Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Måling og modellering kontraktile Tørring i Human stratum corneum

Published: March 1, 2017 doi: 10.3791/55336

Summary

Denne artikel beskriver en fremgangsmåde til kvantificering af dynamiske tørring adfærd og mekaniske egenskaber af stratum corneum ved måling rumligt opløst i planet tørring forskydninger af cirkulære vævsprøver klæbet til en elastomer substrat. Denne teknik kan anvendes til at måle, hvordan forskellige kemiske behandlinger ændrer tørring og vævs mekaniske egenskaber.

Abstract

Stratum corneum (SC) er den mest overfladiske hudlag. Dens kontakt med det eksterne miljø betyder, at dette væv lag underkastes både rengøringsmidler og daglige variationer i omgivende fugtighed; begge kan ændre indholdet af vævet vand. Reduktioner i vandindholdet af svær barriere dysfunktion eller lav fugtighed miljøer kan ændre SC stivhed og forårsage en ophobning af tørring spændinger. Under ekstreme forhold kan disse faktorer forårsage mekanisk brud på vævet. Vi har etableret et high throughput metode til kvantificering dynamiske ændringer i de mekaniske egenskaber af SC efter tørring. Denne teknik kan anvendes til at kvantificere ændringer i tørring adfærd og mekaniske egenskaber af SC med kosmetiske cleanser og fugtighedscreme behandlinger. Dette opnås ved at måle dynamiske variationer i rumligt opløst i planet tørring forskydninger af cirkulære vævsprøver klæbet til en elastomer substrat. In-plane radiale forskydninger ACQgendannes for under tørring er azimutalt udlignes og forsynet med en profil baseret på en lineær elastisk kontraktilitet model. Dynamiske ændringer i tørring stress og SC elasticitetsmodul kan derefter udvindes fra den model profiler.

Introduction

Det yderste lag af epidermis, eller stratum corneum (SC) består af kohæsive corneocyt celler omgivet af et lipid rig matrix 1, 2. Sammensætningen og strukturelle integritet af SC er afgørende for at opretholde korrekt barriere funktionalitet 3, som forhindrer invasion fra mikroorganismer og modstår både mekaniske kræfter og stort væsketab fire. Kapaciteten af produkter til personlig pleje for at opretholde eller nedbryde hudens barrierefunktion er af stor interesse for huden sundhedspleje og den kosmetiske industri fem. Den daglige anvendelse af personlig pleje-produkter vides at ændre de mekaniske egenskaber af SC 6, 7, 8. For eksempel kan Tensiderne i kosmetiske rensemidler forårsage betydelige stigninger i elasticitetsmodul og en ophobning aftørring spændinger i SC, stigende vævet tilbøjelighed til at knække 7, 9. Glycerol indeholdt i næsten alle kosmetiske moisturizers kan blødgøre SC og mindske opbygningen af tørrebelastninger 8, 10, 11, hvilket reducerer sandsynligheden for væv brud.

Metoden beskrevet i denne artikel er i stand til at kvantificere den dynamiske tørring adfærd og mekaniske egenskaber af SC tørring i kontrollerede miljøer 7, 8. Tidligere har denne teknik vist sig at være i stand til at belyse effekten af ​​forskellige kosmetiske produkter på ændringer i den dynamiske tørring adfærd og mekaniske egenskaber af SC væv. Dette opnås ved at kvantificere tørring-induceret krympning af humant SC væv klæber til en blød elastomer substrat, montering tørring forskydninger med en simpelkontraktilitet model, og derefter ekstrahere elasticitetsmodulet og tørring stress fra den monterede profil. Når test af flere SC prøver er påkrævet, denne metode giver en hurtigere alternativ til enaksede tensometry, udnytter betydeligt mindre væv og giver mere fysiologisk relevant tørring ved at forhindre fordampning fra prøven underside.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

En fritaget godkendelse (3002-13) at udføre forskning ved hjælp vævsprøver de-identificeret i henhold til Department of Health and Human Services regulativer, 45 CFR 46,101 (b) (4) blev ydet. Fuld tykkelse hud er modtaget fra elektiv kirurgi. I denne artikel, vævet kilden er 66 år gammel kaukasisk kvindelige bryst.

1. Udarbejdelse af Elastomer Coated Dækglas

  1. I en 20 ml glasbeholder, blandes 0,107 g Sylgard 184 hærder med 5,893 g base. Den totale blanding masse er 6 g med en base til hærder forhold på 55: 1.
  2. Efter blanding med en glasstav for at sikre ensartethed, placere hætteglasset i et vakuumkammer og afgasse at fjerne alle bobler.
  3. Placer et glas cover-slip (55 mm x 25 mm) i midten af ​​et spin coater. Tilføj ~ 1 ml af blandingen på midten af ​​dækglas. Brug en 5000 uL pipette med enden afskåret med en saks. Spin coat cover-slip ved 2.000 rpm i 60 s.
    1. Gentag denne pprocesmodeller at oprette 5-6 substrater.
  4. Hærde cover-sedlerne i en ovn i 12 timer ved 60 ° C.
  5. Bruge et barberblad til delvist at fjerne det elastomere folie fra en offer-substrat. Brug et uudsletteligt markør til at markere oversiden af ​​elastomer film og den eksponerede glas.
  6. Monter prøven på et omvendt mikroskop og bruge en ekstern fokus tilbehør til at registrere forskellen i z-højde mellem de centrale planer de to mærker. Dette svarer til den elastomere substrat tykkelse, h.

2. Fremstilling af stratum corneum

  1. Brug et vandbad eller opvarmet omrøringsplade at opvarme et bægerglas halvt fyldt med deioniseret vand (DW) til 60 ° C. Inde i en biologisk sikkerhedsskab, nedsænkes fulde tykkelse menneskehud i vandet i 4 minutter.
  2. overdrage prøven huden i et bægerglas indeholdende DW afkølet til <10 ° C i 4 min. Halvdelen fylde bægeret minimerer sprøjt af biologisk farligt materiale.
  3. Fjern skindet fra bægeret, sted i en petriskål, og forsigtigt isolere epidermis ved hjælp af et par bøjede nosed væv pincet.
  4. Placer de isolerede epidermis basale nedad i en petriskål foret med gaze. Sikre det basale lag er i fuld kontakt med gaze.
    1. Soak gaze i en 0,25% (vægt / volumen) type IX-S porcine pancreas trypsin opløsning opløst i 0,1 M phosphatpufret saltopløsning i 6-8 timer ved stuetemperatur. Tilføj kun nok trypsin i beholderen for at befugte gaze.
  5. Løft gaze med væv pincet og flyde det i en beholder delvis fyldt med DW. Træk forsigtigt SC for at adskille den fra gaze.
  6. Vask hornlaget 3-4 gange i DW at fjerne tilbageværende epidermal væv, der forbliver fastgjort til SC.
  7. Flyde isoleret SC i en opløsning af 0,4% Glycine max (sojabønne) trypsininhibitor i DW. Brug en pladeryster at agitere vævet i 10 min.
  8. Float SC i en petriskål delvistfyldt med DW. Brug en pladeryster at agitere vævet i 10 min.
  9. Tør det isolerede SC ark på en ultra-fine plastnet i 48 timer ved stuetemperatur (25 ° C, 40% relativ fugtighed (RH)).
  10. Adskil SC fra masken og skæres ud enkelte cirkulære R = 3 mm radius prøver ved hjælp af et cirkelformet hul punch. Markér midten af ​​den yderste ansigt med en lille spiral mærke ved hjælp af et uudsletteligt markør. Dette tilvejebringer et visuelt stikord til genkendelse oversiden af ​​SC.
    BEMÆRK: uudsletteligt mærke bør anvendes i midten af ​​prøven, hvor tørring deformationer vil være mindste. Dette vil minimere effekten af ​​markøren på optagede tørring forskydning profiler.

3. Prøve Behandling og Deposition

  1. Omrør SC prøver i 30 minutter i 15 ml DW indeholdende 90 pi fluorescerende markør perler (505/515 nm, 1 um diameter, carboxylat-modificeret). Denne indskud perler på SC overflade
    BEMÆRK: Under aflejring af large antal perler på SC kan marginalt langsom tørring i forhold til prøver uden perler til stede 12, vil det maksimere rumlige opløsning i planet deformation felter, der efterfølgende kan opnås. Valget af perle volumen tilføjet bør derfor gøres ad hoc.
  2. Fjern SC prøver og placere dem i en petriskål delvist fyldt med DW.
  3. Delvist fordybe et substrat i DW i en flad vinkel på 15-30 °.
  4. Fastgør en kant af den flydende SC prøve ved kontakt linje mellem underlaget og vand interface. Lodret trække underlaget fra vandet vil glat laminat SC prøve til underlaget uden rynker eller indesluttede luftbobler.
  5. Gentag trin 3.4 til at placere op til 6 SC prøver på hvert substrat. Efterlad mindst et mellemrum 2-3 mm mellem prøver og undgå prøve laminering tæt på underlaget kant. Dette forhindrer udtørring af én prøve påvirker tørring forskydninger i en anden. Tør de monterede SC prøver i laboratorieforhold i 60 min. Dette tillader resterende vand mellem SC og substrat for at afdampe og sikrer fuldstændig vævsadhæsion.
    BEMÆRK: På dette tidspunkt, SC prøver kan behandles med en kemisk eller kosmetiske formuleringer 7, 8 ved at placere substraterne på hovedet i en ønsket løsning til en nødvendig tidsperiode. Gentag trin 3.6 når behandlingen trin udføres. Efter tørring kan ufuldstændig vedhæftning af SC prøver til underlaget kontrolleres ved hjælp transmitteret lysmikroskopi. Fanget bobler under SC prøve eller delaminerede kanter vil danne klare kontrast variationer i prøven med veldefinerede kanter.
  6. Skabe et fugtigt kammer ved at placere en petriskål delvist fyldt med vand i en hermetisk lukket beholder.
  7. Placer substrater ind i kammeret i 24 timer for at ækvilibrere til en relativ fugtighed på 99%. Anbring ikke substrater til PetrJeg parabol.

4. Mikroskop Kontrol Environmental

  1. Opnå kontrol over miljøforhold gennem et luftfugtighed kontrolsystem tilsluttet et mikroskop monteres perfusion kammer. Nærmere oplysninger om fugtighed kontrolsystem er tilvejebragt i tysk et al. (2013) 7 og Liu og tysk (2015) 8.
  2. Monter substratet på mikroskopet, placere perfusionskammeret over substratet og forsegle kanterne af perfusion kammer til elastomeren anvendelse af vakuum fedt.
  3. Når monteret, i ligevægt intern luft til 99% relativ luftfugtighed før eksperimenter. Dette forhindrer fordampning af vand før eksperimenteren. Når billeddannelse i afsnit 5 eller 7 er begyndt, reducere intern luftfugtighed til den ønskede værdi.
    BEMÆRK: I denne artikel, er SC prøver tørret til 25% relativ luftfugtighed

5. Imaging i Plane Tørring Forskydninger

  1. Anskaf billeder af SC prøver ved hjælp af en omvendt microscope med 1X objektivlinse. Excite fluorescerende kugler ved hjælp af en let motor med FITC filter (503-530 nm emission bandpass). Multiple prøver kan afbildes sekventielt hele tørring anvendelse af en automatiseret XY-scene.
  2. Optag fluorescerende og transmitteret lys billeder ved hjælp af en digital CCD-kamera med en opløsning på 1.392 x 1.040 pixels. Synsfeltet af hvert billede er 8,98 x 6,71 mm, hvilket giver et enkelt billede for at fange et fuldstændigt SC prøve. Tag billeder med en frekvens på 10 min i 16 timer.

6. Substrat Forberedelse til Tykkelse måling

  1. I stinkskab, placere 1 ml silan (3-aminopropyltriethoxysilan, ≥98%) i en eller anden lille plasthætte. Placer elastomer substrater fra § 1 og hætten i en forseglet beholder i 5 timer. Lad ikke substrater til at komme direkte i kontakt med silanen.
  2. Tilsæt 5 mg EDC (N - (3-dimethylaminopropyl) - N -ethylcarbodiimide hydrochlorid; ≥99%) i et 1,5 ml rør. Tilføj 500 pi af DW til EDC. Omrør opløsningen i 10 s med en vortex-blander.
  3. Tilføj 0,076 g natriumtetraborat og 0,1 g borsyre til 20 ml DW. Bland med en magnetomrører ved 70 ° C (1 time). Tilføj borsyre indtil pH er 7,4.
  4. Der tilsættes 20 ml boratbuffer til en 50 ml centrifugerør. Tilføj 60 pi af 1 um perler (535/575 nm, carboxylat-modificeret) til boratbufferen. Endelig tilsættes 200 pi EDC løsning til flaske. Ryst røret for at blande perleopløsning og derefter hældes i en 10 cm diameter petriskål.
  5. Fjern de Silaneret substrater fra beholderen og placere dem elastomerfilm nedad i vulsten opløsning. Gør det langsomt for at forhindre bobler i at blive fanget. To substrater vil passe ind i hver petriskål.
  6. Efterlad substrater at flyde i perleopløsning i 45 minutter.
  7. Brug en pincet til at fjerne de substrater fra perlen løsning, derefter skylles i DW at fjerne ubundne perler.
  8. Lufttørre substraterne. Blæse komprimeret luft overden elastomerfilm overflade reducerer dannelsen af ​​vand pletter.
  9. Forsegl substrater i en uigennemsigtig boks for at forhindre foto-blegning af perlerne, indtil SC prøve deposition.

7. Imaging tykkelse SC

  1. Deposit SC prøver på et substrat ved anvendelse sektion 3. Imidlertid udføre trin 3.1 uden at tilføje fluorescerende kugler til DW. Derudover anvender en 5 pi dråbe af ufortyndet fluorescerende markør perleopløsning (505/515 nm, 0.1 um diameter) på overfladen af ​​hver deponeret SC prøve med en pipette før fuldført trin 3.6.
  2. Etablere målinger af SC tykkelse ved hjælp af mikroskop med 40X objektiv. Måle tykkelsen af ​​SC prøver over tid under anvendelse af en ekstern fokus tilbehør til at optage forskellen i z-højde mellem de to perle lag fokalplaner placeret på SC-substrat-grænsefladen og oversiden af ​​SC.
  3. Måle tykkelsen af ​​3 regioner i hver SC prøve over en 3 h tørringen. tykkelsenaf SC prøver når en steady state værdi inden for denne tidsramme 8.

8. Kvantificering og modellering Tissue Deformation

  1. Brug partikel billede Velocimetri 13 for at opnå rumligt løst i planet tørring forskydninger fra de fluorescerende billeder på hver indspillet tidsskridt.
  2. Brug MATLAB at opnå azimutalt gennemsnit radiale og azimut forskydning profiler fra forskydningen inden for hver radialt symmetrisk SC prøve.
    BEMÆRK: Et eksempel datasæt (med overskriften »d.mat«) og Matlab kode (med overskriften »PIV-processing.m«), der udfører både dette skridt og trin 8.3, er tilvejebragt i den supplerende information.
  3. Monter radiale forskydning profiler til en model 7, 8, 14, 15, 16 beskriver tørring SC som en skrumpende lineær elastisk omløbr skive af tid varierende tykkelse, h SC, radius, R, og elasticitetsmodul, E SC, klæbet til et deformerbart elastisk substrat med elasticitetsmodul, E. Antag SC har en veldefineret og konstant Poissons forhold, ν SC = 0,4 7 , 8. Opnå passer bedst bruger et minimum mindste kvadraters metode.
    BEMÆRK: Modellen bruges til montering beskriver radiale forskydninger i form af modificerede Bessel funktioner er:
    ligning (1)
    med ligning , ligning og ligning
    Begrebet ligning svarer til en indtrængningsdybde givet ved,
    "Ligning"ligning betegner et substrat stivhed parameter; gyldig, når stikprøvestørrelser er langt større end underlaget tykkelse. Her parametrene, ligning og ligning henholdsvis betegner substratets tykkelse Poissons forhold. Den Poissons forhold af silicone-elastomer substratet 17 er ν = 0,5.
  4. Opnå modelparametre a og β på hvert tidsskridt fra mindste kvadraters tilpasning af ligning (1) til den radiale forskydning profil.
    1. Ansætte montering parameter β til opnåelse SC elasticitetsmodul, E SC, anvende udtrykket,
      ligning
    2. Brug montering parameter α for at opnå den tidsvarierende kontraktile tørring stress, PSC, anvende udtrykket,
      ligning

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 1 (a) viser et repræsentativt fluorescens billede af en SC prøve overtrukket med fluorescerende perler (afsnit 3). Den tilsvarende transmitterede lys billede af prøven er vist i figur 1 (b) overlejret med et pilekogger plot af rumligt opløst tørring forskydninger, der danner efter 16 h tørring ved 25% RH grund af den cirkulære symmetri af prøverne, kan disse forskydninger være azimutalt gennemsnit. Figur 1 (c) viser radial (u r, solid rød linje) og azimut (u θ, stiplet blå linie) forskydning profiler plottet mod den dimensionsløse radiale position, r / R. Her, R betegner middelværdien SC radius prøve, r / R = 0 angiver prøvens centrum og r / R = 1 betegner kanten. Standardafvigelser ved hver radial position er angivet ved det skraverede områder omkring gennemsnittet. Disse variationer er primært forårsaget af den strukturelle heterogenitet SC 3 <sup>, 7, 12. Igennem tørring, azimut forskydninger forbliver små. Radial forskydning profiler imidlertid stige monotont fra midten til kanten og vokse i størrelse, indtil en ligevægt er nået.

figur 1
Figur 1: Circular SC prøve (6,2 mm diameter) klæbet til en elastomer substrat med elasticitetsmodul E = 16 ± 1 kPa efter tørring i 15 timer i en 25 ± 1% RF miljø. (A) Fluorescerende billede af SC prøve at fremhæve de deponerede fluorescerende markør perler bruges til sporing rumligt løst i-plane tørring forskydninger. (B) kogger plot af rumligt løst i-plane tørring forskydninger overlejret på en transmitteret lys billede af SC prøven. (C) azimutalt gennemsnit radiale (u r, solid rød linje) ogazimut (u θ, blå stiplet linie) forskydninger af prøven afbildes mod dimensionsløs radiale position, r / R. Positive værdier af u r svarer til kontraktile forskydninger. Skraverede områder omkring de linjer angiver standardafvigelsen omkring middelværdien ved hver radial position. Klik her for at se en større version af dette tal.

Profiler er optaget med 30 minutters intervaller er afbildet i figur 2 (a) og vis tidsudviklingen af i planet forskydninger. Den gennemsnitlige SC tykkelse, h SC, er afbildet i figur 2 (b). Aftager fra SC under tørring primært ske over de første 2 timer.

Figur 2
Figur 2: (a)Overlejring af radial forskydning profiler (u r, faste røde linier) ved 30 minutters intervaller over en 15 h tørretid i 25% RH afbildet over dimensionsløs radial position r / R for en typisk SC prøve. Positive værdier af u r svarer til kontraktile forskydninger. (B) Gennemsnitlig SC prøve tykkelse, (h SC, n = 3), afbildet over tørretid. (C) radial forskydning profiler fra (a) overlejret med minimum mindste kvadraters passer (blå stiplet linie) i ligning (1) for den første og sidste registrerede radial forskydning profil. Klik her for at se en større version af dette tal.

Fitting forskydning profiler med den lineære elastiske kontraktilitet model beskrevet ved ligning (1) giver yderligere indsigt i de mekaniske egenskaber af tørring SC. Displacement profiler en t hver gang trin er udstyret med modellen med et minimum mindste kvadraters metode, som vist i figur 2 (c). Den kontraktile tørring stress, P SC, og elasticitetsmodul, E SC, efterfølgende ekstraheres fra modellen ved hvert tidstrin. Gennemsnitlige ændringer i disse parametre (baseret på 3 individuelle SC prøver) er vist henholdsvis i figurerne 3 (a) og 3 (b). Begge parametre stige hurtigt i den første 2 timer tørring periode og nå et plateau inden 5 timer.

Figur 3
Figur 3: (a) i gennemsnit SC elasticitetsmodul, E SC, afbildet over tørretiden over en 15 timers periode. (B) Gennemsnitlig kontraktile tørring stress, P SC, afbildet over tørretiden over en 15 timers periode."_blank"> Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I denne artikel beskriver vi en teknik, der kan anvendes til at måle den dynamiske tørring adfærd og mekaniske egenskaber af humant SC. Tidligere undersøgelser har vist, at denne teknik kan bruges til at kvantificere effekten af miljøforhold og kemiske produkter, der almindeligvis anvendes i kosmetiske rensemidler og fugtighedscreme på den dynamiske tørring adfærd SC 7, 8. Der er en række centrale trin i protokollen. For det første, SC svulmer navnlig med vandindhold; derfor, målinger af SC tykkelse samt i planet forskydninger er afgørende for præcist at forudsige elasticitetsmodulet og tørring stress størrelsesorden. For det andet skal i fuldt omfang klæbet til substratet prøver. Ufuldstændig vedhæftning, ikke-radialt symmetriske prøver eller prøver med små tårer eller huller bør undgås, da de i væsentlig grad vil påvirke fordelingen af ​​tørring deformationer og de radiale forskydning profilerne brugerd til model montering.

Teknikken kan anvendes, hvis en fugtighed kontrol systemet ikke er tilgængeligt. Uden miljøkontrol, vil vævsprøver tørre i laboratorieforhold 12. Som sådan bør laboratoriet miljø kontinuerligt overvåges og vedligeholdes, tørring adfærd og repeterbarhed af resultater vil blive påvirket af både diurnale og sæsonmæssige udsving i temperatur og luftfugtighed.

I øjeblikket er den teknik er begrænset til prøver, der kan klæbe til substratet og inducerer deformationer i elastomerfilm. Mens teknikken kan let tilpasses til testprøver, som undergår mindre i planet forskydninger, ved at reducere substratet elasticitetsmodul 12, vil resultaterne fra prøver, der blot glide over substratet mangler betydning.

Talrige in vivo og ex-vivo teknikker, der kan vurdere tørring adfærd og mekaniskegenskaber af SC er rapporteret 3, 8, 9, 10, 18. 19, 20, 21. Men in vivo teknikker kan ikke helt skelne mekaniske ændringer i SC fra de underliggende epidermale og dermale lag. Desuden kan ex-vivo teknikker typisk kun vurdere en prøve pr eksperiment. Den metode, vi rapporterer i denne artikel tillader op til 6 SC prøver, der skal vurderes pr eksperiment. Størrelsen af ​​substratet og miljømæssige kammer dog kunne opskaleres til at tillade flere prøver, der skal vurderes samtidig. Vi estimerer for n = 6 SC prøver, en tidshorisont på ~ 13 timer er nødvendig for forberedelse og afprøvning, bortset substrat hærdning og væv ligevægt. Til sammenligning estimerer vi enaksede tensometry test ville kræve mereend to gange i denne periode. Signifikant mindre SC væv er også påkrævet for hvert prøve (0,28 cm2) i sammenligning med dem, der kræves for tensometry 9 (2,5 cm2). Denne teknik muliggør yderligere mere fysiologisk relevant tørring ved at forhindre fordampning fra undersiden af ​​SC væv. Udover at vurdere tørring adfærd og mekanik i SC, mener vi denne teknik kunne også anvendes på undersøgelser af polymere eller kolloide systemer, der danner en sammenhængende film ved tørring.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. Liu, X., Cleary, J., German, G. K. The global mechanical properties and multi-scale failure mechanics of heterogeneous human stratum corneum. Acta Biomater. , (2016).
  4. Geerligs, M. Skin layer mechanics. , Technische Universiteit Eindhoven. (2010).
  5. Farage, M. S., Miller, K. W., Maibach, H. I. Textbook of Aging Skin. , (2010).
  6. 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).
  7. German, G. K., Pashkovski, E., Dufresne, E. R. Surfactant treatments influence drying mechanics in human stratum corneum. J. Biomech. 46 (13), 2145-2151 (2013).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Levi, K., et al. Effect of glycerin on drying stresses in human stratum corneum. J. Dermatol. Sci. 61, 129-131 (2011).
  11. 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).
  12. German, G. K., et al. Heterogeneous drying stresses in stratum corneum. Biophys. J. 102 (11), 2424-2432 (2012).
  13. Willert, C. E., Gharib, M. Digital particle image velocimetry. Exp. Fluids. 10 (4), 181-193 (1991).
  14. Mertz, A. F., et al. Scaling of traction forces with the size of cohesive cell colonies. Phys. Rev. Lett. 108 (19), 1-5 (2012).
  15. Banerjee, S., Marchetti, M. C. Substrate rigidity deforms and polarizes active gels. Euro Phys. Lett. 96 (2), 28003 (2011).
  16. Edwards, C. M., Schwarz, U. S. Force localization in contracting cell layers. Phys. Rev. Lett. 107 (12), 128101 (2011).
  17. Cesa, C., et al. Micropatterned silicone elastomer substrates for high resolution analysis of cellular force patterns. Rev. Sci. Instrum. 78 (3), 34301 (2007).
  18. Wu, K. S., Van Osdol, W. W., Dauskardt, R. H. Mechanical And Microstructural Properties Of Stratum Corneum. Mater. Res. Soc. 724, 27-33 (2002).
  19. Yuan, Y., Verma, R. Measuring microelastic properties of stratum corneum. Colloids Surf. B. 48 (1), 6-12 (2006).
  20. 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).
  21. 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).

Tags

Bioengineering Stratum corneum Hud mekanik elasticitetsmodul Tørring stress kontraktile Tørring Kosmetik
Måling og modellering kontraktile Tørring i Human stratum corneum
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liu, X., German, G. K. Measuring and More

Liu, X., German, G. K. Measuring and Modeling Contractile Drying in Human Stratum Corneum. J. Vis. Exp. (121), e55336, doi:10.3791/55336 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter