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,
