Måling og modellering kontraktile Tørking i Human stratum corneum

Summary

Denne artikkelen beskriver en metode for å kvantifisere den dynamiske oppførsel tørking og mekaniske egenskaper av stratum corneum ved måling av romlig løst i planet tørke forskyvninger av sirkulære vevsprøver festet til et elastomersubstrat. Denne teknikken kan brukes til å måle hvor forskjellige kjemiske behandlinger forandre tørke og vev mekaniske egenskaper.

Abstract

Stratum corneum (SC) er den mest overfladiske hudlaget. Sin kontakt med det ytre miljø gjør at dette vevet lag er utsatt for både rengjøringsmidler og daglige variasjoner i omgivende fuktighet; som begge kan forandre vanninnholdet i vevet. Reduksjon i vanninnhold fra alvorlig barriere dysfunksjon eller lav luftfuktighet kan endre SC stivhet og føre til en oppbygging av tørke påkjenninger. Under ekstreme forhold, kan disse faktorene gi mekanisk brudd av vevet. Vi har etablert en høy gjennomstrømning metode for å kvantifisere dynamiske endringer i de mekaniske egenskaper for SC ved tørking. Denne teknikken kan bli anvendt for å kvantifisere endringer i tørke oppførsel og mekaniske egenskaper av SC med kosmetiske rensemiddel og fuktighetskrem behandlinger. Dette oppnås ved måling av dynamiske variasjoner i romlig løst i planet tørke forskyvninger av sirkulære vevsprøver festet til et elastomersubstrat. In-plane radiale forskyvninger ACQuired under tørkingen er asimutalt gjennomsnitt, og er utstyrt med en profil basert på en lineær elastisk kontraktilitet modell. Dynamiske endringer i tørke stress og SC elastisitetsmodul kan deretter ekstraheres fra de monterte modellprofiler.

Introduction

Det ytterste lag av epidermis, eller stratum corneum (SC) består av kohesive corneocyte celler omgitt av et lipid rik matriks ^{1, 2.} Sammensetningen og strukturelle integriteten til SC er avgjørende for å opprettholde riktig barriere funksjonalitet ^3, som hindrer invasjon fra mikroorganismer og motstår både mekaniske krefter og overdreven tap vann ^4. Kapasiteten på personlig pleie produkter for å opprettholde eller dårligere hud barrierefunksjon er av stor interesse for hud helse og kosmetikkindustrien ^fem. Den daglige anvendelse av produkter for personlig pleie er kjent for å endre de mekaniske egenskaper av SC ^{6, 7, 8.} For eksempel kan overflateaktive midler som inneholdes i kosmetiske rensemidler forårsake betydelige økninger i elastisitetsmodulen og en oppbygging avtørkespenninger i SC, øker vevets tilbøyelighet til å sprekke ^{7, 9.} Glycerol som finnes i nesten alle kosmetiske kremer kan mildne SC og redusere oppbygging av tørke påkjenninger ^{8, 10, 11,} noe som reduserer sannsynligheten for brudd vev.

Fremgangsmåten beskrevet i denne artikkelen er i stand til å kvantifisere den dynamiske oppførsel tørking og mekaniske egenskaper av SC tørking i kontrollerte omgivelser ^{7, 8.} Tidligere har denne teknikk vist seg å være i stand til å belyse virkningen av forskjellige kosmetiske produkter på endringer i det dynamiske oppførsel tørking og mekaniske egenskaper av SC vev. Dette oppnås ved å kvantifisere tørke-indusert krymping av humant vev SC klebet til en myk elastomer substrat, som passer tørke forskyvninger med en enkelkontraktilitet modell, og deretter ekstraksjon av elastisitetsmodul og tørking spenning fra den monterte profil. Når det kreves testing av flere prøver SC, denne metoden gir en raskere alternativ til uniaksial tensometry, benytter betydelig mindre vev og gir mer fysiologisk relevant tørking ved å hindre fordampning fra prøven undersiden.

Protocol

En fritatt godkjenning (3002-13) til å utføre forskning ved hjelp av avidentifiserte vevsprøver i henhold til Department of Health and Human Services forskrifter, 45 CFR 46,101 (b) (4) ble innvilget. Fullhudstap mottas fra elektiv kirurgi. I denne artikkelen er vevet kilde 66 år gammel kaukasisk kvinnelige bryst. 1. Utarbeidelse av elastomerbelagt Dekk I et 20 ml hetteglass, bland 0,107 g Sylgard 184 herder med 5,893 g basen. Den totale blanding ble massen er 6 g med en base f…

Representative Results

Figur 1 (a) viser et representativt fluoriserende bilde av en SC prøve belagt med fluorescerende kuler (seksjon 3). Den tilsvarende overført lys bilde av prøven er vist i figur 1 (b) belagt med et kogger plott av romlig oppløste tørkeforskyvninger som dannes etter 16 timers tørking ved 25% RF På grunn av den sirkulære symmetri av prøvene, kan disse forskyvninger være asimutalt gjennomsnitt. Figur 1 (c) viser radial (u r,</…

Discussion

I denne artikkelen beskriver vi en teknikk som kan brukes til å måle den dynamiske oppførsel tørking og mekaniske egenskaper av humane SC. Tidligere studier har vist at denne teknikk kan brukes til å kvantifisere effekten av miljøforhold og kjemiske produkter som vanligvis anvendes i kosmetiske rensemidler og kremer på den dynamiske oppførsel av tørke SC ^{7, 8.} Det finnes en rekke sentrale trinn i protokollen. For det første, sveller SC særlig med vann…

Materials

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
6mm 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 – 0.20mm 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