومر لأسفل، داخل محلول الخرز.

ضع ركيزتين في كل طبق واترك الركائز تتفاعل مع الخرز لمدة 45 دقيقة. لاحقاً، وباستخدام ملاقط، قم بإزالة الركائز وشطفها بالماء المقطر لإزالة الخرز غير المرتبط. ثم جففها تحت تيار خفيف من الهواء المضغوط وخزنها في صندوق معتم ومغلق.

باستخدام التقنية الموصوفة سابقاً، انقل عينات SC إلى ركيزة معالجة في حمام مائي. فور تثبيت SC، ضع قطرة بحجم 5 µL من محلول حبيبات الوسم الفلورية غير المخففة فوقها. ثم اترك SC لتجف لمدة 60 دقيقة.

الآن، قم بقياس سمك SC باستخدام المجهر مع عدسة شيئية بقوة 40x في غرفة تروية. قم بقياس سمك SC بمرور الوقت، باستخدام ملحق التركيز عن بُعد لتسجيل الفرق في ارتفاع Z بين طبقتي الخرزات. تقع إحدى الطبقتين عند الواجهة بين SC والركيزة، بينما تقع الأخرى فوق SC. باستخدام التقنيات الموضحة، تم تحضير عينة SC وتغطيتها بخرزات فلورية.

بعد 16 ساعة من التجفيف، عند رطوبة نسبية 25%، تم قياس الإزاحات. ونظراً للتماثل الدائري للعينات، تم حساب متوسط هذه الإزاحات سمتاً. وظلت الإزاحات السمتية صغيرة طوال فترة التجفيف.

ومع ذلك، تزايدت مخططات الإزاحة الشعاعية بشكل مطرد من المركز إلى الحافة، وزاد مقدارها حتى تم الوصول إلى حالة التوازن. وتظهر المخططات المسجلة على فترات زمنية مدتها 30 دقيقة التطور الزمني للإزاحات في المستوى. كما انخفض متوسط سمك SC أثناء التجفيف، وبشكل أساسي خلال الساعتين الأوليين.

بعد ذلك، تم تحليل ديناميكية التجفيف عن طريق مطابقة مخططات الإزاحة مع نموذج انكماش مرن خطي باستخدام نهج المربعات الصغرى. ومن خلال هذا النموذج، تم استخلاص إجهاد التجفيف الانكماشي، بالإضافة إلى معامل المرونة. وقد ارتفع كلا المعلمتين بسرعة خلال الساعتين الأوليين من التجفيف.

عند محاولة تنفيذ هذا الإجراء، من المهم تذكر لصق العينات على الركيزة بشكل كامل. وبمجرد الانتهاء من هذا الإجراء، يمكن إجراء طرق أخرى مثل صبغ الدهون من أجل الإجابة على أسئلة إضافية، مثل كيفية تأثير علاجات تجميلية معينة على تركيب الدهون في الأنسجة.