测量与建模人体角质层的收缩性干燥

本方法的总体目标是定量分析经不同化学处理后的人体角质层离体样本在干燥过程中动态力学刚度的变化及干燥应力的累积情况。该方法有助于解答生物力学和化妆品科学领域中的关键问题，例如角质层的组成成分或皮肤组织经个人护理产品处理后，如何影响其力学性能和动态干燥行为。该技术的主要优势在于，与其它力学评估方法相比，它提供了一种更为快速的替代方案，所需皮肤组织显著减少，并通过防止样本底面蒸发，实现了更具生理相关性的干燥过程。

制备弹性体包被的盖玻片时，首先按55:1的基体与固化剂比例将Sylgard 184固化剂与基础固体混合，直至形成均匀混合物，总共需要6克。接着，对溶液进行脱气处理。

然后使用该溶液在旋涂仪上对盖玻片进行涂覆。用宽口移液管将一毫升混合物滴加在盖玻片中央，随后以 2,000 rpm 的转速旋涂 60 秒。

以这种方式制备五到六个包被的盖玻片。为固化盖玻片，将其置于60°C烘箱中保持12小时。第二天，测量弹性体薄膜的厚度。

使用剃刀刀片将弹性体薄膜的一边从盖玻片上掀起。然后使用永久性记号笔标记弹性体薄膜的上表面，并标记其下方经过处理的盖玻片。接着，使用倒置显微镜测量两个标记所在焦平面之间的Z轴高度，以测定薄膜的厚度。

按照标准操作程序制备角质层（SC）组织。制取样品时，从角质层上取下直径为6毫米的组织块。使用永久性标记笔在样品最外层表面的中心位置做一标记。接下来，将样品置于含有约90微升微珠浓缩液的15毫升水中漂浮，使荧光标记微珠沉积到角质层表面。

使用温和振荡处理30分钟，并根据需要调整磁珠浓度。处理结束后，将每个样品浸入水中，使其贴附于弹性体上。将涂覆的盖玻片以15至30度的浅角置于SC下方，弹性体朝向SC的底侧。然后将盖玻片连同上方附着的SC一起从水中提起，从而将SC样品平滑贴合，避免产生皱褶或夹入气泡。

接下来，将装载好的样品在常温条件下干燥约一小时。干燥后，将样品转移至含有盛水培养皿的密闭容器中，使样品在该湿度环境中平衡 24 小时。

第二天，将样品安装到灌流室中，进行长时间成像。将灌流室置于基底上，并使用真空脂将灌流室边缘与弹性体密封。然后，使用足够大的视野采集荧光和透射光图像，以完整捕获整个SC样品。

在接下来的16小时内，每隔10分钟拍摄一次图像。在化学通风橱中，取一毫升硅烷加入小型塑料盖内。将该塑料盖放入一个密封容器中，容器内放置一片带有弹性体涂层的盖玻片，注意塑料盖与盖玻片不要直接接触。

在室温下孵育五小时。孵育期间，根据文本方案配制20毫升珠溶液，然后将其倒入10厘米培养皿中。五小时后，将硅烷化基底弹性体面朝下缓慢放入珠溶液中。

将两种底物加入每个培养皿中，使其与微珠反应45分钟。随后用镊子取出底物，并用蒸馏水冲洗以去除未结合的微珠。然后在温和的压缩空气流下干燥，并将其存放在密封的不透明盒子中。

采用先前描述的技术，将SC样品转移至水浴中的经处理基底上。在固定SC后立即在其上滴加5微升未稀释的荧光标记微球溶液。然后让SC干燥60分钟。

现在，使用配备40倍物镜的显微镜在灌流腔室内测量角质层（SC）厚度。利用远程调焦附件，通过记录两层微珠之间的Z轴高度差，随时间测量角质层的厚度。其中一层位于角质层与基底的界面，另一层位于角质层表面。采用上述技术，制备了一例角质层样本，并在其表面涂覆了荧光微珠。

干燥16小时后，在25%相对湿度下测量了位移。由于样品具有圆对称性，这些位移进行了方位角平均。在整个干燥过程中，方位角方向的位移始终保持较小。

然而，径向位移曲线从中心到边缘呈单调递增，并且其幅值逐渐增大直至达到平衡。每隔30分钟记录的曲线显示了面内位移随时间的演变过程。在干燥过程中，角质层的平均厚度减小，主要发生在前两个小时。

随后通过最小二乘法将位移曲线拟合到线性弹性收缩模型，以分析干燥动力学。根据该模型提取了收缩干燥应力以及弹性模量。这两个参数在干燥开始的前两小时内迅速增加。

进行该操作时，重要的是要确保将样品完全贴附在基底上。完成此步骤后，可进一步采用其他方法（如脂质染色）来回答更多问题，例如特定化妆品处理如何改变组织中的脂质组成。