Bu protokolün amacı, doğal cilde benzeyen üç boyutlu tam kalınlıkta bir cilt eşdeğeri oluşturmaktır. Özel olarak yapılmış bir otomatik yaralama cihazı ile, sterilitenin korunması altında hassas ve tekrarlanabilir yaralar oluşturulabilir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Bu protokolün amacı, doğal cilde benzeyen üç boyutlu tam kalınlıkta bir cilt eşdeğeri oluşturmaktır. Özel olarak yapılmış bir otomatik yaralama cihazı ile, sterilitenin korunması altında hassas ve tekrarlanabilir yaralar oluşturulabilir.
in vitro modeller, kutanöz yara iyileşme süreçlerini incelemek için uygun maliyetli ve etik bir alternatiftir. Ayrıca, insan hücrelerini kullanarak, bu modeller insan yara durumunu hayvan modellerinden daha iyi yansıtır. İki boyutlu modeller, hücresel göç ve proliferasyon gibi süreçleri araştırmak için yaygın olarak kullanılsa da, yara iyileşmesi hakkında daha derin bir bilgi edinmek için daha karmaşık modellere ihtiyaç vardır. Uygun bir model sistemin yanı sıra, farklı test çalışmaları arasında karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için hassas ve tekrarlanabilir yaraların oluşturulması çok önemlidir. Bu çalışmada, yara iyileşmesi çalışmasına eşdeğer üç boyutlu tam kalınlıkta bir cildin oluşumu gösterilmiştir. Modellerin dermal kısmı, sıçan kuyruğu kollajen tip I hidrojel içine gömülü insan dermal fibroblastından oluşur. İnsan epidermal keratinositleri ile inokülasyonu ve bunun sonucunda hava-sıvı arayüzünde kültürü takiben, modellerin üzerinde çok katmanlı bir epidermis oluşturulur. Yara iyileşme sürecini incelemek için ayrıca steril bir atmosferde standartlaştırılmış yaralar oluşturan otomatik bir yaralama cihazı geliştirdik.
Deri vücudun en büyük organıdır. Bu dış çevre ve iç organlar arasında bir bariyer oluşturur. Ayrıca, cilt sıvı kaybı, çevresel etkilere, yaralanma ve enfeksiyonlara karşı vücudu korur ve vücut ısısını 1 düzenlemeye yardımcı olur. Nedeniyle açıkta bir konumda, cilt genellikle mekanik, termal veya kimyasal travma etkilenir. Cilt kendini tamir genellikle yetenekli olmasına rağmen, böyle bir enfeksiyon, oksijenlenme ve venöz yeterlilik gibi birden fazla yerel faktörler bozulmuş yara iyileşmesi yol açabilir. Yara iyileşmesi de obezite, alkolizm, sigara, ilaç, beslenme ve diyabet gibi hastalıklar gibi sistemik faktörler tarafından müdahale edilebilir. 2
(i) iltihaplı faz, (ii) proliferatif ve (iii) yeniden modelleme aşaması: yara iyileşmesi süreci 3 evreye ayrılabilir. Cilde hasar üzerine, karmaşık bir sinyal kademeli yara kapanmasına neden başlar. 3Yaralanma sonrası yara kanama ve bir kan pıhtısı meydana gelir. Fibroblastlar kan pıhtısı içine taşımak ve daha sonra yılda yenilenmiş yeni doku ile değiştirin.
Biyolojik süreçler altta yatan deri onarım mevcut anlayış sınırlıdır. Küçük hayvan ve domuz modelleri yara iyileşmesini incelemek için kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu sonuçlar, doğrudan türe özgü farklılıklar nedeniyle insanlarda transfer edilemez. Bu in vivo modellerde ek olarak, yara iyileşmesi bazı yönlerini 4 Bu çizilmeye modeller oldukça standardize edilir. Ölümsüzleştirdi hücre hatları veya primer hücrelerde dayalı in vitro tek tabaka kültürlerinin çizilmemesi yoluyla bir yara durumu taklit ederek ele alınabilir, ancak yeterince yansıtmıyor kompleks in vivo olarak fizyoloji. 5, iki-boyutlu bir model yanı sıra, üç-boyutlu bir insan derisi eşdeğer dermatolojik araştırmaları için geliştirilmiştir. Bu modellerin dermal kısmı ge vardırnerated decellularized dermis, 6 kollajen hidrojeller, 7,8 glikosaminoglikanlar 9 veya sentetik malzemelerden dahil olmak üzere çeşitli iskele kullanarak. 10 bu deri eşdeğerleri istihdam, epitelyal-mezenkimal etkileşimleri 11 rolünü yeniden epitelizasyon, fibroblast ve keratinositler arasındaki hücresel karışma Farklı büyüme faktörlerinin etkisi incelenebilir. Ayrıca, bu modeller fibroblastlar yaralı bölgeye göç ve nasıl kemotaktik faktörler doku yenilenmesini nasıl etkilediği hakkında yeni bilgiler elde etmek için yararlıdır. 12
Yara iyileşmesi modelinin kendisinde değil, sadece üretim zor olmakla birlikte, aynı zamanda, bir modelde yüksek ölçüde standardize edilmiş yara sorunludur kurmak. Ortak teknikler yaralar çizik testleri, 13 yanıklara, 14 teyp aşınma, 15 termal yaralanma, 16 emme kabarcıklar, 17 sıvı azot, 18 lazerler, 19 olan oluşturmak için neşter, 18 meshers 6 ve biyopsi yumruklar. Bu yöntemlerin çoğu 20 aynı tuzaklar var. Elle uygulanan yaralanmalar standartlaştırmak ve çoklu testler arasında yeniden zordur. Boyut, şekil ve yaranın derinliği çalışmalar arasında değişir ve böylece araştırma verilerinin kalitesini bozar. tanımlı cilt yaralanması için lazer kullanımı nispeten kolay standardize ancak yanık yaraları taklit bir duruma yol açar edilebilir. Lazer tarafından uygulanan ısı nekrotik dokunun yol açabilir protein denatürasyonu, trombosit agregasyonu veya damarların daralmasına neden olabilir.
Alternatif bir yaklaşımda, bize steril koşullar altında tanımlanmış ve hassas deri yaraları oluşturmak için izin veren bir otomatik yaralama cihazı (AWD) geliştirdi. Derinlik ve hız penetrasyonu olarak matkap ucu devir gibi yaralanması parametreleri ayarlanabilir. Bu çalışmada, biz evde geliştirilen tam kalınlıkta deri eşdeğerleri ile AWD kombine (ftGangatirkar ve arkadaşları tarafından yayınlanmış bir protokol ile karşılaştırılabilir SE). 8 deri eşdeğerinde dermal katman, hidrojel bir kollajen gömülü, insan dermal fibroblastları (HDF), oluşmaktadır. Dermal katmanda, insan epidermal keratinositler (HEK) numaralı seribaşı bulunmaktadır. Hava-sıvı arayüzü iki hafta içinde HEK birçok hayati hücre katmanları ve stratum corneum oluşan bir epidermis kurmak. Bu modelin oluşturmasının yanı sıra, bu çalışma FTSE tanımlanmış ve hassas yaralar oluşturmak üzere AWD kullanımını göstermektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
NOT: protokol 24 tam kalınlıkta deri eşdeğerleri üretimi için tasarlanmıştır. Dermal fibroblastlar ve epidermal keratinositler İnsan 21,22 Aydınlatılmış onam önceden elde edildi. Daha önce yayınlanmış protokole göre deri biyopsi izole edilmiş ve çalışma Julius-Maximilians-Üniversitesi Würzburg insan araştırma kurumsal etik komitesi tarafından onaylanmıştır (182 oy / 10).
Dermal Bileşeni 1. Üretimi
İnsan epidermal Keratinositler 2. eklenmesi (HEK)
Tam Kalınlıkta Deri Benzerleri 3. Kültür (FTSE)
4. Histolojik analiz
5. Otomatik Yaralama Cihazı Kullanımı yaralanma (AWD)
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
izole edilmiş bir HDF ve HEK morfolojisinde ve tipik markerlerin ekspresyonu bakımından farklılık gösterir. Hek morfolojisi bir Arnavut kaldırımı morfolojisi ile tarif edilebilir ise Hdf, tipik mil-şekil morfolojisi gösterdi. Hücreler FTSE için bunları kullanmadan önce immünohistokimyasal boyama (Şekil 1) ile karakterize edilmiştir. Hdf vimentin (Şekil 1A), fibroblastlar için bir marker için olumludur. İlköğretim Hek derece erken farklılaşma proteini sitokeratinin-14 (Şekil 1B)<...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Nitro hücrelerde genellikle hücreler plastik yüzeylere yapışan iki boyutlu hücre kültürlerinde, yayılır. Bununla birlikte, bu kültür koşulları hücrelerinin in vivo büyümek olan fizyolojik üç boyutlu koşulları yansıtmamaktadır. Üç boyutlu koşulları altında, hücreler, doğal hücre-hücre ve hücre-matris bağlanmalarının ve üç boyutlu olarak yer değiştirmektedir. Hücre göçü ve matriks üretimi yara iyileşmesinin temel unsurları olarak özellikle in vivo durumun benzerlik iyileşme deri yara, anlamlı ve...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Yazarlar, otomatik yaralama cihazının yapımıyla ilgili işbirliği için Fraunhofer ISC'ye teşekkür eder. Proje, Fraunhofer'in şirket içi projesi "Märkte von Übermorgen" (SkinHeal) tarafından kuruldu.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Tripsin EDTA (1:250) DPBS | PAA | L11-003'te | 0,5 %0,05 |
| Dulbecco' s Fosfat Tamponlu | Salin Sigma | D8537 | |
| Kollajen (% 0.1 asetik asit içinde 6 mg / ml) | Evde | ||
| Fibronektin İnsan Proteini, Plazma (50 & &mikro; g / ml) | Yaşam Teknolojileri | 33016-015 | |
| Uçlar | Nunc | 140627 | |
| 6 kuyulu plaka | Nunc | 140685 | |
| 24 kuyulu plaka | Nunc | 142485 | |
| Mikroskop slaytları | R. Langenbrinck | 03-0070 | |
| Fibroblast kültürü (500 ml): | |||
| DMEM, yüksek glikoz | Yaşam Teknolojileri | 11965-092 | %89 (445 ml) |
| Fetal sığır serumu | Bio & FCS satmak | . ADD.0500 | %10 (50 ml) |
| Penisilin-Streptomisin (10.000 U/ml) | Yaşam Teknolojileri | 15140-122 | %1 (5 ml) |
| Keratinozit kültür ortamı (500 ml): | |||
| Keratinosit Büyüme Ortamı 2 | Promocell | C-20111 | %89 (445 ml) |
| Keratinosit Büyüme Ortamı 2 Takviye Paketi | Promocell | C-39011 | |
| Penisilin-Streptomisin (10.000 U/ml) | Yaşam Teknolojileri | 15140-122 | %1 (5 ml) |
| Jel nötralizasyon çözeltisi (250 ml): | |||
| Dulbecco' s Modifiye Eagle Medium, L-Glutamin | PAA | G0001,3010 | %93 (232.5 ml) |
| Köpekbalığı kıkırdağından kondroitin sülfat sodyum tuzu | Sigma | C4384-1g | %1 (2.5 ml) |
| Fetal sığır serumu | Bio & FCS satmak | . ADD.0500 | %3 (7.5 ml) |
| HEPES | Sigma | H3375-1kg | %3 (7,5 ml) |
| Skin model submers medium (500 ml): | |||
| Keratinosit Büyüme Ortamı 2 | Promocell | C-20111 | |
| Keratinosit Büyüme Ortamı 2 Takviye Paketi | Promocell | C-39011 | |
| Fetal buzağı serumu | Bio & FCS satmak | . ADD.0500 | %5-%2 (25 ml-10 ml) |
| Penisilin-Streptomisin (10.000 U/ml) | Yaşam Teknolojileri | 15140-122 | %1 (5 ml) |
| Cilt modeli hava-sıvı arayüz ortamı (500 ml): | |||
| Keratinosit Büyüme Ortamı 2 | |||
| Keratinosit Büyüme Ortamı 2 Ek Paket | Promocell | C-39011 | sadece takviyeler ekleyerek: insülin, hidrokortizon, epinefrin, transferrin, CaCl2< / sub> |
| Penisilin-Streptomisin (10.000 U / ml) | Yaşam Teknolojileri | 15140-122 | 1 (5 ml) |
| CaCl2< / sub> (300 mM) | Sigma | C7902-500g | %0.62 (3.1 ml) |
| Histoloji: | |||
| IHC-Kit DCS SuperVision 2 HRP | DCS | PD000KIT | |
| Vimentin antikoru | Abcam | ab92547 | |
| CK14 antikoru | Sigma | HPA023040-100 ve mikro; l | |
| CK10 antikoru | Dako | M7002 | |
| Filaggrin antikoru | Abcam | ab81468 | |
| H & E boyama: < / güçlü > | |||
| Mayer ve akut; s Haemalaun | AppliChem | A0884,2500 | |
| Xylol | Sigma Aldrich | 296325-4X2L | |
| Etanol | Sigma Aldrich | 32205-4X2.5L | |
| HCl | Sigma Aldrich | H1758-500ML | |
| Eozin | Sigma Aldrich | E4009-5G | |
| 2-Propanolol | Sigma Aldrich | I9516-500ML | |
| Montaj Ortamı | Sigma Aldrich | M1289-10ML |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.