Bu çalışma, güneş koruyucuların ultraviyole ışınımı, deniz suyuna daldırma, dalga ile yıkanma ve rüzgarla kuruma dahil olmak üzere karmaşık çevresel stres faktörleri altındaki tutunma oranını ve fotokoruyucu etkinliğini nicel olarak değerlendirmek için fare modeli kullanan simüle edilmiş bir deniz kıyısı sistemini sunmaktadır. Bu sistem, klinik öncesi bir tarama aracı olarak hizmet eder ve standartlaştırılmış klinik deneylerin yerini tutmaz.
Yöntem makalesi
Güneş Kremi Etkinliğini ve Dayanıklılığını Değerlendirmek İçin In Vivo Murine Benzetimli Deniz Kıyısı Sistemi
* These authors contributed equally
Bu makalede
Özet
Özet
Ultraviyole (UV) radyasyonu, ciltte fotoyaşlanmaya, güneş yanığına ve akut UV kaynaklı cilt hasarına neden olan temel çevresel faktördür. Güneş koruyucuları, fotokorunmanın en yaygın yöntemidir; ancak mevcut değerlendirme yöntemleri, karmaşık sahil ortamlarını doğrudan simüle etmekte yetersiz kalır veya yüksek maliyet ve etik sınırlamalar içerir. Bu çalışma, karmaşık çevresel stres faktörleri altında güneş koruyucularının etkinliğini ve dayanıklılığını nicel olarak değerlendirmek amacıyla yeni bir sahil simülasyon sistemi ile canlı bir fare modelinin birlikte kullanıldığı bir yaklaşım sunmaktadır. Özel olarak tasarlanan bu sistem, kontrollü UV ışınlama, dalgaların simüle edildiği deniz suyuna batırma ve rüzgarla kurutma mekanizmalarını bir araya getirmektedir. Tıraş edilmiş BALB/c fareler farklı güneş koruyucularla tedavi edildi ve standartlaştırılmış 120 dakikalık simüle sahil döngüsüne maruz bırakıldı. Güneş koruyucuların kalıcılık oranı floresans görüntüleme ile nicelendirildi, fotoprotektif etkinlik ise Hematoksilen ve Eozin (H&E) Epidermal kalınlık ve inflamatuar infiltrasyon için boyama. Sonuçlar, bu sistemin çeşitli güneş koruyucularının performansını etkili bir şekilde ayırt edebileceğini gösterdi. Özellikle, yüksek koruma sağlayan suya dayanıklı bir güneş koruyucu, en yüksek kalıntı oranını gösterdi ve UV ile çevresel hasara karşı en iyi korumayı sağladı. Bu protokol, cilt koruma ürünlerini simüle edilmiş ekstrem ortamlar altında incelemek için maliyet etkin, yüksek oranda tekrarlanabilir ve etik bir preklinik tarama alternatifi sunar ve zorunlu insan SPF testlerinin doğrulanmış bir yerine geçmesi yerine, keşfedici bir köprü görevi görür.
Giriş
Ultraviyole (UV) radyasyon, özellikle UVA ve UVB, cilt foto yaşlanmasının, güneş yanıklarının ve UV kaynaklı akut cilt hasarının temel nedenidir1,2,3. Güneş kremi kullanımı, bu olumsuz etkileri hafifletmek için en yaygın olarak benimsenen stratejidir4,5. Bu nedenle, güneş kremi etkinliğinin doğru değerlendirilmesi hem dermatolojik araştırmalar hem de kozmetik endüstrisi için kritik öneme sahiptir.
Günümüzde, güneş kremi etkinliğini test etmek için kullanılan temel yöntemler, in vitro enstrümantal analizler ve insan klinik çalışmalarını içermektedir6,7. Kuvars plakalar veya yapay deri üzerinde UV spektrofotometrisi gibi in vitro yöntemler, maliyet açısından uygun ve yüksek düzeyde tekrarlanabilirdir8,9. Ancak bu yöntemler; canlı deri üzerindeki güneş kremi film oluşumu, suya dayanıklılık ve yıkanmaya karşı direnç gibi karmaşık dinamikleri simüle etmekte yetersiz kalmaktadır. Buna karşılık, gönüllülerin sırtında Minimal Eritem Dozunun (MED) ölçüldüğü insan klinik çalışmaları; Uluslararası Standardizasyon Organizasyonu (ISO) (SPF: ISO 24444, suya dayanıklılık: ISO 16217) ve FDA kılavuzları uyarınca Güneş Koruma Faktörünün (SPF) belirlenmesinde altın standart olarak kabul edilir10,11,12,13,14. Güvenilirlikleriyle birlikte, klinik çalışmalar maliyetli ve zaman alıcıdır; önemli bireysel varyasyonlara tabidir ve özellikle aşırı veya potansiyel olarak zararlı çevresel koşullar altında yapılan testlerde etik mülahazalar nedeniyle ciddi kısıtlamalara sahiptir.
Mevcut değerlendirme tekniklerinin önemli bir kısıtlaması, gerçek deniz kıyısı ortamlarını kapsamlı bir şekilde simüle edememeleridir. Deniz kıyısındaki aktiviteler sırasında güneş kremleri, yüksek tuzlulukta deniz suyu daldırma ve dalga ile yıkanmayı içeren sinerjik bir bozunma sürecine maruz kalır15,16. Bu faktörler, uygulanan ürünlerin yapışma stabilitesini ve koruma süresini ciddi şekilde tehlikeye atar. Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için bu çalışma, BALB/c fare modelini kullanan yeni bir simüle deniz kıyısı test sistemi sunmaktadır. Bu sistem; UV yoğunluğu, deniz suyu tuzluluğu, su sıcaklığı, dalga kuvveti ve rüzgar hızı dahil olmak üzere birden fazla temel çevresel parametreyi tek bir, yüksek derecede kontrol edilebilir platformda entegre eder. Bu donanımın kantitatif floresan görüntüleme ve histolojik analizle birleştirilmesiyle protokol, hem güneş kremi tutunma oranının hem de fizyolojik koruyucu etkinliğin hassas bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanır. Bu yöntem, karmaşık ve gerçek deniz senaryolarında güneş kremi performansını değerlendirmek için güvenilir, düşük maliyetli ve verimli bir çözüm sunmaktadır.
Protokol
Memeli hayvanların kullanımını içeren tüm yöntemler, kurumsal yönergelerle uyumlu olarak gerçekleştirilmiş ve Guangdong Laidi Biyomedikal Araştırma Enstitüsü A.Ş. Laboratuvar Hayvanları Bakım ve Etik Komitesi tarafından No. LDSW2025050-4 onay numarasıyla onaylanmıştır.
1. Simüle sahil odasının kurulumu
- Test odasını, boyutları 40 cm uzunlukta olan şeffaf, hava geçirmeyen bir metal kutudan oluşan kısmı birleştirin × 30 cm genişlik × 30 cm yüksekliğinde) hayvanların erişimi için bağlantı noktaları bulunan
- UV Simülasyon Ünitesini Entegre Edin: Odanın üst kısmına (yaklaşık 2 mW/cm² şiddetinde ışık sağlayacak) 6 W'lık UV lambaları yerleştirin2Bu, ortalama güçlü öğle saati deniz kenarı güneş ışığını simüle eder.
UYARI: UV radyasyonu gözler ve cilt için tehlikelidir. UV ünitesini kullanırken odanın tamamen kapalı olduğundan emin olun ve uygun güvenlik gözlüklerini takın ve koruyucu giysiler giyin. - Su ortamı birimini entegre edin. Dahili su tankını yapay deniz suyuyla doldurun.
- Saf suya ticari deniz tuzu ekleyerek 1 kg (1 kg deniz tuzu / 35 litre saf su) oranında deniz suyu hazırlayın.± 0,05 kg tuzu 30 L'ye± 0,5 L) su. Suyun sıcaklık kontrol cihazını sabit 25 °C'de tutacak şekilde ayarlayın. °C (± 1 °C).
- Yaklaşık 10 L/dk akış hızında dalgakıranı çalıştırarak orta şiddette kıyı dalgalarının mekanik sürtünmesini simüle edin.
- Hayvan barınak alanının üzerinden hava akışı sağlayacak şekilde üfleyici fanı yerleştirin. Deniz kenarı esintisini simüle etmek için hava akışını dakikada 35 metreküp (CFM) olarak kalibre edin.
- Tüm bileşenleri merkezi bir kontrol arayüzüne bağlayın. Testten önce hedef çevresel parametreleri kontrol sistemine girin ve bunları ilgili ölçüm aletlerini kullanarak kalibre edin.
NOT: UV şiddeti (2 mW/cm) değerinin doğrulanmasını sağlamak için harici bir el tipi dijital UV radyometre, su geçirmez bir termometre ve bir anemometre kullanarak bu ilk doğrulamayı gerçekleştirin.2), su sıcaklığı (25 °C) ve rüzgar hızı (35 CFM) biyolojik deneylere başlamadan önce istenen ayar noktalarıyla eşleşmelidir. - Deney sırasında UV lambaları, dalga makinesini ve su tahliyesini açın veya kapatın aracılığıyla alternatif ıslanma ve kuruma aşamalarını hassas bir şekilde uygulamak için arayüz.
2. Hayvan modelinin hazırlanması
- Yetişkinleri barındır BALB/c standart koşullarda fareleri (yaklaşık 20 g ile 25 g arası ağırlıkta) besleyin ve deneyden önce bir hafta boyunca alıştırın.
- İzofluranın %1,5'lik konsantrasyonu kullanılarak fareler kısa süreli anestezi altına alınır aracılığıyla stresi en aza indirmek için inhalasyon. Farelerin sırtındaki kılları bir hayvan kıllarını uzaklaştıran cihaz kullanarak önceden tıraş edin.
- Ardından, ticari bir kimyasal tüy dökücü kremi farelerin sırt cildine eşit şekilde uygulayın. 3 ila 5 dakika sonra, ılık ve nemli bir bezle tüyleri nazikçe silin.
Dikkat: Histolojide kullanılan kimyasal tüy dökücü kremler ve paraformaldehit toksik ve tahriş edicidir. Bunları iyi havalandırılmış bir ortamda koruyucu eldivenler giyerek kullanın. Atık bertarafı: Tüm kimyasal atıkları (paraformaldehit) ve biyolojik atıkları (hayvan ölüleri ve dokuları) kurumsal ve yerel düzenleyici gerekliliklere tam olarak uygun şekilde belirlenmiş biyolojik tehlike ve kimyasal atık kaplarına verin. - Tüyleri alınmış fareleri ekstra 2 gün boyunca barındırarak iyileşmeleri için zaman tanıyın. Deneyden önce, tüy dökücü işlemden kaynaklanan eritem veya tahrişin dorsal ciltte tamamen bulunmadığını görsel olarak kontrol edin.
- Bir kara kalem kullanarak maruz kalan sırt derisine dört ayrı bölgeye (1'den 4'e kadar olan bölgeler) ayıracak şekilde bir haç çizin.
3. Güneş koruyucu uygulaması ve ön işlem
- Test güneş koruyucularını hazırlayın. Rastgele üç adet ticari güneş koruyucusu seçin: A, B ve C.
- Belirlenen bölgelere güneş kremi uygulamak için bir 20 μL mikropipeti kullanın ve steril eldivenli bir parmak ucuyla hafifçe 10 saniye boyunca dairesel hareketler yaparak formülasyonu eşit şekilde yayarak aşağıdaki şekilde uniform bir film oluşumunu sağlayın:
NOT: Parmak ucuyla uygulanan basıncın tüm dört çeyreklikte tutarlı olmasına dikkat edin. Düzensiz yayılma veya aşırı basınç, film kalınlığında düzensizliklere neden olabilir ve bu da sonraki tutunma değerlendirmesinin tekrarlanabilirliğini doğrudan etkileyecektir. - Birinci Bölge (Sol Üst): 20 mg/cm² uygulayın2 Güneş Kremi A'nın
- Çeyrek Daire 2 (Sağ Üst): 20 mg/cm² uygulayın2 Güneş Kremi B'nin
- Çeyrek 3 (Alt-Sol): 20 mg/cm² uygulayın2 Güneş Kremi C'nin
- Dördüncü Bölge (Alt Sağ): İşleme tabi tutmayın (Korumasız kontrol).
- Fareleri, güneş koruyucunun sırt derisine eşit ve dengeli bir şekilde dağılmasını sağlamak için 5 dakika boyunca dinlenme pozisyonuna yerleştirin.
4. Güneş koruyucu kalıcılık değerlendirmesi
- Güneş koruyucu A, güneş koruyucu B ve güneş koruyucu C'ye güvenli bir floresan işaretleyici (ağırlıkça %0,01 Sulfo Cy7) karıştırın.
- Fluoresan işaretli güneş koruyucuları, 3. bölümde açıklandığı gibi farelerin dorsal cilde uygulayın.
- Dorsal ciltteki başlangıç temel floresans görüntüsünü (F0), bir kullanarak yakalayın vücut içinde floresans görüntüleme sistemi
NOT: Her bir hayvan için pozlama süresi ve odak düzlemi de dahil olmak üzere görüntüleme parametrelerinin kesinlikle sabitlendiğinden emin olun. Hatalı bir temel değer (F0) ölçümü, güneş koruyucu kalıcılık oranının nihai hesaplamasını geçersiz kılar. - Fareleri test odasına yerleştirin. UV lambaları kapatın ve su sıcaklığını 25 °C'ye ayarlayın. °C.
- Su seviyesini yükseltin ve farelerin başlarının su yüzeyinin güvenli bir şekilde üzerinde kalmasını sağlayarak 30 dakikalık bir batırma fazı (yüzmek) geçirmeleri için dalgalandırıcıyı çalıştırın.
- Ardından, dalga makinesini kapatın ve su seviyesini odanın içindeki basamaklı metal platformu ortaya çıkaracak şekilde düşürün, böylece farelerin 30 dakika boyunca platformda güvenli bir şekilde dinlenebilmesini sağlayın (çıkarma aşaması).
- 30 dakikalık batırma aşamasını ve 30 dakikalık çıkarılma aşamasını ikinci bir döngü için tekrarlayın (toplam 120 dakika).
- Post-ekspozür floresans görüntüsünü (F1) yakalayın vücut içinde görüntüleme sistemi
- Formülü kullanarak retansiyon seviyesini hesaplayın:
Bekletme seviyesi = (F1 / F0) × 100% (1) - Formül kullanarak göreli floresans yoğunluğunu hesaplayın:
Floresan yoğunluğu = (F1(X) / F1(A)) × 100% (2)
F0, temel floresans yoğunluğu; F1, deney sonrası floresans yoğunluğu; F1(A), A Güneş Kremi uygulanan bölgenin deney sonrası floresans yoğunluğu; ve F1(X), B veya C Güneş Kremi uygulanan bölgenin deney sonrası floresans yoğunluğudur.
UYARI: Floresans izleme deneyi sırasında UV lambaların floresansın UV ile baskılanmasını önlemek amacıyla kapalı tutulduğundan emin olun. Toplam maruz kalma süresi 120 dakikadır ve hayvanların sürekli izlenmesi sağlanmalıdır.' daldırma aşaması boyunca sıkıntı veya yorgunluk belirtilerinin olmamasını doğrulamak için solunum hızı ve aktivite durumu
5. Fotoprotektif etkinlik tespiti
- 3. bölümde açıklandığı gibi standart (floresan olmayan) güneş koruyucularını farelerin sırtına uygulayın.
- Fare'nin boyun üst bölgesine, UV'ye karşı korumalı içsel bir kontrol olarak siyah, UV emici bant uygulayın. Temel cilt durumlarını kaydedin. üzerinden makroskobik fotoğrafçılık
NOT: Dalga yıkama aşaması sırasında su sızmasını veya kasanın yanlışlıkla ayrılmasını önlemek için bandın kenarlarına sıkıca basın. Bant ayrıldığı takdirde, iç kontrol alanı UV ve suya maruz kalacağından histolojik temel değer bozulur. - Fareleri, 4. bölümde tanımlanan ve UV simülasyon ünitesi etkinleştirilmiş olan aynı su döngüsü programına maruz bırakın: su seviyesini 30 dakika yükseltin (batırma), su seviyesini 30 dakika düşürün (çıkarma aşaması) ve ikinci bir döngü için tekrarlayın (toplam 120 dakika).
- Fareleri odadan çıkarın ve makroskobik fotoğraflama kullanarak ciltte eritem, pullanma veya sertleşme olup olmadığını kaydedin.
NOT: Odacık boyutlarına (40 cm) göre × 30 cm × 30 cm) ve hayvanlar' ışık kaynağına göre aktivite alanı, 120 dakikalık döngü sırasında uygulanan kümülatif UV dozu yaklaşık 2,5 J/cm olarak tahmin edilir2Bu doz seviyeleri etrafında uygulamalar, farelerin güvenliğini sağlarken ve hayvan refahı sınırlarını kesin biçimde korurken ölçülebilir derecede epidermal kalınlaşma ve akut enflamasyonu etkili bir şekilde indükler.3. - Deneysel son noktada, deri dokularını sonraki histolojik değerlendirmeler için alabilmek amacıyla fareleri derin izofluran anestezisi altında servikal dislokasyon ile insani şekilde öldürün ve Amerikan Veteriner Tıp Birliği (AVMA) Hayvanların Eutanazisi Kılavuzu'na kesinlikle uyun. Dorsal deri dokularını dört çeyrek bölgeden ve bantla korunan alandan çıkarın.
- Dokuları 24 saat boyunca %4 paraformaldehit ile tespit edin, ardından standart dehidrasyon, parafin gömme ve kesit alma işlemlerini uygulayın.
- Bölümleri hematoksilen ve eozin (H&E) ile boyayın&E). Kısaca, kesitleri xylene içinde deparafinize edin, kademeli etanol çözeltileriyle hidrate edin, 5 dakika süreyle hematoksilen ile boyayın, akan musluk suyunda durulayın, 1 dakika süreyle eozin ile kontrast boyayın, dehidrate edin ve reçine bazlı bir montaj ortamıyla kaplayın.
- Boyanan kesitleri ışık mikroskobu altında gözlemleyin. Epidermis kalınlığını ölçün ve infiltratif inflamatuar hücreleri sayarak cilt inflamasyon düzeyini değerlendirin.
NOT: Döngü sırasında uygulanan UV dozu, etkinlik değerlendirmesi için akut eritemi oluşturacak kadar yeterlidir ancak test döngüsünden sonra farelerde ciddi sistemik hasar belirtisi görülmemesi ve normal fiziksel aktivitelerini sürdürmeleri nedeniyle güvenli, öldürücü olmayan eşik değerlerin oldukça altında kalır.
6. İstatistiksel analiz
- GraphPad Prism 9.5 kullanarak istatistiksel analiz yapın. Nicel değişkenleri ortalama olarak ifade edin ± standart sapma. Tek yönlü ANOVA'yi Tukey testi takip edecek şekilde kullanın’çoklu grup karşılaştırmaları için post-hoc testi. İstatistiksel anlamlılık * olarak tanımlandı.p < 0.05, **p < 0,01 ve ns, anlamlılık olmadığını gösterir (p > 0.05).
Sonuçlar
Test sisteminin çevresel karakterizasyonu
Öncesinde vücut içinde değerlendirme, simüle sahil odasının fiziksel parametreleri yüksek çevresel doğruluk sağlayacak şekilde kalibre edildi. UV simülasyon ünitesi, 300 ila 420 nm aralığında geniş bir spektrum yayan ve 340 nm'de pik dalga boyuna sahip 6 W'lık bir lamba kullandı. Bu özel spektral dağılım, biyolojik olarak anlamlı bir UVB bileşeniyle birlikte baskın UVA emisyonu sağlar ve Dünya'ya ulaşan doğal öğle güneş ışığının tipik ultraviyole spektrumunu etkili bir şekilde yansıtır's yüzeyi17. Dalga makinesi, hafif kıyı dalgalarının oluşturduğu sıvı kayma stresiyle karşılaştırılabilir düzeyde, 10 L/dk akış hızında çalıştı. Ayrıca hava akışı ünitesi, test alanı üzerinde yaklaşık 3 ila 4 m/s'lik hava hızına karşılık gelen sabit 35 CFM'lik bir rüzgar hızı sağladı. Bu, deniz kenarında tipik olan hafif esintiye (Beaufort ölçeğine göre 3) karşılık gelir.18Bu birleşik parametreler, tipik sahil aktiviteleri sırasında karşılaşılan döngüsel mekanik ve çevresel stres faktörlerini güvenilir şekilde yeniden oluşturur.
Güneş koruyucu kalıcılık değerlendirmesi
İlk olarak, simüle sahil ortamı cihazı monte edildi. Şekilde gösterildiği gibi Şekil 1A, sistem esas olarak rüzgâr kurutması, UV ışınlaması, deniz suyuna batırma ve merkezi kontrol amacıyla kullanılan bir hava üfleyici fan, bir UV ışınlatma sistemi, bir simüle deniz suyu tankı ve bir kontrol sisteminden oluşur. Fareler cihaza yerleştirildikten ve sistem başlatıldıktan sonra kıyıdaki batma ve çıkma evrelerinin koşulları başarıyla simüle edildi (Şekil 1B). Bu düzene dayanarak önce güneş koruyucu kalıcılığını bu koşullar altında inceledik. Başlangıçta, floresan işaretleyici ile etiketlenmiş ticari olarak temin edilebilen A, B ve C güneş koruyucuları farelerin dorsal cildine uygulandı. Daha sonra bu fareler, 30 dakika daldırma (yüzme simülasyonu) ve 30 dakika sudan çıkma (kıyıda güneşlenme simülasyonu) fazlarından oluşan simülasyon cihazında ardışık döngüye tabi tutuldu. 2 saat sonra, dalga ve rüzgarın tam bir döngüsünün ardından ciltte kalan floresans, kullanılarak tespit edildi. vücut içinde görüntüleme. Şekilde gösterildiği gibi Şekil 2A–B, ön simülasyona kıyasla, tüm güneş koruyucu gruplarında floresans yoğunluğunda bir azalma gözlendi ve bu durum, deniz suyu dalgalarının yıkama etkisinin güneş koruyucunun önemli miktarda kaybedilmesine neden olduğunu göstermektedir. Bunlar arasında, Güneş Korumalı C uygulanan çeyrek alan, nispeten yüksek miktarda floresans tutumu gösterdi; Güneş Korumalı B orta düzeyde bir tutum oranına sahip oldu; Güneş Korumalı A ise en düşük tutum oranını sergiledi (Şekil 2C). Bu, C ve B Güneş Kremi'nin nispeten daha güçlü tutunma özelliğine sahip olduğunu gösterir. Bu veriler, cihazımızın farklı formülasyonların karmaşık çevresel stres altındaki dayanıklılığını nicel olarak ayırt edebileceğini doğrular.
Fotoprotektif etkinlik
Bu güneş koruyucuların UV koruyucu etkilerini simüle edilmiş bir sahil ortamında daha da incelemek amacıyla farelerin dorsal ciltlerine makroskobik gözlemler yapıldı. Gösterildiği gibi Şekil 3A ve 3B, korunmaksızın bırakılan kontrol bölgesi UV kaynaklı hasar gösterdi ve belirgin eritem, kızarıklık ve güneş yanığı ile karakterize edildi. Buna karşılık, güneş koruyucularla tedavi edilen bölgelerde güneş yanığı belirtileri önemli ölçüde hafiflemişti. Ayrıca, histolojik analiz H kullanarak&E boyaması yapıldı ve yukarıda belirtilen makroskobik gözlemlerle uyumluydu (Şekil 4A–B). Koruyucu uygulama yapılmayan kontrol grubu deniz kenarı simülatörüne maruz bırakıldığında, epidermisin belirgin kalınlaşması ve inflamatuar hücrelerin yoğun infiltrasyonu görüldü (Şekil 4CDermiste görülen bu değişiklikler, simüle sahil test sisteminin pratik bir sahil ortamında ciltteki güneş yanığına etkili bir şekilde benzediğini göstermektedir. Güneş koruyucuların uygulanması, bu patolojik değişiklikleri önemli ölçüde hafifletmiştir. Özellikle, Sunscreen C ile işlenmiş cilt dokusunda epidermis kalınlığı ve inflamatuar hücre infiltrasyonu, aynı çevresel stres条件下 tutulan UV-korumalı iç kontrole son derece benzemektedir. Bu durum, Sunscreen C'nin simüle deniz ortamında muhtemelen yüksek tutunma oranı ve doğuştan gelen fotoprotektif özellikleri nedeniyle en iyi koruyucu etkiyi sağladığını göstermektedir.
Şekil 1: Simüle sahil test sisteminin genel görünümü. (A) Cihazın şematik diyagramı. (B) Test odasının içindeki fareler. Özelleştirilmiş test odası, UV ışın cihazı, dalga üreticili su tankı ve bir üfleyici fanı entegre ederek pratik bir sahil ortamını etkili bir şekilde simüle eder. Bu şekilin telif hakkı endişesi yoktur çünkü yazarlar tarafından elde edilmiştir. Lütfen bu şeklin daha büyük halini görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2: Güneş koruyucusu kalıcılık floresans analizi. (A) Deney öncesinde ve 120 dakikalık deney sonrasında fare sırt cildinin temsili floresans görüntüleri.B) Floresans retansiyonunun nicel analizi.C) Bağıl floresan yoğunluğu analizi. Veriler ortalama olarak sunulmuştur ± SD (n = 5). İstatistiksel analiz, tek yönlü ANOVA ve ardından Tukey testi kullanılarak yapıldı’s post-hoc testi. *p < 0.05, **p < 0.01. Lütfen bu şeklin daha büyük halini görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: Çevresel maruziyet sonrası fare cildinin makroskobik görünümü. (A) Simüle sahil ortamına 120 dakika maruz bırakılan fare sırt cildinin temsili makroskobik görüntüleri.B) Korunmamış kontrol alanında güneş koruyucu ile korunan bölgelerle UV ile korunan iç kontrol (Normal) arasında kırmızlık ve pullanma durumlarının karşılaştırıldığı yerel olarak büyütülmüş görünümler. Lütfen bu şeklin daha büyük halini görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4: Fotoprotektif etkinliğin histolojik değerlendirilmesi. (A) Temsili H&Farklı tedavi bölgelerinden çevresel maruziyetin ardından fare dorsal cildinin E ile boyanmış kesitleri. Göstergeler, ölçülen epidermisin sınırlarını belirler. Ölçek çubuğu = 250 µm. (B) Her belirlenmiş bölgedeki epidermal kalınlığın nicel analizi.C) İnflamatuar hücre sayısının niceliksel değerlendirilmesi (%). UV ile korunan iç kontrol (Normal), temel değer (100%) olarak belirlendi. Veriler ortalama olarak sunulmuştur ± SD (n = 5). İstatistiksel analiz tek yönlü ANOVA ve ardından Tukey testi kullanılarak yapıldı’s post-hoc testi. *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001. Lütfen bu şeklin daha büyük halini görüntülemek için buraya tıklayınız.
Tartışma
Bu çalışmada, canlı fare modeliyle birleştirilmiş çok faktörlü simüle sahil test sistemi başarıyla geliştirilmiş ve doğrulanmıştır. Yeni bir cihaz sunmanın ötesinde, bu entegre protokol, sinerjik çevresel stres faktörleri altında güneş koruyucuların dayanıklılığının ve fotoprotektif etkinliğinin dinamik olarak değerlendirilmesini mümkün kılmaktadır. Basitleştirilmiş in vitro analizler ve karmaşık insan klinik denemeleri, bu yöntem sayesinde deri bariyeri formülasyonlarının pratik deniz ortamlarında nasıl performans gösterdiğini anlamak için kapsamlı bir öncü klinik platformu oluşturulur.
Bu protokolün geleneksel yöntemlere göre temel avantajı, yüksek çevre sadakati sağlamasıdır. Standart su direnci testleri genellikle bir laboratuvar kabında statik suya daldırmayı içerir.19. Buna karşılık, sistemimiz dalga hareketinin mekanik sürtünmesi, yüksek tuzlulukta deniz suyunun osmotik stresi, rüzgârın buharlaştırma etkisi ve sürekli UV ışınlamayı bir araya getirir. Bu faktörler, güneş kremi filmini parçalamada sinerjik olarak etki ederek çok daha katı ve gerçekçi bir stres testi sağlar. Floresans kalıcılık değerlendirmesi sırasında florofor söndürülmesini önlemek amacıyla UV lambalarının kapatıldığı dikkate alınmalıdır. Sonuç olarak, bu özel test mekanik yıkanmaya ve osmotik strese karşı fiziksel dayanıklılığı değerlendirir ancak UV ile indüklenen kimyasal bozunma faktörünü içermemektedir. Bunu telafi etmek amacıyla, ardından yapılan histolojik değerlendirme UV modülü açıkken gerçekleştirilmiştir ve böylece pratik etkinliğin bütüncül bir değerlendirmesi sağlanmıştır. Sonuçlar, tüm güneş kremlerinin belirli bir temel koruma sağladığına rağmen, kalıcılık oranının (Şekil 2) ve buna karşılık gelen histolojik koruma (Şekil 4) formülasyona bağlı olarak önemli ölçüde değişti'bu birleşik dinamik kuvvetlere karşı direnci.
Kullanımı BALB/c fareler mükemmel bir sağlar vücut içinde biyolojik değişkenleri, örneğin sebum salgısı, transepidermal su kaybı ve dinamik cilt hareketlerini hesaba katan ve yapay cilt modellerinin taklit edemeyeceği bir platform. 120 dakikalık döngü sırasında uygulanan UV dozu, maruz bırakılan cilt alanına akut güneş yanığı oluşturacak şekilde etkili olacak ancak herhangi bir sistemik toksisiteye ya da ciddi hasara neden olmayacak şekilde sıkı bir şekilde kontrol edildi ve BALB/c fareleri için etik sınırlar içinde tutuldu. Ayrıca, tek bir fareyi bölmek yoluyla'dört çeyreğe geri dönerek bireyler arası biyolojik varyasyonu ortadan kaldırdık ve farklı güneş koruyucu formülasyonları arasında oldukça doğru eşleştirilmiş karşılaştırmalara olanak sağladık.
Bu protokolde kritik bir adım, tüy dökümünden sonra fare cildinin tamamen iyileşmesini sağlamaktır çünkü herhangi bir temel tahriş, histolojik sonuçların yorumlanmasını karıştırabilir. Ayrıca, güneş koruyucu filminin eşit uygulanması, test öncesinde çevresel parametrelerin stabil kalibre edilmesi ve batırma ve sudan çıkarma aşamalarının kesin zamanlaması, farklı gruplar arasında yüksek tekrarlanabilirliği sağlamak açısından hayati öneme sahiptir. Sorun giderme açısından, öngörülebilir birkaç sorun ortaya çıkabilir. Güneş koruyucunun eşit yayılmadığı gözlemlenirse, pipetleme hacmini yeniden kalibre edin ve hafif dairesel hareketler kullandığınızdan emin olun. Tüy dökümünden kaynaklanan eritema devam ederse, iyileşme süresi uzatılmalı veya etkilenen hayvanlar çalışmaya dahil edilmemelidir. Hayvanların yorgunluk yaşamalarını önlemek için batırma süresince aktiviteleri dikkatle izlenmeli ve batırma aşamasında dinlenme platformuna tam erişim sağlanmalıdır.
Bu modelin bir sınırlılığı, fare cildi ile insan cildi arasındaki anatomik ve fizyolojik farklılıklardır (örneğin, kıllanma yoğunluğu ve epidermis kalınlığı). Fare cildi, daha yüksek kıllanma yoğunluğuna ve daha ince bir epidermise sahiptir ve bu durum güneş koruyucu filmin oluşumunu değiştirebilir. Bol miktardaki kıllanma invaginasyonları mikro rezervuarlar gibi davranarak, tamamen organik formülasyonlara kıyasla partikül bazlı (inorganik) güneş koruyucuların mekanik tutunumunu artırabilir. Bu model, formülasyonları karşılaştırmada sağlam bir araç olsa da, nihai SPF etiketlemesi için insan klinik denemeleri gereklidir. Bu sistemin gelecekteki uygulama alanları oldukça geniştir. Güneş koruyucularının ötesinde, bu cihaz zorlu çevre koşullarında diğer topikal kozmetiklerin, bariyer kremlerin, yara pansumanlarının ve hatta UV koruyucu tekstillerin dayanıklılığını değerlendirmek üzere uyarlanabilir. Bu sistemin entegrasyonu, R&D süreci, kozmetik kimyagerlerine ve dermato lojik araştırmacılara insan deneylerine geçmeden önce hızlı, maliyet etkin ve etik bir tarama yöntemi sunar.
Açıklamalar
Yazarlar beyan edecek herhangi bir çıkar çatışması bulunmadığını belirtmişlerdir.
Teşekkürler
Bu çalışma, Foshan Öz kaynaklı Bilim ve Teknoloji İnovasyon Projesi (No. 2220001004842) tarafından sağlanan finansmanla desteklenmiştir.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Eosin | Macklin | 770427 | H&E boyaması için kullanılır |
| Ethanol | Macklin | E809059 | H&E boyaması için kullanılır |
| Tüy dökücü krem | Veet | TMG-001 | İnce tüylerin temizlenmesi için kullanılır |
| Hematoxylin | Macklin | H810910 | H&E boyaması için kullanılır |
| Image J | Görüntü analizi için kullanılır | ||
| In vivo Görüntüleme Sistemi | Perkinelmer | IVIS Lumina III | Floresans tutulumunun tespiti için kullanılır |
| Isoflurane | RWD Life Science | R510-22-10 | Farelerin anestezi edilmesi için kullanılır |
| Paraformaldehyde | Biosharp | BL539A | Deri dokularının fikse edilmesi için kullanılır |
| Tıraş makinesi | Chemmole | CM700015 | Tüylerin büyük çoğunluğunun temizlenmesi için kullanılır |
| Sodyum klorür | Macklin | S805285 | Simüle deniz suyu hazırlamak için kullanılır |
| Sulfo Cy7 | Ruixibio | R-Z54515 | Güneş kremini işaretlemek için kullanılır |
| UV lambası | Kanfu Lighting Technology | T5-6W | Ultraviyole ışınlar sağlamak için kullanılır |
| Xylene | Macklin | X821391 | H&E boyaması için kullanılır |
Kaynaklar
- RK Gupta, L Parvadiya, K Dudhat. Advancements in skin cancer prevention and treatment: harnessing technology, natural therapies, and emerging diagnostic approaches. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst. 2025; 5: 1-54.
- Q Gao, C Xu, M Tan, et al. Hydrogel-based therapies for photoaging: current advances and future perspectives. J Cosmet Dermatol. 2025; 6: e70295.
- Hong S, Peng Z, Wu M, et al. Human-hair-derived natural particles as multifunctional sunscreen for effective UV protection. ACS nano. 2023; 17(15): 14943-14953.
- S Lautenschlager, HC Wulf, MR Pittelkow. Photoprotection. Lancet. 2007; 9586: 528-37.
- E Biba. Protection: the sunscreen pill. Nature. 2014; 7527: S124-5.
- M Pelizzo, E Zattra, P Nicolosi, et al. In vitro evaluation of sunscreens: an update for the clinicians. ISRN Dermatol. 2012; 352135.
- S Bielfeldt. Performance metrics of sunscreen formulations: in vitro and in vivo techniques. Curr Probl Dermatol. 2021; 124-132.
- J Akrman, L Kubác, H Bendová, et al. Quartz plates for determining sun protection in vitro and testing the photostability of commercial sunscreens. Int J Cosmet Sci. 2009; 2: 119-29.
- DL Lott, J Stanfield, RM Sayre, et al. Uniformity of sunscreen product application: a problem in testing, a problem for consumers. Photodermatol Photoimmunol Photomed. 2003; 1: 17-20.
- SM Tuchayi, Z Wang, J Yan, et al. Sunscreens: misconceptions and misinformation. J Invest Dermatol. 2023; 8: 1406-1411.
- A Breneman, DV Belsito. Sun protection factor testing: a call for an in vitro method. Cutis. 2022; 2: E15-e17.
- U Osterwalder, JC Hubaud, E Perroux-David, et al. Sun-protection factor of zinc-oxide sunscreens: SPF(in vitro) too low compared to SPF(in vivo)-a brief review. Photochem Photobiol Sci. 2024; 10: 1999-2009.
- International Organization for Standardization. ISO 24444:2019 Cosmetics — Sun protection test methods — In vivo determination of the sun protection factor (SPF). Geneva: ISO; 2019.
- International Organization for Standardization. ISO 16217:2020 Cosmetics — Sun protection test methods — Water resistance percentage. Geneva: ISO; 2020.
- G Ruiz-Gutiérrez, A Rodríguez-Romero, A Tovar-Sánchez, et al. Analysis and modeling of sunscreen ingredients’ behavior in an aquatic environment. Oceans. 2022; 3: 340-363.
- JK Saxe, L Mullins, R Jones, et al. Influence of sunscreen formulation on the transfer of mineral and organic ultraviolet filters from skin to seawater in simulated ocean bathing tests. Int J Cosmet Sci. 2023; 84-92.
- D’orazio, J, Jarrett S, Amaro-Ortiz A, et al. UV radiation and the skin. Int J Mol Sci. 2013; 14(6): 12222-12248.
- Met Office. Beaufort wind force scale [Internet]. Exeter: Met Office. Available from: https://weather.metoffice.gov.uk/guides/coast-and-sea/beaufort-scale
- K Geoffrey, A Mwangi, S Maru. Sunscreen products: rationale for use, formulation development and regulatory considerations. Saudi Pharmaceutical Journal. 2019; 7: 1009-1018.
Yeniden basım ve izinler
Bu makale yayımlandı
Video yakında