The authors have no acknowledgements.

Bir muaf onayı (3002-13) CFR 46,101 45 (b) (4) verildi, de tanımlanan Sağlık Bakanlığı&#39;na göre doku örnekleri ve İnsan Hizmetleri düzenlemeleri kullanarak araştırma yürütmek için. Tam kat deri elektif cerrahi alınır. Bu makalede, doku kaynağı 66 yaşındaki Kafkas kadın meme olduğunu. Elastomer Kaplı lameller hazırlanması 1. <ol><li> 20 mL&#39;lik bir cam şişeye, 5,893 g baz ile Sylgard 184 sertleştirme maddesinin 0.107 g karıştırın. toplam karışım kütlesi 55 ajan oranı kür için bir baz ile 6 gr: 1. </li><li> homojenliği sağlamak için bir cam çubuk ile karıştırma sonra tüm kabarcıklarını çıkarmak için bir vakum bölmesi ve gazını cam şişe yerleştirin. </li><li> bir eğirme kaplayıcı merkezinde bir cam kapak-slip (55 mm x 25 mm) yerleştirin. kapak kayma merkezi üzerine karışımı ~ 1 ml ekleyin. makasla kesilmiş ucu ile 5000 mcL pipet kullanın. Spin kat 60 saniye süreyle 2,000 rpm&#39;de kapak-slip. <ol><li> Bu p tekrarlayınroses 5-6 yüzeyler oluşturmak için. </li></ol></li><li> 60 ° C&#39;de 12 saat boyunca bir fırın içinde kapak slipleri Cure. </li><li> kısmen kurban substrattan elastomer filmi kaldırmak için bir jilet kullanın. elastomer film ve maruz cam topside işaretlemek için silinmez bir kalem kullanın. </li><li> ters bir mikroskop örnek monte edin ve iki işaretleri odak düzlemleri arasındaki z yükseklik farkını kaydetmek için bir uzaktan odak aksesuarını kullanın. Bunun, elastomer tabaka kalınlığı, h karşılık gelir. </li></ol> Stratum corneum&#39;un 2. Hazırlık <ol><li> 60 ° C yarım deiyonize su (DW) ile doldurulmuş, cam kabı ısıtmak için bir su banyosu ya da ısıtılmış bir karıştırma plakası kullanın. biyolojik güvenlik kabini içinde, 4 dakika boyunca suda tam kat insan derisini batırmayın. </li><li> Hemen DW 4 dakika boyunca 10 ° C &lt;soğutuldu ihtiva eden bir beher içine deri örneği aktarın. beher dolgu yarısı biyolojik tehlikesi olan materyallerle sıçramasını en aza indirir. </li><li> bükülmüş burunlu doku bir cımbız kullanarak epidermis izole hafifçe bir Petri kabındaki beher, yerden deri kaldırmak ve. </li><li> gazlı bez ile kaplı bir Petri kabındaki aşağı izole epidermis bazal tarafını yerleştirin. bazal tabaka tamamen gazlı bez ile temas halinde olduğundan emin olun. <ol><li> % 0.25 (ağırlık / hacim), oda sıcaklığında, 6-8 saat boyunca, 0.1 M fosfat tamponlu tuzlu su içinde eritilmiş IX-S, domuz pankreas tripsin solüsyonu türü gazlı bekletin. tül ıslak kapta yalnızca yeterli tripsin ekleyin. </li></ol></li><li> Doku cımbız ile gazlı bez kaldırın ve kısmen DW ile dolu bir kap içinde yüzer. Yavaşça gazlı ayırmak için SC çekin. </li><li> SC bağlı kalır bakiye epidermal doku kaldırmak için DW stratum corneum 3-4 kez yıkayın. </li><li> DW% 0.4 Glycine max (soya fasulyesi) tripsin inhibitörü çözeltisi izole SC Float. 10 dakika boyunca doku ajite bir plaka çalkalayıcı kullanın. </li><li> kısmen Petri kabındaki SC FloatDW ile dolu. 10 dakika boyunca doku ajite bir plaka çalkalayıcı kullanın. </li><li> oda sıcaklığında 48 saat süre ile ultra ince plastik ağ izole SC tabaka kurutulur (25 ° C,% 40 bağıl nem (RH)). </li><li> mesh SC ayırın ve yuvarlak bir delik yumruk kullanarak bireysel dairesel R = 3 mm yarıçaplı örnekleri kesip. Mark silinmez bir kalem kullanarak küçük bir sarmal işareti dışarıdaki yüz merkezi. Bu SC topside tanımak için görsel bir ipucu sağlar. NOT: silinmez işareti kurutma deformasyonlar küçük olacak numunenin merkezinde, uygulanmalıdır. Bu kaydedilen kurutma deplasman profilleri üzerinde işaretleyici etkisini en aza indirecektir. </li></ol> 3. Numune Tedavi ve Biriktirme <ol><li> 90 uL, floresan markör boncuk içeren 15 ml DW 30 dakika boyunca SC örnekleri karıştırın (505/515 nm, 1 mikron çapında, karboksilat-değiştirilmiş). Bu mevduat SC yüzeyine boncuk Not: birlikte l çökelmesiSC boncuk arge sayılar, sonradan elde edilebilir düzlem deformasyon alanları uzaysal çözünürlüğü boncuklar mevcut 12 olmadan numunelerin marjinal yavaş kuruma göreli maksimize edecek olabilir. Ilave tanecik hacmi seçimi bu nedenle özel yapılmalıdır. </li><li> SC örnekleri çıkarın ve kısmen DW ile dolu bir Petri kabındaki koyun. </li><li> Kısmen 15-30 ° sığ bir açıyla DW bir substratı batırmayın. </li><li> substrat ve su arayüzü arasındaki temas hattında yüzen SC numunenin bir kenar sabitleyin. Dikey sorunsuz kırışıklıklar ya da sıkışan hava kabarcığı olmadan substrata SC örnek laminat olacaktır sudan substratın çekilmesi. </li><li> Adımı yineleyin 3.4 her yüzey üzerine 6 SC örneklerinin kadar koyun. numuneler arasında en az 2-3 mm boşluk bırakın ve yüzey kenarına yakın örnek laminasyon kaçının. Bu başka bir örnek etkileyen kurutma değiştirmeler kurumasını engeller. </li&gt; <li> 60 dakika boyunca laboratuvar koşullarında monte SC örnekleri kurulayın. Bu SC ve alt tabaka arasındaki artık su buharlaşmaya izin verir ve tam doku yapışmasını sağlar. Not: Bu noktada, SC örnekleri zaman gerekli bir süre için istenen bir çözelti içinde alt üst tabakaları yerleştirerek bir kimyasal ya da kozmetik formülasyonlarda 7, 8 ile birlikte tedavi edilebilir. Tedavi aşamasında bir kez adımı yineleyin 3.6 gerçekleştirilir. Kurutma işleminden sonra, alt-tabaka SC örneklerinin tam olmayan yapışma geçen ışık mikroskobu kullanılarak kontrol edilebilir. SC numune veya delamine kenarları altında sıkışıp kabarcıklar iyi tanımlanmış kenarları numunedeki net kontrast varyasyonları oluşturacaktır. </li><li> kısmen hava geçirmez şekilde kapatılmış bir kap içinde su ile dolu bir Petri kabı yerleştirerek bir rutubet gözünün oluşturun. </li><li> 24 saat boyunca bölme içine bir yer alt-tabakalar% 99 nispi neme dengelenmeye. Petr içine substratlar koymayınBen çanak. </li></ol> 4. Mikroskop Çevresel Kontrol <ol><li> Bir mikroskop monte perfüzyon odasına bağlı bir nem kontrol sistemi ile çevresel koşulların kontrolünü elde edin. Nem kontrol sistemi ayrıntıları ve ark Almanca verilmiştir. (2013) 7 ve Liu ve Alman (2015) 8. </li><li> , Mikroskop alt tabakayı monte alt tabaka üzerine perfüzyon odasına yerleştirin ve vakum gres kullanarak elastomer perfüzyon odasının kenarları mühür. </li><li> Bir kez monte önce deneye% 99 RH iç hava dengelenmesi. Bu deney öncesinde suyun buharlaşmasını önler. bölümleri 5 veya 7 görüntüleme başladıktan sonra, istenen değere iç hava nemi azaltır. NOT: Bu yazıda, SC örnekleri% 25 RH kurutulur </li></ol> Düzlem Kurutma Ötelenmeler 5. Görüntüleme <ol><li> ters bir microsco kullanarak SC örneklerinin görüntülerini elde1X objektif lens ile pe. FITC filtresi (503-530 nm emisyon bant geçişi) ile hafif bir motoru kullanarak floresan boncuk Excite. Çoklu numuneler otomatik xy sahne kullanarak kuruma boyunca sırayla görüntülenebilir. </li><li> Kayıt floresan ve 1392 x 1040 piksel çözünürlükte bir dijital CCD kamera kullanılarak iletilen ışık görüntüler. her görüntünün görüş alanı tam SC örneği yakalamak için tek bir görüntü sağlayan 8.98 x 6.71 mm vardır. 16 saat 10 dakikalık bir frekans ile görüntü alabilir. </li></ol> Kalınlığı Ölçüm 6. Yüzey Hazırlığı <ol><li> Bazı küçük plastik kap, bir kimyasal davlumbaz, 1 ml silan (≥98% 3-aminopropiltrietoksisilan) yerleştirin. Bölüm 1 ve 5 saat için bir sızdırmaz kılınmış bir kap içinde kapağından elastomer tabakaları yerleştirin. substratlar silan ile doğrudan temas etmesine izin vermeyin. </li><li> 1.5 ml bir tüp içinde (≥99% etilkarbodiimid hidroklorid - - (3-Dimetilaminopropil) N) 5 EDC mg ekleyin. 50 ekleEDC için DW 0 uL. vorteks karıştırıcı ile 10 saniye için çözüm çalkalayın. </li><li> 20 ml DW 0.076 g sodyum tetraborat ve 0.1 g borik asit ekleyin. 70 ° C&#39;de (1 saat), bir manyetik karıştırıcı kullanılarak karıştırılır. pH 7.4 olana kadar borik asit ekleyin. </li><li> 50 ml&#39;lik bir santrifüj tüpüne borat tamponu 20 mL ekleyin. borat tamponu 1 um boncuk (535/575 nm, karboksilat ile modifiye edilmiş) 60 ul ekle. Son olarak, 200 uL EDC çözüm şişe ekleyin. 10 cm çapında Petri kabı içine dökün sonra boncuk çözüm karıştırmak ve tüp sallayın. </li><li> kaptan silanlanmış substratları çıkarın ve onları boncuk çözeltisi içine aşağı film tarafı elastomer yerleştirin. sıkışma kabarcıklarını engellemek için çok yavaş yapın. İki substrat her Petri kabındaki uyacaktır. </li><li> 45 dakika boyunca damla çözeltisi içinde yüzer tabakaları bırakın. </li><li> Daha sonra, boncuk çözeltisinden yüzeyler kaldırmak bağlanmamış boncuk kaldırmak için DW durulama için cımbız kullanın. </li><li> Hava yüzeyler kurutun. üzerinde basınçlı hava üflemeelastomer film yüzeyi su lekeleri oluşmasını azaltır. </li><li> SC örnek birikimi kadar boncuk foto-ağartma önlemek için bir opak kutuya yüzeylerde Seal. </li></ol> SC 7. Görüntüleme Kalınlığı <ol><li> Ancak bölüm 3. kullanarak bir alt tabaka üzerine Mevduat SC örnekleri, DW floresan boncuk eklemeden adımı 3.1 gerçekleştirin. Buna ek olarak, adım 3.6 tamamlamadan önce bir pipetle her bir biriktirilmiş SC numunenin yüzeyine seyreltilmemiş floresan markör boncuk çözeltisi (505/515 nm, 0.1 mikron çapında) içindeki bir 5 uL damla uygulanır. </li><li> 40X objektif lens ile mikroskop kullanılarak SC kalınlığı ölçümlerini kurmak. SC-substrat arayüzü bulunan iki boncuk tabaka odak düzlemleri ve SC üst tarafında arasındaki z yükseklik farkını kaydetmek için bir uzaktan odak aksesuarını kullanarak zamanla SC örneklerinin kalınlığını ölçün. </li><li> 3 saat kuruma süresi boyunca her SC örnek 3 bölgelerin kalınlığı ölçülür. KalınlıkSC örnekleri bu zaman dilimi 8 içinde kararlı durum değerine ulaşır. </li></ol> 8. ükler ve Modelleme Doku Deformasyon <ol><li> Kaydedilen her zaman adımında floresan görüntüleri mekansal çözülmesi düzlem kurutma deplasmanları elde etmek için parçacık görüntüleyerek hız ölçümü 13 kullanın. </li><li> Her radyal simetrik SC numunenin deplasman alanından azimut ortalama radyal ve azimuthal deplasman profilleri elde etmek için MATLAB kullanın. NOT: Bir örnek veri kümesi (başlıklı &#39;d.mat&#39;) ve bu adımı ve adımı 8.3 hem de gerçekleştiren MATLAB kodu (başlıklı &#39;PIV-processing.m&#39;) ek bilgi sağlanmıştır. </li><li> Bir küçülen doğrusal elastik dolaşım sistemlerini olarak kuruma SC açıklayan bir model 7, 8, 14, 15, 16 radyal deplasman profilleri FitE. SC varsayalım bir esneme modülü olan bir deforme olabilir esnek bir yüzeye yapıştırılır kalınlığı H SC, çapındaki, Rı ve elastik modülü, E SC, değişen zaman R disk iyi tanımlanmış ve sürekli Poisson oranı, ν SC = 0.4 7 8. Minimum en küçük kareler yaklaşımı kullanarak en iyi uyuyor edinin. NOT: montaj için kullanılan model modifiye Bessel fonksiyonları açısından radyal yer değiştirmelere açıklar gibidir: <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq2.jpg" /> (1) ile <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq3.jpg" /> , <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq4.jpg" /> ve <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq13.jpg" /> Dönem <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq6.jpg" /> tarafından verilen penetrasyon derinliğine karşılık gelir, <img alt= &quot;Denklem&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 55336 / 55336eq7.jpg&quot; /&gt;. <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq8.jpg" /> Bir alt-tabaka sertliği parametresini gösterir; geçerli örnek boyutları alt tabaka kalınlığının çok daha büyük olduğunda. Burada, parametreler, <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq9.jpg" /> ve <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq10.jpg" /> sırasıyla substrat kalınlığı Poisson oranı ifade etmektedir. Silikon elastomer substrat 17 Poisson oranı ν = 0.5 olduğunu. </li><li> Model parametreleri radyal yer değiştirme profilinin Eşitlik (1) arasında uygun en küçük kareler, her adımda a ve β elde edilir. <ol><li> Ifadesini kullanarak, SC elastik modülü, E SC elde etmek için uydurma parametre p istihdam <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq11.jpg" /></li><li> kasılma kurutma stre değişen zaman elde uydurma parametre a&#39;yı kullanınss, PSC, ifadesini kullanarak, <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55336/55336eq12.jpg" /></li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Van Hal, D., Jeremiasse, E., Junginger, H. E., Spies, F., Bouwstra, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+of+fully+hydrated+human+stratum+corneum:+a+freeze-fracture+electron+microscopy+study.">Structure of fully hydrated human stratum corneum: a freeze-fracture electron microscopy study.</a> J. Invest. Dermatol. 106 (1), 89-95 (1996).</li><li>Norl&#233;n, L., Al-Amoudi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stratum+corneum+keratin+structure,+function,+and+formation:+the+cubic+rod-packing+and+membrane+templating+model.">Stratum corneum keratin structure, function, and formation: the cubic rod-packing and membrane templating model.</a> J. Invest. Dermatol. 123 (4), 715-732 (2004).</li><li>Liu, X., Cleary, J., German, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+global+mechanical+properties+and+multi-scale+failure+mechanics+of+heterogeneous+human+stratum+corneum.">The global mechanical properties and multi-scale failure mechanics of heterogeneous human stratum corneum.</a> Acta Biomater. , (2016).</li><li>Geerligs, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Skin layer mechanics. , (2010).</li><li>Farage, M. S., Miller, K. W., Maibach, H. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Textbook of Aging Skin. , (2010).</li><li>Levi, K., Kwan, A., Rhines, A. S., Gorcea, M., Moore, D. J., Dauskardt, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emollient+molecule+effects+on+the+drying+stresses+in+human+stratum+corneum.">Emollient molecule effects on the drying stresses in human stratum corneum.</a> Br. J. Dermatol. 163 (4), 695-703 (2010).</li><li>German, G. K., Pashkovski, E., Dufresne, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surfactant+treatments+influence+drying+mechanics+in+human+stratum+corneum.">Surfactant treatments influence drying mechanics in human stratum corneum.</a> J. Biomech. 46 (13), 2145-2151 (2013).</li><li>Liu, X., German, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+barrier+disruption+and+moisturization+on+the+dynamic+drying+mechanics+of+human+stratum+corneum.">The effects of barrier disruption and moisturization on the dynamic drying mechanics of human stratum corneum.</a> J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 49 (13), 80-89 (2015).</li><li>Levi, K., Weber, R. J., Do, J. Q., Dauskardt, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drying+stress+and+damage+processes+in+human+stratum+corneum.">Drying stress and damage processes in human stratum corneum.</a> Int. J. Cosmet. Sci. 32 (4), 276-293 (2010).</li><li>Levi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+glycerin+on+drying+stresses+in+human+stratum+corneum.">Effect of glycerin on drying stresses in human stratum corneum.</a> J. Dermatol. Sci. 61, 129-131 (2011).</li><li>Fluhr, J. W., Darlenski, R., Surber, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycerol+and+the+skin:+holistic+approach+to+its+origin+and+functions.">Glycerol and the skin: holistic approach to its origin and functions.</a> Br. J. Dermatol. 159 (1), 23-34 (2008).</li><li>German, G. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+drying+stresses+in+stratum+corneum.">Heterogeneous drying stresses in stratum corneum.</a> Biophys. J. 102 (11), 2424-2432 (2012).</li><li>Willert, C. E., Gharib, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+particle+image+velocimetry.">Digital particle image velocimetry.</a> Exp. Fluids. 10 (4), 181-193 (1991).</li><li>Mertz, A. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaling+of+traction+forces+with+the+size+of+cohesive+cell+colonies.">Scaling of traction forces with the size of cohesive cell colonies.</a> Phys. Rev. Lett. 108 (19), 1-5 (2012).</li><li>Banerjee, S., Marchetti, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Substrate+rigidity+deforms+and+polarizes+active+gels.">Substrate rigidity deforms and polarizes active gels.</a> Euro Phys. Lett. 96 (2), 28003 (2011).</li><li>Edwards, C. M., Schwarz, U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+localization+in+contracting+cell+layers.">Force localization in contracting cell layers.</a> Phys. Rev. Lett. 107 (12), 128101 (2011).</li><li>Cesa, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterned+silicone+elastomer+substrates+for+high+resolution+analysis+of+cellular+force+patterns.">Micropatterned silicone elastomer substrates for high resolution analysis of cellular force patterns.</a> Rev. Sci. Instrum. 78 (3), 34301 (2007).</li><li>Wu, K. S., Van Osdol, W. W., Dauskardt, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+And+Microstructural+Properties+Of+Stratum+Corneum.">Mechanical And Microstructural Properties Of Stratum Corneum.</a> Mater. Res. Soc. 724, 27-33 (2002).</li><li>Yuan, Y., Verma, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+microelastic+properties+of+stratum+corneum.">Measuring microelastic properties of stratum corneum.</a> Colloids Surf. B. 48 (1), 6-12 (2006).</li><li>Christensen, M. S., Hargens, C. W., Nacht, S., Gans, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscoelastic+properties+of+intact+human+skin:+instrumentation,+hydration+effects,+and+the+contribution+of+the+stratum+corneum.">Viscoelastic properties of intact human skin: instrumentation, hydration effects, and the contribution of the stratum corneum.</a> J Invest. Dermatol. 69 (3), (1977).</li><li>Pailler-Mattei, C., Bec, S., Zahouani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+measurements+of+the+elastic+mechanical+properties+of+human+skin+by+indentation+tests.">In vivo measurements of the elastic mechanical properties of human skin by indentation tests.</a> Med. Eng.Phys. 30 (5), 599-606 (2008).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Bu yazıda, dinamik kurutma davranışları ve insan SC mekanik özelliklerini ölçmek için kullanılan bir tekniği açıklar. Daha önce yapılan çalışmalar, bu teknik, genel olarak SC 7, 8 dinamik kuruma davranışı üzerindeki kozmetik temizleyiciler ve nemlendiriciler kullanılan çevre koşulları ve kimyasal ürünlerin etkisini ölçmek için kullanılabileceğini gösterdiler. protokolde önemli adımlar vardır. Birincisi, SC su içeriği ile özellikle şişer; Bu nedenle, SC kalınlığı hem de düzlemsel değiştirmeleri ölçümleri doğru elastik modülü tahmin ve stres büyüklüğünü kurutulması için gereklidir. İkinci olarak, numuneler, tam alt-tabakaya yapışık olması gerekir. önemli ölçüde kurutma deformasyonların dağılımını etkileyecek ve radyal deplasman profilleri kullanmak için eksik yapışma olmayan radyal simetrik numune veya küçük yırtıklar veya delikler ile numuneler kaçınılmalıdırModel montaj d. Bir nem kontrol sistemi kullanılamaz ise teknik kullanılabilir. Çevresel kontrol olmadan, doku örnekleri laboratuvar koşulları 12 kurur. Bu nedenle, laboratuvar ortamında sürekli olarak izlenmekte ve muhafaza, kurutma davranış ve sonuçların tekrarlanabilirliği sıcaklık ve nem hem günlük ve mevsimsel değişimlerden etkilenecektir edilmelidir. Şu anda, bu teknik, sadece alt-tabaka yapışır ve elastomer film olan deformasyonlara neden olabilir örnekleri ile sınırlıdır. Teknik hali hazırda alt-tabaka bir esneklik modülüne 12 azaltarak, küçük düzlem yerdeğiştirmeleri test numuneleri için adapte edilebilir olsa da, sadece alt-tabaka üzerinde kayma örneklerinden sonuçlar alındığı yoksun olacaktır. Sayısız in-vivo ve ex-vivo teknikleri değerlendirmek kurutma davranışları ve mekanikSC özellikleri 3, 8, 9, 10, 18, 19, 20, 21 olarak bildirilmiştir. Ancak, in vivo teknikleri tamamen altta yatan epidermal ve dermal katmanlardan SC mekanik değişiklikler ayırt edemez. Ayrıca, ex-vivo teknikleri, genellikle Deneme başına yalnızca bir örnek değerlendirir. Biz bu makalede rapor yöntem deneme başına değerlendirilmesi gereken 6 SC örneklerinin kadar izin verir. substrat ve çevre odasının büyüklüğü ancak daha fazla numune eş zamanlı olarak değerlendirilmelidir izin kadar ölçekli olabilir. Biz alt tabaka kür ve doku dengeleme hariç n = 6 SC örneklerinin, ~ 13 saat hazırlık ve test için gerekli olan bir zaman ölçeği için tahmin. Buna karşılık, daha gerektirecektir tek eksenli tensometry testi tahminiki kez bu dönemde daha. Önemli ölçüde az SC dokusu tensometry 9 (2.5 cm2) için gerekli olan ile karşılaştırıldığında tek tek örnek (0.28 cm2) başına gereklidir. Bu teknik daha SC dokusunun alt buharlaşma önleyerek daha fizyolojik ilgili kurumasını sağlar. SC kurutma davranış ve mekanik değerlendirilmesine ek olarak, bu teknik, aynı zamanda kurutma sonrası uyumlu bir film oluşturmak polimerik ya da koloidal sistemlerin çalışmalarına uygulanabilir inanıyoruz.

En dış epidermis tabakası veya Stratum corneum (SC), bir lipid bakımından zengin matris 1, 2 çevrili uyumlu korneosit hücrelerden oluşur. SC bileşimi ve yapısal bütünlüğü mikroorganizmalardan istilasını engeller ve mekanik kuvvet ve aşırı su kaybı 4 hem dayanıklı doğru engelleyici özelliğe 3 korumak için gereklidir. Korumak veya cildin bariyer fonksiyonunu aşağılamak için kişisel bakım ürünleri kapasite cilt sağlık ve kozmetik sanayi 5 büyük ilgi olduğunu. Kişisel bakım ürünleri günlük uygulama SC 6, 7, 8 mekanik özelliklerini değiştirmek için bilinmektedir. Örneğin, kozmetik temizleyiciler içinde ihtiva yüzey aktif maddeler önemli ölçüde elastik modül artış ve bir oluşmasına neden olabilirdokusunun eğilimini artırarak SC kurutma gerilmeler, 9, 7 çatlamak. Neredeyse tüm kozmetik nemlendiriciler bulunan gliserol SC yumuşatmak ve doku yırtılması olasılığını azaltarak kuruma gerilmeler 8, 10, 11, birikmesini azaltabilir. Bu makalede açıklanan yöntem, dinamik kurutma davranış ve kontrol ortamları 7 SC kurutma mekanik özellikleri, 8 miktarının yeteneğine sahiptir. Daha önce, bu teknik dinamik kurutma davranış değişiklikleri ve SK doku mekanik özellikleri farklı kozmetik ürünlerin etkisini açıklık yeteneğine sahip olduğu gösterilmiştir. Bu basit bir ile kurutma yer değiştirmeleri uydurma, yumuşak bir elastomer yüzeye yapıştırılır insan SC dokusunun kuruma kaynaklı büzülme miktarının elde edilirkontraktilite modeli ve ardından elastik modülü ayıklanması ve monte profilden stres kurutulması. Birden SC örneklerinin test edilmesi gerekmektedir, bu yöntem, tek eksenli tensometry için daha hızlı bir alternatif, daha az doku kullanır ve örnek alt buharlaşma önleyerek daha fazla fizyolojik olarak uygun kurutma sağlar sunmaktadır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Silicone elastomer base</td>
			<td>Dow-Corning</td>
			<td>1064291</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone elastomer Curing Agent</td>
			<td>Dow-Corning</td>
			<td>1015311</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FluoSpheres Carboxylate 0.1 &#181;m yellow green fluorescent 505/515&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>F8803</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FluoSpheres Carboxylate 1 &#181;m yellow green fluorescent 505/515&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>F8823</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FluoSpheres Carboxylate 1 &#181;m nile red fluorescent 535/575&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>F8819</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin from porcine pancreas</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T6567</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin inhibitor type II-s</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T9128</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(3-aminopropyl)triethoxysilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>440140</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium tetraborate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>221732</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B0294</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7059</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(3-Dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimide hydrochloride&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E7750</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortexer mixer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>58816-123</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6mm diameter hole punch</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z708860</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SOLA 6-LCR-SB&#160;</td>
			<td>Lummencor light engine</td>
			<td>No.3526</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cfi Plan Achro Uw 1x Objective</td>
			<td>Nikon Plan UW</td>
			<td>MRL00012</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CFI Plan Fluor 40x Oil Objective 1.3 na - 0.20mm wd</td>
			<td>Nikon Plan Fluor</td>
			<td>MRH01401</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nikon Eclipse Ti-U inverted microscope&#160;</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>MEA53200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clara-E Camera</td>
			<td>Andor</td>
			<td>DR-328G-C02-SIL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Remote Focus Attachment E-RFA Ergo Design</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>99888</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ti-S-E Motorized Stage</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>MEC56110</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring and modeling contractile drying in human stratum corneum

Stratum korneum (SC) en yüzeysel cilt tabakasıdır. dış çevre ile temasını Bu doku katmanı, temizlik maddeleri ve çevre neminin günlük değişimlerine tabi olduğu anlamına gelir; bunların her ikisi de doku su içeriğini değiştirebilir. Şiddetli bariyer disfonksiyonu veya düşük nemli ortamlarda su içeriğinde azalmalar SC sertliği değiştirebilir ve kurutma stresler birikmesini neden olabilir. Aşırı durumlarda, bu faktörler dokunun mekanik kopma neden olabilir. Bu kurutma üzerine SC mekanik özellikleri dinamik değişimleri miktarının bir yüksek verimli bir yöntem oluşturmuştur. Bu teknik kurutma davranış değişiklikleri ve kozmetik temizleyici ve nemlendirici tedaviler ile SC mekanik özelliklerini ölçmek için kullanılabilir. Bu bir elastomer bir yüzeye yapıştırılır, dairesel doku örneklerinin uzamsal olarak çözündürülerek düzlem kurutma değiştirmeler dinamik varyasyonları ölçülerek elde edilir. Düzlem bir radyal kayma AKAKurutma sırasında edinilmiş azimut ortalama ve doğrusal elastik kontraktilite modeline dayalı bir profil ile donatılmıştır. Kurutma stres ve SC elastik modülü dinamik değişimler daha sonra monte modeli profilleri elde edilebilir.

Şekil 1 (a) flüoresan boncuklar (bölüm 3) ile kaplı bir SC numunenin temsili bir floresan görüntü gösterir. Örnek mukabil geçen ışık görüntü (b) &#39;Bağlı örneklerin dairesel simetriye% 25 bağıl nemde 16 saat kurutulduktan sonra meydana uzamsal olarak çözündürülerek kurutma değiştirmeler bir titreme arsa ile kaplanmış 1, Şekil&#39; de gösterilmiştir, bu yer değiştirmeler azimut olabilir ortalama. Şekil 1 (c) ve azimuthal (u θ, kesik mavi çizgi) deplasman profilleri boyutsuz radyal pozisyonda, r / R karşı çizilen (u r, katı kırmızı çizgi) radyal gösterir. Burada, R r / R = 0 kenar gösterir örnek merkezi ve r / R = 1 gösterir, ortalama SC örnek bir yarıçap gösterir. her radyal pozisyonda standart sapma yaklaşık gölgeli bölgeler ile gösterilmiştir. Bu varyasyonlar, öncelikle SC 3 yapısal heterojenlik kaynaklanır &lt;sup&gt;, 7, 12. Kurutma süresince, düzlem değiştirmeler küçük kalır. Radyal değiştirme profilleri, kenar ve bir denge ulaşılana kadar büyüklüğü büyümesi merkezi monoton artar. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55336/55336fig1.jpg" /> Şekil 1: Dairesel SC örneği (6.2 mm çap) 25 ± 1% nem ortamında 15 saat boyunca kurutulduktan sonra, elastik modülü E = 16 ± 1 kPa bir elastomer bir yüzeye yapıştırılır. Için kullanılan çökelmiş floresan markör boncuk vurgulama SC örnek, (a) Floresan görüntü mekansal düzlem kurutma değiştirmeleri çözüldü izleme. SC numunesinin bir geçen ışık görüntü üzerine kaplanmış uzamsal olarak çözündürülerek düzlem kurutma yer değiştirme, (b) titreme çizimi. (C) azimut radyal ortalama (u, katı kırmızı çizgi r) veNumunenin azimuthal (u θ, mavi kesikli çizgi) yer değiştirmeler boyutsuz radyal pozisyonda, r / R karşı çizilmiştir. U Pozitif değerler yer değiştirmeleri karşı olan karşılık r. çizgileri çevreleyen gölgeli bölgeler her radyal pozisyonda ortalamasının standart sapma gösterir. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55336/55336fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 30 dakika aralıklarla kaydedilir profilleri Şekil 2 (A) &#39;da çizilmiş ve düzlem deplasmanların zaman evrimi sergilerler. Ortalama SC kalınlığı, H SC, Şekil 2&#39;de çizilmiştir (b). İlk 2 saat içinde meydana öncelikle kurutma sırasında SC azalır. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55336/55336fig2.jpg" /> Şekil 2 (a)Radyal deplasman profilleri tipik SC numunesi için boyutsuz radyal pozisyon r / R karşı çizilen% 25 RH koşullarında 15 saat kuruma süresi boyunca 30 dakika aralıklarla (u, katı kırmızı çizgilerini r) Yerleşimi. U Pozitif değerler yer değiştirmeleri karşı olan karşılık r. (B) ortalama SC numune kalınlığının (lH SC, n = 3), kurutma zamana karşı grafiğe geçirilmiştir. (C) (a) en az en küçük kareler uyuyor ile kaplanmış Radyal deplasman profilleri Denklem (mavi kesikli çizgi) (1) kaydedilen ilk ve son radyal deplasman profili için. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55336/55336fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Montaj deplasman Eşitlik (1) kurutma SC mekanik özellikleri içine daha fazla fikir verir tarafından açıklanan doğrusal elastik kontraktilite modeli ile profiller. Deplasman profilleri<html> Şekil 2 (c) &#39;de gösterildiği gibi T her aşaması, en az, en küçük kareler yaklaşım kullanılarak modeli ile donatılmıştır. Kasılma kurutma stres, P SC, ve elastik modülü, E SC, daha sonra her zaman adımında modelden çıkarılır. (3 ayrı SC örneklere dayanarak) bu parametrelerin ortalama değişiklikler Şekil 3 sırasıyla gösterilmiştir: (a) ve 3 (b). Her iki parametre ilk 2 saat kuruma süresi boyunca hızla artması ve 5 saat içinde bir düzlüğe ulaşır. <img alt="Figure3" src="/files/ftp_upload/55336/55336fig3.jpg" /> Şekil 3: (a) 15 saat süre ile, kurutma zamana karşı çizilen, SC elastik modülü, E SC ortalama. (B) Ortalama kasılma kurutma stres, P SC, 15 saatlik süre içinde kuruma zamana karşı çizilen.&quot;_blank&quot;&gt; Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Watch this Scientific Journal Video about Measuring and Modeling Contractile Drying in Human Stratum Corneum at JoVE.com

Measuring and Modeling Contractile Drying in Human Stratum Corneum

Bu makalede, uzamsal bir elastomer bir yüzeye yapıştırılır, dairesel doku örneklerinin düzlem kurutma değiştirmeler çözüldü ölçme dinamik kurutma davranış ve startum corneum&#39;un mekanik özelliklerinin ölçülmesi için bir yöntem tarif eder. Bu teknik, kurutma ve doku mekanik özelliklerini değiştirmek ne kadar farklı kimyasal işlemler ölçmek için kullanılabilir.

Ölçme ve Modelleme Kontraktil Kurutma İnsan stratum korneumdaki

Stratum corneum (SC) is the most superficial skin layer. Its contact with the external environment means that this tissue layer is subjected to both ...

measuring-and-modeling-contractile-drying-in-human-stratum-corneum

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

6.5K Görüntüleme.  Binghamton University.  Bu makalede, uzamsal bir elastomer bir yüzeye yapıştırılır, dairesel doku örneklerinin düzlem kurutma değiştirmeler çözüldü ölçme dinamik kurutma davranış ve startum corneum'un mekanik özelliklerinin ölçülmesi için bir yöntem tarif eder. Bu teknik, kurutma ve doku mekanik özelliklerini değiştirmek ne kadar farklı kimyasal işlemler ölçmek için kullanılabilir. 

Video: Measuring and Modeling Contractile Drying in Human Stratum Corneum

Measuring Left Ventricular Pressure in Late Embryonic and Neonatal Mice

Blood pressure increases significantly during embryonic and postnatal development in vertebrate animals. In the mouse, blood flow is first detectable around embryonic day (E) 8.51. Systolic left ventricular (LV) pressure is 2 mmHg at E9.5 and 11 mmHg at E14.52. At these mid-embryonic stages, the LV is clearly visible through the chest wall for invasive pressure measurements because the ribs and skin are not fully developed. Between E14.5 and birth (approximately E21) imaging methods must be used to view the LV. After birth, mean arterial pressure increases from 30 - 70 mmHg from postnatal day (P) 2 - 353. Beyond P20, arterial pressure can be measured with solid-state catheters (i.e. Millar or Scisense). Before P20, these catheters are too big for developing mouse arteries and arterial pressure must be measured with custom pulled plastic catheters attached to fluid-filled pressure transducers3 or glass micropipettes attached to servo null pressure transducers4.
Our recent work has shown that the greatest increase in blood pressure occurs during the late embryonic to early postnatal period in mice5-7. This large increase in blood pressure may influence smooth muscle cell (SMC) phenotype in developing arteries and trigger important mechanotransduction events. In human disease, where the mechanical properties of developing arteries are compromised by defects in extracellular matrix proteins (i.e. Marfan's Syndrome8 and Supravalvular Aortic Stenosis9) the rapid changes in blood pressure during this period may contribute to disease phenotype and severity through alterations in mechanotransduction signals. Therefore, it is important to be able to measure blood pressure changes during late embryonic and neonatal periods in mouse models of human disease.
We describe a method for measuring LV pressure in late embryonic (E18) and early postnatal (P1 - 20) mice. A needle attached to a fluid-filled pressure transducer is inserted into the LV under ultrasound guidance. Care is taken to maintain normal cardiac function during the experimental protocol, especially for the embryonic mice. Representative data are presented and limitations of the protocol are discussed.

Measuring left ventricular pressure (LV) in embryonic and neonatal mice is described. Pressure is measured by inserting a needle connected to a fluid-filled transducer into the LV under ultrasound guidance. Care must be taken to maintain normal cardiac function during the experimental protocol.

Geç Embriyonik ve Yenidoğan Farelerde Ölçüm Sol Ventrikül Basınç

Blood pressure increases significantly during embryonic and postnatal development in vertebrate animals. In the mouse, blood flow is first detectable ...

Biyomühendislik

CometChip: A High-throughput 96-Well Platform for Measuring DNA Damage in Microarrayed Human Cells

DNA damaging agents can promote aging, disease and cancer and they are ubiquitous in the environment and produced within human cells as normal cellular metabolites. Ironically, at high doses DNA damaging agents are also used to treat cancer. The ability to quantify DNA damage responses is thus critical in the public health, pharmaceutical and clinical domains. Here, we describe a novel platform that exploits microfabrication techniques to pattern cells in a fixed microarray. The &#8216;CometChip&#8217; is based upon the well-established single cell gel electrophoresis assay (a.k.a. the comet assay), which estimates the level of DNA damage by evaluating the extent of DNA migration through a matrix in an electrical field. The type of damage measured by this assay includes abasic sites, crosslinks, and strand breaks. Instead of being randomly dispersed in agarose in the traditional assay, cells are captured into an agarose microwell array by gravity. The platform also expands from the size of a standard microscope slide to a 96-well format, enabling parallel processing. Here we describe the protocols of using the chip to evaluate DNA damage caused by known genotoxic agents and the cellular repair response followed after exposure. Through the integration of biological and engineering principles, this method potentiates robust and sensitive measurements of DNA damage in human cells and provides the necessary throughput for genotoxicity testing, drug development, epidemiological studies and clinical assays.

We describe here a platform that allows comet assay detection of DNA damage with unprecedented throughput. The device patterns mammalian cells into a microarray and enables parallel processing of 96 samples. The approach facilitates analysis of base level DNA damage, exposure-induced DNA damage and DNA repair kinetics.

CometChip: İnsan Microarrayed hücrelerde DNA hasarına ölçülmesi için bir Yüksek verim 96 Oyuklu Platformu

DNA damaging agents can promote aging, disease and cancer and they are ubiquitous in the environment and produced within human cells as normal cellular ...

Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism

Quantitative cardiac function assessment remains a challenge for physiologists and clinicians.&#160;Although historically invasive methods have comprised the only means available, the development of noninvasive imaging modalities (echocardiography, MRI, CT) having high temporal and spatial resolution provide a new window for quantitative diastolic function assessment. Echocardiography is the agreed upon standard for diastolic function assessment, but indexes in current clinical use merely utilize selected features of chamber dimension (M-mode) or blood/tissue motion (Doppler) waveforms without incorporating the physiologic causal determinants of the motion itself.&#160;The recognition that all left ventricles (LV) initiate filling by serving as mechanical suction pumps allows global diastolic function to be assessed based on laws of motion that apply to all chambers. What differentiates one heart from another are the parameters of the equation of motion that governs filling. Accordingly, development of the Parametrized Diastolic Filling (PDF) formalism&#160;has shown that the entire range of clinically observed early transmitral flow (Doppler E-wave) patterns are extremely well fit by the laws of damped oscillatory motion.&#160;This permits analysis of individual E-waves in accordance with a causal mechanism (recoil-initiated suction) that yields three (numerically) unique lumped parameters whose physiologic analogues are chamber stiffness (k), viscoelasticity/relaxation (c), and load (xo).&#160;The recording of transmitral flow (Doppler E-waves) is standard practice in clinical cardiology and, therefore, the echocardiographic recording method is only briefly reviewed. Our focus is on determination of the PDF parameters from routinely recorded E-wave data.&#160;As the highlighted results indicate, once the PDF parameters have been obtained from a suitable number of load varying E-waves, the investigator is free to use the parameters or construct indexes from the parameters (such as stored energy 1/2kxo2, maximum A-V pressure gradient kxo, load independent index of diastolic function, etc.) and select the aspect of physiology or pathophysiology to be quantified.

Accurate, causality-based quantification of global diastolic function has been achieved by kinematic modeling-based analysis of transmitral flow via the Parametrized Diastolic Filling (PDF) formalism. PDF generates unique stiffness, relaxation,&#160;and load parameters and elucidates &#39;new&#39; physiology while providing sensitive and specific indexes of dysfunction.

Parametrized Diyastolik Dolum Biçimcilik yoluyla Transmitral Akışının Modellenmesi Kinematik tabanlı Analizi ile Küresel Diyastolik Fonksiyonu Kantitasyonu

Quantitative cardiac function assessment remains a challenge for physiologists and clinicians.&#160;Although historically invasive methods have comprised ...

Utilization of Microscale Silicon Cantilevers to Assess Cellular Contractile Function In Vitro

The development of more predictive and biologically relevant in vitro assays is predicated on the advancement of versatile cell culture systems which facilitate the functional assessment of the seeded cells. To that end, microscale cantilever technology offers a platform with which to measure the contractile functionality of a range of cell types, including skeletal, cardiac, and smooth muscle cells, through assessment of contraction induced substrate bending. Application of multiplexed cantilever arrays provides the means to develop moderate to high-throughput protocols for assessing drug efficacy and toxicity, disease phenotype and progression, as well as neuromuscular and other cell-cell interactions. This manuscript provides the details for fabricating reliable cantilever arrays for this purpose, and the methods required to successfully culture cells on these surfaces. Further description is provided on the steps necessary to perform functional analysis of contractile cell types maintained on such arrays using a novel laser and photo-detector system. The representative data provided highlights the precision and reproducible nature of the analysis of contractile function possible using this system, as well as the wide range of studies to which such technology can be applied. Successful widespread adoption of this system could provide investigators with the means to perform rapid, low cost functional studies in vitro, leading to more accurate predictions of tissue performance, disease development and response to novel therapeutic treatment.

Utilization of Microscale Silicon Cantilevers to Assess Cellular Contractile Function In Vitro

This protocol describes the use of microscale silicon cantilevers as pliable culture surfaces for measuring the contractility of muscle cells in vitro. Cellular contraction causes cantilever bending, which can be measured, recorded, and converted into readouts of force, providing a non-invasive and scalable system for measuring contractile function in vitro.

Mikro Silikon konsolun Kullanımı Hücresel kasılma fonksiyonunu değerlendirmek için<em&gt; İn Vitro</em

The development of more predictive and biologically relevant in vitro assays is predicated on the advancement of versatile cell culture systems which ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore esophageal adenocarcinoma generally has a poor prognosis, with little improvement in survival rates in recent years. These are difficult conditions to study and there has been a lack of suitable experimental platforms to investigate disorders of the esophageal mucosa.
A model of the human esophageal mucosa has been developed in the MacNeil laboratory which, unlike conventional 2D cell culture systems, recapitulates the cell-cell and cell-matrix interactions present in vivo and produces a mature, stratified epithelium similar to that of the normal human esophagus. Briefly, the model utilizes non-transformed normal primary human esophageal fibroblasts and epithelial cells grown within a porcine-derived acellular esophageal scaffold. Immunohistochemical characterization of this model by CK4, CK14, Ki67 and involucrin staining demonstrates appropriate recapitulation of the histology of the normal human esophageal mucosa.
This model provides a robust, biologically relevant experimental model of the human esophageal mucosa. It can easily be manipulated to investigate a number of research questions including the effectiveness of pharmacological agents and the impact of exposure to environmental factors such as alcohol, toxins, high temperature or gastro-esophageal refluxate components. The model also facilitates extended culture periods not achievable with conventional 2D cell culture, enabling, inter alia, the study of the impact of repeated exposure of a mature epithelium to the agent of interest for up to 20 days. Furthermore, a variety of cell lines, such as those derived from esophageal tumors or Barrett&#8217;s Metaplasia, can be incorporated into the model to investigate processes such as tumor invasion and drug responsiveness in a more biologically relevant environment.

This manuscript describes the production, characterization and potential uses of a tissue engineered 3D esophageal construct prepared from normal primary human esophageal fibroblast and squamous epithelial cells seeded within a de-cellularized porcine scaffold. The results demonstrate the formation of a mature stratified epithelium similar to the normal human esophagus.

3D Doku mühendisliği İnsan Özofagus Mukozal Modeli Üretimi, Karakterizasyonu ve Potansiyel Kullanımları

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Methods for the Self-integration of Megamolecular Biopolymers on the Drying Air-LC Interface

Living organisms that use water are always prone to drying in the environment. Their activities are driven by biopolymer-based micro- and macro-structures, as seen in the cases of moving water in vascular bundles and moisturizing water in skin layers. In this study, we developed a method for assessing the effect of aqueous liquid crystalline (LC) solutions composed of biopolymers on drying. As LC biopolymers have megamolecular weight, we chose to study polysaccharides, cytoskeletal proteins, and DNA. The observation of biopolymer solutions during drying under polarized light reveals milliscale self-integration starting from the unstable air-LC interface. The dynamics of the aqueous LC biopolymer solutions can be monitored by evaporating water from a one-side-open cell. By analyzing the images taken using cross-polarized light, it is possible to recognize the spatio-temporal changes in the orientational order parameter. This method can be useful for the characterization of not only artificial materials in various fields, but also natural living tissues. We believe that it will provide an evaluation method for soft materials in the biomedical and environmental fields.

A method for the drying-induced self-integration of megamolecular biopolymers on the air-liquid crystalline interface is provided here. This methodology will be useful not only for understanding the macroscopic potentials of biopolymers, but also as an evaluation method for soft materials in biomedical and environmental fields.

Kurutma Hava-LC Arayüz üzerinde Megamolecular Biyopolimerlerin Kendinden entegrasyonu için Yöntemler

Living organisms that use water are always prone to drying in the environment. Their activities are driven by biopolymer-based micro- and ...

Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb monoliths (MHMs) with micrometer-scale channels are expected as efficient platforms for reactions and separations because of their large surface areas. Up to now, MHMs have been prepared by a unidirectional freeze-drying (UDF) method only from very limited precursors. Herein, we report a protocol from which a series of MHMs consisting of different components can be obtained. Recently, we found that cellulose nanofibers function as a distinct structure-directing agent towards the formation of MHMs through the UDF process. By mixing the cellulose nanofibers with water soluble substances which do not yield MHMs, a variety of composite MHMs can be prepared. This significantly enriches the chemical constitution of MHMs towards versatile applications.

Here, we present a general protocol to prepare a variety of microhoneycomb monoliths (MHMs) in which fluid can pass through with an extremely low pressure drop. MHMs obtained are expected to be used as filters, catalyst supports, flow-type electrodes, sensors and scaffolds for biomaterials.

Tek yönlü selüloz Nanofiber dağılması tarafından hazırlanan Microhoneycomb yekpare dayalı sıra: Yöntem ve uzantıları

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb ...

Measuring Global Cellular Matrix Metalloproteinase and Metabolic Activity in 3D Hydrogels

Three-dimensional (3D) cell culture systems often more closely recapitulate in vivo cellular responses and functions than traditional two-dimensional (2D) culture systems. However, measurement of cell function in 3D culture is often more challenging. Many biological assays require retrieval of cellular material which can be difficult in 3D cultures. One way to address this challenge is to develop new materials that enable measurement of cell function within the material. Here, a method is presented for measurement of cellular matrix metalloproteinase (MMP) activity in 3D hydrogels in a 96-well format. In this system, a poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogel is functionalized with a fluorogenic MMP cleavable sensor. Cellular MMP activity is proportional to fluorescence intensity and can be measured with a standard microplate reader. Miniaturization of this assay to a 96-well format reduced the time required for experimental set up by 50% and reagent usage by 80% per condition as compared to the previous 24-well version of the assay. This assay is also compatible with other measurements of cellular function. For example, a metabolic activity assay is demonstrated here, which can be conducted simultaneously with MMP activity measurements within the same hydrogel. The assay is demonstrated with human melanoma cells encapsulated across a range of cell seeding densities to determine the appropriate encapsulation density for the working range of the assay. After 24 h of cell encapsulation, MMP and metabolic activity readouts were proportional to cell seeding density. While the assay is demonstrated here with one fluorogenic degradable substrate, the assay and methodology could be adapted for a wide variety of hydrogel systems and other fluorescent sensors. Such an assay provides a practical, efficient and easily accessible 3D culturing platform for a wide variety of applications.

Here, a protocol is presented for encapsulating and culturing cells in poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogels functionalized with a fluorogenic matrix metalloproteinase (MMP)-degradable peptide. Cellular MMP and metabolic activity are measured directly from the hydrogel cultures using a standard microplate reader.

Küresel hücresel matriks metalloproteinaz ve 3D Hydrogels metabolik etkinliğini ölçme

Three-dimensional (3D) cell culture systems often more closely recapitulate in vivo cellular responses and functions than traditional two-dimensional (2D) ...

A Human 3D Extracellular Matrix-Adipocyte Culture Model for Studying Matrix-Cell Metabolic Crosstalk

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of cellular function. The ECM plays a particularly important role in adipose tissue function in obesity, and alterations in adipose tissue ECM deposition and composition are associated with metabolic disease in mice and humans. Tractable in vitro models that permit dissection of the roles of the ECM and cells in contributing to global tissue phenotype are sparse. We describe a novel 3D in vitro model of human ECM-adipocyte culture that permits study of the specific roles of the ECM and adipocytes in regulating adipose tissue metabolic phenotype. Human adipose tissue is decellularized to isolate ECM, which is subsequently repopulated with preadipocytes that are then differentiated within the ECM into mature adipocytes. This method creates ECM-adipocyte constructs that are metabolically active and retain characteristics of the tissues and patients from which they are derived. We have used this system to demonstrate disease-specific ECM-adipocyte crosstalk in human adipose tissue. This culture model provides a tool for dissecting the roles of the ECM and adipocytes in contributing to global adipose tissue metabolic phenotype and permits study of the role of the ECM in regulating adipose tissue homeostasis.

We describe a 3D human extracellular matrix-adipocyte in vitro culture system that permits dissection of the roles of the matrix and adipocytes in contributing to adipose tissue metabolic phenotype.

Bir İnsan 3D Ekstrasellüler Matrix-Adiposit Kültür Modeli Matrix-Hücre Metabolik Crosstalk Çalışma için

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of ...

Electric and Magnetic Field Devices for Stimulation of Biological Tissues

Electric fields (EFs) and magnetic fields (MFs) have been widely used by tissue engineering to improve cell dynamics such as proliferation, migration, differentiation, morphology, and molecular synthesis. However, variables such stimuli strength and stimulation times need to be considered when stimulating either cells, tissues or scaffolds. Given that EFs and MFs vary according to cellular response, it remains unclear how to build devices that generate adequate biophysical stimuli to stimulate biological samples. In fact, there is a lack of evidence regarding the calculation and distribution when biophysical stimuli are applied. This protocol is focused on the design and manufacture of devices to generate EFs and MFs and implementation of a computational methodology to predict biophysical stimuli distribution inside and outside of biological samples. The EF device was composed of two parallel stainless-steel electrodes located at the top and bottom of biological cultures. Electrodes were connected to an oscillator to generate voltages (50, 100, 150 and 200 Vp-p) at 60 kHz. The MF device was composed of a coil, which was energized with a transformer to generate a current (1 A) and voltage (6 V) at 60 Hz. A polymethyl methacrylate support was built to locate the biological cultures in the middle of the coil. The computational simulation elucidated the homogeneous distribution of EFs and MFs inside and outside of biological tissues. This computational model is a promising tool that can modify parameters such as voltages, frequencies, tissue morphologies, well plate types, electrodes and coil size to estimate the EFs and MFs to achieve a cellular response.

This protocol describes the step-by-step process to build both electrical and magnetic stimulators used to stimulate biological tissues. The protocol includes a guideline to simulate computationally electric and magnetic fields and manufacture of stimulator devices.

Biyolojik Dokuların Uyarılması için Elektrikli ve Manyetik Alan Cihazları

Electric fields (EFs) and magnetic fields (MFs) have been widely used by tissue engineering to improve cell dynamics such as proliferation, migration, ...