측정 및 모델링 수축성 건조 인간의 각질층에

이 방법의 전반적인 목표는 다양한 화학적 처리를 거친 인간 각질층(stratum corneum)의 ex vivo 샘플에서 동적 기계적 강성과 건조 응력의 축적 정도를 정량화하는 것입니다. 이 방법은 각질층의 구성이나 퍼스널 케어 제품을 이용한 피부 조직 처리가 기계적 특성 및 동적 건조 행동에 어떤 영향을 미치는지와 같이 생체역학 및 화장품 과학 분야의 핵심적인 질문에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 다른 기계적 평가 방법보다 더 빠른 대안을 제공하고, 훨씬 적은 양의 피부 조직이 필요하며, 샘플 하단에서의 증발을 방지함으로써 더욱 생리학적으로 유의미한 건조 환경을 제공한다는 점입니다.

엘라스토머 코팅 커버슬립을 준비하려면, 먼저 Sylgard 184 경화제와 베이스 고형물을 베이스 대 경화제 비율 55:1로 섞어 균질해질 때까지 혼합합니다. 총 6 g이 필요합니다. 그다음, 용액의 기포를 제거합니다.

그 다음, 해당 용액을 사용하여 스핀 코터를 통해 커버슬립을 코팅합니다. 광구 피펫을 사용하여 혼합물 1 mL를 커버슬립 중앙에 떨어뜨립니다. 그런 다음 2,000 rpm으로 60초 동안 커버슬립을 스핀 코팅합니다.

이와 같은 방식으로 코팅된 커버슬립을 5~6개 제작합니다. 커버슬립을 경화시키기 위해 60 °C 오븐에 12시간 동안 보관합니다. 다음 날, 엘라스토머 박막의 두께를 측정합니다.

면도날을 사용하여 엘라스토머 필름의 한쪽 가장자리를 커버슬립에서 들어 올립니다. 그런 다음 지워지지 않는 마커를 사용하여 엘라스토머 필름의 상단과 그 아래의 처리된 커버슬립에 표시를 합니다. 이제 도립 현미경을 사용하여 표시된 두 초점 평면 사이의 Z 높이를 측정하여 필름의 두께를 측정합니다.

표준 절차에 따라 SC 조직을 준비합니다. 샘플을 제작하기 위해 SC에서 직경 6mm의 펀치를 채취합니다. 샘플의 가장 바깥쪽 면 중앙에 지워지지 않는 마커로 표시를 합니다. 다음으로, 약 90µL의 비드 농축액이 포함된 15mL의 물에 샘플을 띄워 SC 표면에 형광 마커 비드를 도포합니다.

30분 동안 부드럽게 교반하고 필요에 따라 비드 농도를 조절합니다. 처리 후, 각 샘플을 물에 담가 엘라스토머에 장착합니다. 코팅된 커버슬립을 SC 아래에 15~30도의 얕은 각도로 배치하며, 엘라스토머가 SC의 바닥면을 향하게 합니다. 그런 다음 SC가 상단에 부착된 상태로 커버슬립을 물에서 들어 올려, 주름이나 기포 없이 SC 샘플을 매끄럽게 라미네이팅합니다.

다음으로, 마운팅된 샘플을 상온 조건에서 약 1시간 동안 건조합니다. 건조가 완료되면 샘플을 물 한 그릇이 들어 있는 밀폐 챔버로 옮깁니다. 샘플이 습도에 평형을 이룰 수 있도록 24시간 동안 둡니다.

다음 날, 장시간의 이미징 세션을 위해 관류 챔버(perfusion chamber)에 샘플을 장착합니다. 기판 위에 관류 챔버를 배치하고, 진공 그리스를 사용하여 관류 챔버의 가장자리를 엘라스토머에 밀봉합니다. 그런 다음 전체 SC 샘플을 포착할 수 있을 만큼 충분한 시야각으로 형광 및 투과광 이미지를 기록합니다.

향후 16시간 동안 10분마다 이미지를 캡처합니다. 화학 흄 후드 내에서 작은 플라스틱 캡에 실란 1 mL를 채웁니다. 이 캡을 엘라스토머가 코팅된 커버슬립 한 장이 들어 있는 밀폐 용기에 넣되, 서로 직접 접촉하지 않도록 합니다.

실온에서 5시간 동안 배양하십시오. 기다리는 동안 텍스트 프로토콜에 따라 20 milliliters의 비드 용액을 준비한 다음, 이를 10 centimeter 디시에 붓습니다. 5시간 후, 실란화된 기판의 엘라스토머 면이 아래로 향하도록 비드 용액에 천천히 넣으십시오.

각 디쉬에 두 개의 기질을 넣고 45분 동안 기질이 비드와 반응하도록 둡니다. 이후 핀셋을 사용하여 기질을 꺼내고 증류수로 헹궈 결합되지 않은 비드를 제거합니다. 그런 다음 압축 공기 흐름으로 부드럽게 건조시킨 후, 밀폐된 불투명한 상자에 보관합니다.

앞서 설명한 기술을 사용하여, 워터 배스 내에서 SC 샘플을 처리된 기판 위로 옮깁니다. SC를 마운팅한 직후, 희석하지 않은 형광 마커 비드 용액 5 µL 한 방울을 그 위에 도포합니다. 그런 다음 SC를 60분 동안 건조시킵니다.

이제, 관류 챔버 내에서 40x 대물렌즈가 장착된 현미경을 사용하여 SC 두께를 측정합니다. 원격 초점 액세서리를 사용하여 두 비드 층 사이의 Z축 높이 차이를 기록함으로써 시간에 따른 SC 두께를 측정합니다. 한 층은 SC 기질 인터페이스에 있고, 다른 한 층은 SC 상단에 위치합니다. 앞서 설명한 기술을 사용하여 SC 샘플을 준비하고 형광 비드를 코팅하였습니다.

25% 상대 습도에서 16시간 동안 건조한 후, 변위를 측정하였습니다. 샘플의 원형 대칭성으로 인해 이러한 변위들은 방위각 평균을 냈습니다. 건조 과정 전반에 걸쳐 방위각 변위는 작게 유지됩니다.

반면, 반경 방향 변위 프로파일은 중심에서 가장자리로 갈수록 단조롭게 증가했으며, 평형 상태에 도달할 때까지 그 크기가 커졌습니다. 30분 간격으로 기록된 프로파일은 면내 변위의 시간적 진화를 보여줍니다. 평균 SC 두께는 건조 과정 중, 주로 처음 2시간 동안 감소했습니다.

그 후 최소제곱법을 사용하여 변위 프로파일을 선형 탄성 수축 모델에 피팅함으로써 건조 역학을 분석하였습니다. 해당 모델을 통해 수축 건조 응력과 탄성 계수를 추출하였습니다. 두 매개변수 모두 건조 시작 후 처음 2시간 동안 빠르게 증가하였습니다.

이 절차를 수행할 때, 샘플을 기질에 완전히 부착시키는 것이 중요합니다. 이 절차 이후에는 특정 화장품 처리가 조직의 지질 조성에 어떤 변화를 주는지와 같은 추가적인 질문에 답하기 위해 지질 염색과 같은 다른 방법들을 수행할 수 있습니다.