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요약

침투성 막에의 결심을 위한 방법은 다 잘 번호판에 대 한 시스템 삽입 하 고 매개 변수 최적화 시뮬레이션을 사용 하 여 확산 계수 계산에 대 한 실리콘에서 제공 됩니다.

초록

체 외에서 배양 피부 모델 제약 및 화장품 응용 프로그램에 대 한 점점 관련 되 고 물질 테스트 뿐만 아니라 신약 개발에도 사용 됩니다. 이러한 모델은 대부분 막 삽입 시스템의 필수적인 요소가 되 고 다른 물질 쪽으로 그들의 침투성에 경작 된다. 일반적으로 이러한 매개 변수의 결정에 대 한 적용된 방법 일반적으로 큰 샘플 크기 (예를 들어, 프란츠 보급 세포) 또는 힘 드는 장비 (예를 들어, photobleaching (FRAP) 후 형광 복구) 필요합니다. 이 연구는 4.26 m m와 12.2 m m (재배 면적)의 직경 크기 막 삽입 시스템에서 직접 침투성 계수를 결정 하기 위한 메서드를 제공 합니다. 메서드를 사용 하면 피부 모델을 나타내는 콜라겐 세포 모델 뿐만 아니라 agarose 및 콜라겐 젤 검증 했다. 다른 분자 크기와 다른 세포 모델 (콜라겐 젤, 섬유, 및 HaCaT 구성)를 통해 투과 물질의 투과 과정 정확 하 게 설명 했다.

또한, 위의 실험 방법을 지원 하기 위해 시뮬레이션은 설립 되었다. 14 x 10-10 m 스톡 반경 시뮬레이션 맞는 잘 작은 분자 크기, 물질에 대 한 실험 데이터까지 (4000 MW), 시스템을 설명 하기 위해 유망 도구 이므로. 또한, 시뮬레이션 상당히 실험적인 노력을 줄일 수 있습니다 하 고 확장 하 여 더 복잡 한 설정에 맞게 충분히 강력.

서문

유기 일반 3D 문화 약물 개발 및 물질1테스트를 위한 강력한 도구가 되고있다. 이런 점에서 인간의 피부 모델은 화장품 업계에서 그 같은 규제 요구 사항으로 인해 특별 한 관심의. 그들은 그 후로 자신의 단일 기관 문화 다 잘 접시, 또는 추가 기관 모델, 예를 들면, 간2와 함께에서 멀티 organ-칩에 사용 하기 위해 수많은 3D 피부 모델의 개발에 들어서있다.

피부 상응의 재배, 관련 공기 액체 인터페이스 (알리) 적절 한 표 피 분화3에 대 한 필수적인 요소입니다. 하단에 액체 침투성 막으로 혈관의 구성 세포 문화 삽입 일반적으로 알리를 설정 하는 데 사용 됩니다. ALIs (지름 12.2 m m) 12-잘 접시까지 EpiDerm4, Phenion5, Episkin6, 96-잘 (4.26 m m 직경에서)에서 크기와 피부 모델의 문화에 대 한 상업적으로 이용 가능한 피부 모델에서 널리 활용 됩니다. 여기 설명 하는 방법을 막 삽입 시스템에서 물질의 투과를 결정 합니다.

침투성 계수 네이티브 피부5에 비해 어떤 배양된 피부 모델의 품질을 평가 하기 위한 중요 한 매개 변수 이며 얼마나 빨리 평가 하는 데 사용 됩니다 활성 물질이 피부를 통해 마이그레이션. 특히 약 또는 화장품 제품 피부에 적용 될 필요가 있다,이 매개 변수는 활성 에이전트 정확 하 게 그것을 통과 하는 때 이해에 필수적. 시스템의 동작을 예측 하 고 이후 필요한 시간이 걸리는 실험적인 노력을 줄이기 위해 시뮬레이션 수 더, 특히 때 큰 집합이 물질 관련.

프란츠 보급 셀 피부 투과 실험 및 피부 모델5,6,7,,89-의 상태--예술입니다. 이 장치는 고정된 샘플 (확산 배리어) 가진 두 개의 구획이의 사이 구성 됩니다. 물질을 테스트 샘플 (기증자 구획)의 상단에 직접 적용 되 고 반대 (수락자) 구획에 스며드는 화합물의 농도 검출 될 수 있다. 수락자 측에 일정 한 온도 균질 물질 농도 온도 챔버와 자기 활동가 통해 보장 됩니다. 샘플은 프란츠 셀의 수락자에 샘플링 팔에서 취해질 수 있다. 19 센티미터 사이의 179 cm 높이 범위,이 시스템은 비교적 큰10,11. 젤 같은 물질과 조직에 확산 계수 결정에 대 한 또 다른 방법은 FRAP입니다. 이 기술을 사용 하 여 표백의 원리 붙일 젤 하 고 다음 표백된 지역의 복구 시간을 결정에서 입자를 표시 확산 계수12,,1314계산.

또한, 피부15,16에서 물질의 투과 과정을 결정 하기 위하여 푸리에 변환 적외선 (FTIR) 분광학 적외선 빛 흡 광도와 입자 움직임을 감지를 사용할 수 있습니다. 그러나, 이러한 또는 다른 이미징 방법 (예를 들어, 2-광자 형광 상관 분광학17) 집중적인 악기 비용 필요.

이 문서에서는 메서드 제공 됩니다 직접 측정 막 삽입 시스템 내에서 방 벽의 침투성 피부 모델 경작 하 게 될 수 있다. 이 메서드는 침투성 실험을 작은 샘플 (잘 크기 4.26 m m 최대)의 다 수 있는 소형 시스템에서 실행 될 수 있습니다. 이것은 별도 장치를 장치에 탑재 될 각 조사 필요 하며 작은 샘플 (4.26 m m의 크기)에 대 한 실현 하기 어려운 프란츠 확산 셀 달리 이다. 또한, 메서드 (예:, confocal 또는 multiphoton 현미경) 주요 계측을 필요 하지 않습니다, 때문에 시간 및 비용 감소가 이루어집니다.

실험은 미소 한 구멍이 있는 막에서 수행 된 모든 삽입 agarose 젤 또는 막에 콜라겐 세포 모델의 구성 된 샘플 (장벽) 시스템. 다양 한 분자 크기와 형광 물질 (기증자) 샘플의 상단에 적용 된 및 침투 물질의 농도 형광 플레이트 리더를 사용 하 여 하단 (수락자)에서 발견 되었습니다 ( 그림 1참조). 메서드를 사용 하면 유효성을 검사 하 고이 시뮬레이션의 정확도 테스트, agarose 젤 생산 되었고 장벽으로 사용. Hydrogels는 생물학13에 다공성 매체 확산와 투과 과정의 수사를 위해 일반적으로 사용 됩니다. 메서드는 단순화 된 피부 모델18,19 기본 섬유 아 세포 및 인간 성인 낮은 칼슘 높은 온도 keratinocytes (HaCaT) 세포 (세포-매트릭스 모델), 콜라겐 매트릭스의 구성 된 셀 시드 시스템에서 다음 테스트를 했다 .

또한, 투과 과정 흐름 시뮬레이션 전산 유체 역학을 통해 시뮬레이션 했다. 그것은 즉, 매개 변수 최적화에 의하여 확산 계수 수 계산 실험 데이터에서 발견 되었다. 일반적으로,이 시뮬레이션은 다른 응용 프로그램; 예를 들어, 그것은 짧은 실험에 따라 투과 과정을 예측 가능 하 고 시뮬레이션 실험의 수를 크게 줄일 수 있습니다.

실험 방법 및 시뮬레이션 응용 프로그램 기관-칩 시스템1,20,21을 위해 설계 되었습니다, 그리고 특히 2-기관-칩 (2-OC)1,22, 상업적으로 개발 23,,2425. 원칙적으로, 막 삽입 시스템에 따라 어떤 기관 모델의 투과 과정이 방법으로 설명할 수 있습니다.

프로토콜

1. 침투성 연구에 대 한 샘플 준비

참고: 투과 측정 및 시뮬레이션 확인, agarose 젤 또는 피부 모델의 재배 기반 셀 매트릭스 모델의 구성 된 샘플 사용 되었다.

  1. Agarose 젤
    1. H2O의 10 mL에 agarose 고해상도 가루 0.2 g (이중 증 류 물)을 분해.
    2. 솔루션을 혼합 하 고 80 ° C까지가 열 8 분에 대 한 온도 유지 합니다.
    3. 96-잘 막 삽입 시스템 (4.26 m m 직경에서)의 멤브레인에 28.6 µ L agarose 젤을 적용 또는 사용 226 µ L 12 잘 막에 대 한 삽입 시스템 (직경에서 12 m m) (예를 들어, Transwell 시스템).
    4. 젤 경화 될 때까지 10 분을 기다립니다.
  2. 콜라겐 젤
    참고: 모든 단계는 무 균 조건 하에서 수행 하 고 솔루션 콜라겐 젤의 중 합 속도를 얼음에 보관 됩니다.
    1. 0.4% 콜라겐 R 솔루션 (쥐 꼬리 콜라겐)의 1 mL와 혼합 125 µ L의 행 크 스 균형 소금 솔루션 (HBSS).
    2. 빨간색 노란색에서 페 놀 레드 변경의 색상까지 1 M NaOH (수산화 나트륨) (~ 6 µ L)와 솔루션을 적정 하십시오.
    3. 콜라겐 젤에 Dulbecco의 수정이 글 중간 (DMEM) + 10% 태아 종 아리 혈 청 (FCS) 125 µ L을 추가 하 고 피 펫 팁을 신중 하 게 혼합.
    4. 콜라겐 젤의 28.6 µ L 96-잘 막 삽입 시스템 또는 12-잘 막 삽입 시스템 226 µ L의 막에 적용 됩니다.
    5. 30 분 동안 인큐베이터 (37 ° C, 5% CO2)에 젤을 둡니다.
  3. 섬유 아 세포와 콜라겐 세포 모델
    참고: 모든 단계는 무 균 조건 하에서 실행 됩니다.
    1. 기본 섬유 아 세포는 실험 하기 전에 5-7 일 준비. DMEM + 셀 문화 플라스 크 (75 cm2)에 10 %FCS 섬유 아 세포를 배양 하 고 매체 2-3 일 마다 변경.
      참고: 실험 설정에 따라 셀을 더 많이 사용할 수 있습니다.
    2. 세포 배양 플라스 크 (80% 합칠)에서 매체를 제거 하 고 10 mL (문화 플라스 크 75 cm2)로 두 번 버퍼링 하는 인산 염 (PBS)의 세척. 0.05%의 3 개 mL를 추가 트립 신 / ethylenediaminetetraacetic 산 (EDTA) 37 ° c.에 3 분 동안 품 어와
    3. 부드럽게 표면에서 세포를 분리 하려면 문화 플라스 크에 누릅니다. DMEM + 10 %FCS 3 mL를 추가 하 여 반응을 중지 합니다. 원심 분리기 튜브로 솔루션을 전송 합니다.
    4. 120 x g에 세포 현 탁 액을 원심, 상쾌한, 제거 하 고 셀 DMEM + 10 %FCS 0.5 mL을 resuspend.
    5. 셀을 계산 하 고 0.5 x 106 셀/mL의 농도를 조정 합니다.
      참고: 다음 단계는 얼음이 콜라겐 젤의 중 합 속도에 실행 됩니다.
    6. 믹스 125 µ L HBSS의 0.4% 콜라겐 R 솔루션의 1 mL와 함께.
    7. 솔루션 1 M NaOH로 적정 (~ 6 µ L) 페 놀 레드의 색상 노란색에서 빨간색으로 변경 될 때까지.
    8. 세포 현 탁 액의 125 µ L 추가 (DMEM 10 %FCS + 0.5 x 106 셀/mL) 콜라겐으로 젤과 피 펫과 신중 하 게 혼합.
    9. 콜라겐 젤의 28.6 µ L 96-잘 막 삽입 시스템 또는 12-잘 막 삽입 시스템 226 µ L의 막에 적용 됩니다.
    10. 30 분 동안 인큐베이터 (37 ° C, 5% CO2)에 젤을 둡니다.
    11. DMEM + 10 %FCS 75 µ L 젤 표면에 적용 하 고 96-잘 막의 수신기 접시에 300 µ L 삽입 시스템. 12-잘 막 삽입 시스템, 수신기 접시 표면 및 1,846 µ L에 대 한 590 µ L의 볼륨을 사용 합니다.
    12. 셀 매트릭스 모델 (에 어 리프트)의 표면에서 매체를 제거 하 고 7 일에 대 한 셀 매트릭스 모델 추가 품 어. 바닥에 100 μ 매체를 사용 하 고 매일 매체를 변경.
  4. 콜라겐 HaCaT 세포 모델
    참고: 모든 단계는 무 균 조건 하에서 실행 됩니다.
    1. HaCaT 준비 다음 단계 전에 5-7 일. DMEM + 셀 문화 플라스 크 (75 m m2)에서 5% FCS HaCaT 배양 하 고 매체 2-3 일 마다 변경.
      참고: 실험 설정에 따라 셀을 더 많이 사용할 수 있습니다.
    2. 플라스 크에서 매체를 제거 하 고 PBS의 10 mL (문화 플라스 크 75 cm2)로 두 번 세척. 0.05%의 3 개 mL를 추가 트립 신/EDTA와 37 ° c.에서 10 분 동안 품 어 DMEM + 10 %FCS 3 mL와 함께 반응을 중지 합니다. 원심 분리기 튜브로 솔루션을 전송 합니다.
    3. 120 x g에 세포 현 탁 액을 원심는 상쾌한을 제거 하 고 셀 DMEM + 10 %FCS 0.5 mL을 resuspend.
    4. 셀을 계산 하 고 0.5 x 106 셀/mL의 농도를 조정 합니다.
      참고: 다음 단계는 얼음이 콜라겐 젤의 중 합 속도에 실행 됩니다.
    5. 믹스 125 µ L HBSS의 0.4% 콜라겐 R 솔루션의 1 mL와 함께.
    6. 솔루션 1 M NaOH로 적정 (~ 6 µ L) 페 놀 레드의 색상 노란색에서 빨간색으로 변경 될 때까지.
    7. 콜라겐 젤을 DMEM + 10 %FCS 125 µ L을 추가 하 고는 피 펫으로 신중 하 게 섞는다.
    8. 세포 현 탁 액의 28.6 µ L 96-잘 막 삽입 시스템 또는 12-잘 막 삽입 시스템 226 µ L의 막에 적용 됩니다.
    9. 30 분 동안 인큐베이터 (37 ° C, 5% CO2)에 젤을 둡니다.
    10. 젤 표면에 세포 현 탁 액의 75 µ L을 적용 하 고 DMEM + 96 잘 막의 수신기 접시에 10 %FCS 300 µ L 삽입 시스템 추가. 12-잘 막 삽입 시스템, DMEM + 수신기 접시 10 %FCS 표면과 1,846 µ L에 대 한 590 µ L 셀 서 스 펜 션의 볼륨을 사용 합니다.
    11. 3 일간; 셀 매트릭스 모델을 품 어 2 일 후에 매체를 교환 합니다.
    12. 셀 매트릭스 모델의 표면에서 매체를 제거 하 고 추가 7 일에 대 한 셀 매트릭스 모델을 품 어. 바닥에 100 µ l 매체를 사용 하 고 매일 매체를 변경.
  5. 콜라겐 섬유 아 세포와 HaCaT 세포 모델
    참고: 모든 단계 콜라겐 젤의 중 합 속도를 얼음에 무 균 조건 하에서 실행 됩니다. 1.3.5, 단계까지 1.3 단계에서 설명한 대로 섬유 아 세포를 준비 하 고 나중 HaCaT에 설명 된 대로 단계 1.4.4까지 1.4 단계 날 준비.
    1. 믹스 125 µ L HBSS의 0.4% 콜라겐 R 솔루션의 1 mL에.
    2. 1 M NaOH와 함께 솔루션을 무력화 (~ 6 µ L) 페 놀 레드의 색상 빨간색 보라색에 노란색에서 변경 될 때까지.
    3. DMEM 구성 된 주된 fibroblast 세포 현 탁 액의 125 µ L 추가 + 10 %FCS + 0.5 x 106 셀/mL 콜라겐 젤과 신중 하 게 혼합.
    4. 세포 현 탁 액의 28.6 µ L 96-잘 막 삽입 시스템 또는 12-잘 막 삽입 시스템 226 µ L의 막에 적용 됩니다.
    5. 30 분 동안 인큐베이터 (37 ° C, 5% CO2)에 젤을 둡니다.
    6. 다음, 젤 표면에 96-잘 막 삽입 시스템의 수신기 접시에 300 µ L DMEM + 10 %FCS 75 µ L를 적용. 12-잘 막 삽입 시스템, 590 µ L의 볼륨 수신기 접시 표면 및 1,846 µ L에 대 한 사용 됩니다.
    7. 37 ° C, 5% CO21 일 품 어.
    8. 표면에서 매체를 제거 하 고 0.5 x 106 셀/mL와 HaCaT 세포 현 탁 액 추가. 볼륨은 단계 1.5.6 하기 전에 설명 된 대로 동일 합니다.
    9. 3 일간; 셀 매트릭스 모델을 품 어 2 일 후에 매체를 교환 합니다.
    10. 셀 매트릭스 모델의 표면에서 매체를 제거 하 고 추가 7 일에 대 한 셀 매트릭스 모델을 품 어. 바닥에 100 µ l 매체를 사용 하 고 매일 매체를 변경.
      참고:이 조사를 위해 3 젤/셀-모델 예제 12-잘 막 삽입 시스템에 대 한 준비 되었다. 96-잘 막 삽입 시스템, 우리 젤/셀 모델에 대 한 6 샘플을 사용. 대 한 통계, 3 샘플은 일반적 이다. 하지만 콜라겐 매트릭스 모델 96-잘 막 삽입 시스템에서 실험에 대 한 우리 예상 실패와 세포 배양에 대 한 편차. 따라서, 우리는 샘플의 많은 수를 선택 했다.

2. 침투성 연구는 막에 삽입 시스템

  1. 기증자 물질
    참고: 두 개의 fluorescein 나트륨 소금 (NaFl) 생산 됩니다.
    1. H2O 0.1 mg/mL 및 0.01 mg/mL의 농도에 있는 NaFl를 분해. 다른 fluorescein isothiocyanate-항생물질 (FD) 4000, 10000, 20000, 및 40000 g/mol의 분자량과 H2O 2 mg/mL의 농도에서에 녹아 있다. Agarose 젤 침투성 실험 ( 그림 1참조)에 대 한 기증자 물질로 서 이러한 솔루션을 사용 합니다.
    2. 콜라겐 세포 모델 설치에 대 한 DMEM + 물 대신 10 %FCS 모든 솔루션을 준비 합니다.
      참고: 재고 솔루션 (높은 농도 x 10) 기증자 물질의 준비. 기증자 농도의 작은 변화 침투성 실험의 결과 영향을 미칠 수 있습니다.
  2. 실험 방법
    참고: 침투성 실험 > 90%의 습도 37 ° C에서 실행 됩니다. 이 매개 변수는 세포의 생존 능력을 보장합니다. 온도는 agarose 젤, 콜라겐 젤과 콜라겐 세포 모델 실험에 사용 되는 동일한 매개 변수 그래서 확산 과정을 좌우 한다. 브래킷에 있는 볼륨 정보 12-잘 막 삽입 시스템을 말합니다.
    1. 96-(또는 12-) 잘 막 준비 agarose의 구성 된 배리어와 삽입 시스템 (프로토콜 1.1 참조) 젤 또는 모델 셀 (프로토콜 1.2-1.5 참조) 및 형광 기증자 물질.
    2. 1:10, 1:20, 희석을 준비 1시 40분, 1:80, 1:160, 및 1:320 표준 곡선을 설정 하기 위한 기증자 물질의. 수신기 접시의 3 개의 우물에서 모든 희석의 300 µ L (1,846 µ L) 플라스틱 12-잘 막에 대 한 시스템 사용 별도 수신기 접시를 삽입 합니다. 직렬 희석은 측정된 형광 [RFU] 동등한 농도 [mg/mL]로 변환 하는 데 사용 됩니다.
    3. 샘플 (agarose 젤 또는 셀 모델) 위에 기증자 물질의 75 µ L (590 µ L)와 acceptor 물질의 300 µ L (1,846 µ L) 추가 (H2O 또는 DMEM + 10 %FCS) 수신기 접시에 ( 그림 1참조).
      참고: 막에 액체의 표면 시스템 삽입 수신기 접시에서 있다 액체 정역학 압력을 피하기 위해 같은 수준 인지 확인 합니다.
    4. 인큐베이터에서 통에 전체 시스템을 전송 합니다. 균질 혼합 달성을 떨고 조정 (총 스트로크 궤도 1.5 m m, 속도 수준 3.5 회전 관련 조정 ~ 480 1/min)을 확산 과정에 영향 농도 기온 변화도 피하기 위해.
    5. 형광 매 시간 마다 주기적으로 확인 합니다. 형광 측정, 하 빈 접시에 막 삽입 시스템을 전송 하 고 플레이트 리더를 사용 하 여 수신기에서 형광을 측정 한다. 485 nm의 여기 파장을 사용 하 여 535의 방출 fluorescein 위한 nm.
    6. 5 h에 대 한 실험을 실행 합니다.
      참고: 실험, 동안 전체 시스템에서 증발 액체. 증발은 기증자와 수락자에 농도 변경 하 고 결과 영향을 미칩니다. 이 효과 실행 시간이 긴 상영 시간을 고려해 야 하지만 5 h의 경우 무시 됩니다.
  3. 침투성 계수를 계산
    1. 표준 곡선을 설정 하려면 직렬 희석 농도 대의 형광을 음모 하 고 데이터 선형 회귀를 수행 합니다.
    2. 선형 회귀 분석의 기울기를 사용 하 여 농도 투과 실험의 형광 데이터를 변환할. 시뮬레이션을 위해 몰/m3으로 단위를 변환 합니다.
    3. 시간이 지남에 기능으로 농도 플롯 하 고 ( 그림 2참조) 데이터의 선형 세그먼트를 설정.
    4. 이 선형 부분의 기울기를 확인 하 고 침투성 계수는 다음 식에 따라 계산 ( 그림 2에서 예제 참조):
      figure-protocol-7066
      어디Adc / dt는 시간이 지남에 수락자 측 내의 물질의 농도의 변화 (기울기); CD 는 기증자 측;에 집중 P는 침투성 계수; 투과 표면 A VA 이며 수락자의 볼륨. 이 방정식은 Fick의 첫번째 법률에서 파생 된 때만 적용할 수 있습니다 CD » CA6,22.
    5. 참고: 기증자에 농도 수락자에서 감지 하는 농도 보다 훨씬 높이 필요가 있다. 이 실험적인 체제에서 확인 했습니다.

3입니다. 시뮬레이션

참고: 시뮬레이션 콤솔 Multiphysics 5.1 이루어졌다. 이의 기본적인 지식을 가정 합니다. 확산 시뮬레이션에 대 한 다음과 같은 가정이 적용 됩니다: (a) H2O에서에서 물질의 확산 계수는 젤에 그에 비해 훨씬 높은. 이 차이 대 한 보상, 시뮬레이션 1 x 10-9 m2/s 2 %agarose 젤 통해 NaFl의 확산 계수에 비해 10 ~ 100 배 높은 값을 사용 합니다. (b)에 실험 물질 장벽을 통해 확산 하 고 막의 세포 막을 통해 시스템 삽입. 실험적인 체제와 달리 가상 agarose 젤 또는 셀 매트릭스와 막 한 동일한 단계를 수 간주 됩니다. ("아니 슬립", 모든 미 끄 러 짐을 효과 벽에 벽에 c) 경계 효과 설정 (액체 및 젤 또는 액체와 셀 사이 모델) 막 삽입 시스템의 무시 하 고 확산 과정에 대 한 중요 하지 않습니다.

  1. 확산 시뮬레이션의 설치
    참고: 다음이 단계는 침투성 실험의 시뮬레이션의 설치를 보여 줍니다. 96-12-잘 막 삽입 시스템에 대 한 시뮬레이션은 별도로 설정 했다. "화학 종 전송" 모듈 Fick의 유포의 제 2 법칙에 따라 방정식을 사용 하 여:
    figure-protocol-8197
    여기서 c는 물질의 농도, t는 시간, u 속도, D는 확산 계수 이며 R 반응 속도. 반응 속도 화학 반응은 확산 과정에서 발생 하기 때문에 무시 했다.
    1. 프로그램을 열고 새 모델을 시작 합니다. 선택 "모델 마법사", 선택 3D 모델 추가 전송의 희석 종 "" 풀 다운 메뉴에서 물리 인터페이스 "연구"를 클릭, "시간 종속" 연구를 선택 하 고 "완료"를 클릭 합니다.
    2. "글로벌 정의"에 고 오른쪽 클릭과 "매개 변수"를 추가 합니다. 격자에 기하학적 및 물리적 매개 변수를 입력 (하십시오 표 1, 표 2, 그림 3e참조).
      참고: 96-잘 막 삽입 시스템에서 agarose 젤의 오목한 표면 침수 공 직선 근사 줄 했다.
    3. 실험에서 막 삽입 시스템의 기하학을 설정 합니다. 단계 3.2, 96-잘 막 삽입 시스템의 형상을 작성 하는 방법의 예로 표시 됩니다. 길이 단위 설정 되어 미터.
      참고: 계산 시간을 절약 하려면 전체 형상이 구성 되지 않습니다. 대신, 기하학 기하학의 4 분의 1의 센터 라인을 사용 하 여 감소 될 수 있다 ( 그림 3a 와 그림 3b참조).
    4. "정의" (오른쪽 "정의"에 클릭 하 고 "프로브"를 찾습니다)에서 두 "도메인 프로브"를 추가 하 고 한 프로브 수락자 도메인 및 다른 기증자 도메인으로 선택 합니다. 둘 다 "평균"과 식 "c" 단위 "몰/m3"으로 입력을 위해 선택 합니다.
      참고:이 단계는 선택적 이며 시뮬레이션 동안 기증자와 수락자의 농도 보여 줍니다.
    5. "전송 속성에 1" "전송"으로 "Dif_w" Diluted 종의 확산 계수 (Dc)를 설정.
      참고: "전송 속성 1" 기증자와 수락자 둘 다 도메인 사용 됩니다. 다음 단계에서 배리어 도메인 덮어쓰게 됩니다.
    6. "교통의 희석 종에" 두 번째 "전송 속성 2" 오른쪽 클릭 추가 하 고 "도메인 선택"에서 장벽 (2)를 선택 합니다. 시뮬레이션의 목적에 따라 확산 계수 더미 변수 "D" 또는 방 벽의 값으로 설정할 수 있습니다. 첫 번째 테스트 실행에 대 한 2E-10 m2/s의 값을 설정 합니다.
      참고: "D" 단계 3.3 나중에 선언 됩니다.
    7. "교통의 희석 종"에 대 한 "1" 초기 값 0으로 농도 정의.
      참고: "초기 값 1" 장벽과 수락자 도메인 사용 됩니다. 다음 단계에서 기증자 도메인 덮어쓰게 됩니다.
    8. 추가 전송의 희석 "종"에 두 번째 "초기 값 2" 오른쪽으로 클릭 하 고 도메인으로 기증자 (3)를 선택 합니다. 기증자 물질 (예를 들어, 표 2에서 C_fl)의 초기 농도 농도 설정 합니다.
    9. "교통의 희석 종에" 오른쪽 클릭 "대칭 1"을 추가 하 고, 추가 하 고 전체 형상을 대칭 "경계 선택,"의 모든 표면 선택 (3.2 단계에서 형상 예 그것은 경계 번호 1, 2, 4, 5, 7, 8).
      참고: 전체 형상이 설정 하는 경우이 무시할 수 수 있습니다.
    10. "메쉬"의 오른쪽 클릭으로 두 개의 "무료 사면체"을 추가 합니다. 도메인 ("도메인"으로 변화 형상 엔터티 수준)으로 장벽 (2)를 선택 합니다. 추가 "크기" 오른쪽 클릭 "무료 Tetrahedral 1" 미리 정의 된 메시 "미세한" 12-잘 막에 대 한 삽입 시스템 또는 "여분의 벌금" 96-잘 막에 대 한 삽입 시스템.
    11. 에 두 번째 "무료 사면체" 선택 기증자와 수락자 도메인 및 12-잘 막에 대 한 미리 정의 된 메시 "정상" 삽입 시스템 또는 "세밀" 96-잘 막에 대 한 삽입 시스템으로 ( 그림 3 c 및 그림 3참조).
      참고: 그것은 또한 낮은 메쉬 계산 시간을 절약할 수를 선택할 수입니다. 이 결과의 정확성을 줄일 수 있습니다. "빌드 모든" 속"메쉬" 메쉬 지오메트리를 클릭 합니다.
    12. "계산"와 시뮬레이션을 시작은 "연구 1".
  2. 형상에 대 한 예제 설치
    참고: 여기 예제는 96-잘 막 삽입 시스템 (오목한 벽)의 기하학을 설정 하는 방법의 제공 됩니다. 모든 단계는 프로그램의 형상 모듈에서 실행 됩니다. 길이 단위 설정 되어 미터.
    1. D_w/2와 h_sp + h_b + h_a의 높이의 반경 가진 실린더 1 "형상 1"에 (오른쪽 클릭)을 생성 합니다.
    2. D_tran/2, h_sp의 h_b + h_a, 및 z 위치의 높이의 반경 가진 2 실린더를 생성 합니다.
    3. "차이" 옵션을 사용 (오른쪽 클릭 "형상 1", "부울 및 파티션" 위치) 실린더 2 실린더 1에서에서 뺄. 선택은 "개체 추가", "cyl1" 활성화 "개체를" 그리고 "cyl2"를 선택 했다. 새로운 볼륨 수락자의 형상 이다.
    4. 실린더 3 d_a/2의 반지름, h_b, 높이 h_sp의 z 위치를 생성 합니다.
    5. 반지름 r과 z 위치 r_z와 구형 1을 생성 합니다.
    6. 뺄 영역 1 (sph1) 실린더 3 (cyl3)에서 "차이" 옵션을 사용 합니다. 새로운 볼륨 차이 2 라고 합니다.
    7. 실린더 4 d_a/2의 반지름, h_b + h_a, 높이 생성 하 고 h_sp의 z 위치.
    8. 차이 2에서 4 (cyl4) 실린더를 "차이" 옵션을 사용 합니다. 새로운 볼륨 수락자의 형상 이다.
    9. 반복 단계 3.2.4-3.2.6 장벽 (agarose 젤 또는 셀 모델 실험에)를 구축 합니다.
    10. 조합 1의 모든 형상 요소 (오른쪽 클릭 "형상 1", "부울 및 파티션" 위치)를 확인 합니다.
    11. D_tran의 길이를 설정 하는 모든 가장자리에 1 블록 생성 * 2, 위치-d_tran와 d_tran의 y의 x * 2.
    12. D_tran의 모든 가장자리 길이 2 블록 생성 * 2, 위치 x의-d_tran * 2와 y의-d_tran.
    13. 블록 1에서에서 연합 1 빼기 2를 차단 하는 "차이" 옵션을 사용 합니다.
  3. 매개 변수 최적화 시뮬레이션을 추가
    참고: 매개 변수 최적화의 도움으로 확산 계수는 이전에 생성 된 실험 데이터에 장착 될 수 있습니다. 다음 지침에는 확산 시뮬레이션으로 최적화 부분을 통합 하는 방법을 보여 줍니다. 확산 시뮬레이션이 단계를 시작 하기 전에 작동 하는지 확인 합니다.
    1. 물리학-모듈 "최적화" "추가 약"를 사용 하 여 추가 (최적화에서에서 찾을 수 있습니다 "수학" 카테고리 "최적화 및 감도") 시뮬레이션을. "구성 요소에 추가"를 클릭 하십시오.
    2. "변수"와 "정의" (구성 요소에서 로컬)에서 마우스 오른쪽 단추로 클릭 하 고 표 3에서 변수에 입력을 추가 합니다.
      참고: 매개 변수 최적화 사용 하 여 실제 숫자, 즉, 팩터 1-10 의 확산 계수는 별도로 정의 되어야 합니다.
    3. 연산자 이름 "수락자"에서 "구성 요소 연결" 섹션 및 유형 "정의"에 오른쪽 클릭 "평균 1"을 추가 합니다.
    4. 실험 데이터를 포함 하는 별도 텍스트 문서를 생성 합니다.
      참고: 세미콜론 구분 열; 줄 바꿈을 행을 구분합니다. 시간 선언 초, mol/m3에 농도 측정 됩니다. 첫 번째 제거 하 고 지연 단계에서 두 번째 데이터 요소 ( 그림 2참조)의 가능한 피팅 오류를 피하기 위해 실험. 여기에 텍스트 문서 처럼 보일지 어떻게 예가입니다.
      3540;      0.00216
      7140;      0.00724
      12240;    0.01707
      15180;    0.02230
      18660;    0.02697
      21540;    0.02931
      이 예제에서는 시뮬레이션 테스트를 사용할 수 있습니다.
    5. "글로벌 최소 제곱 목표" 오른쪽 클릭 "최적화"에 추가 단계 3.3.4에서에서 "실험 데이터" 텍스트 문서를 첨부 하 고 첫 번째 열으로 정의 "시간 열 1" 오른쪽으로 "글로벌 최소 제곱 목표"로 두 번째 열에 클릭 와 "열 1 가치"를 오른쪽 클릭 "글로벌 최소 제곱 목표". "값" 열 "의"식"변수"C "를 입력합니다.
    6. 추가 "글로벌 제어 변수 1"와 "최적화"를 마우스 오른쪽 단추로 클릭 하 고 변수 초기 값 "1", "0", 하한값 및 상한 "1000"로 "D_search"를 선언 합니다.
    7. 추가 "최적화" 오른쪽 클릭 "연구 1" 고 최적화 해 찾기 방법으로 "SNOPT"를 선택 했다. 1E 9 최적 공차를 설정 합니다.
      참고: 최적 공차를 증가 하는 시뮬레이션을 수렴 하지 않았다. 시뮬레이션의 최적 공차 너무 크면 정확한 것을 명심에서 하십시오.
    8. "연구"와 "계산" 매개 변수 최적화를 시작 합니다. "D"로 장벽에 확산 계수를 설정 하는 것을 잊지 마십시오.

결과

96-잘 막에 침투성 실험 삽입할 2 %agarose 젤 시스템 장벽을 시뮬레이션의 정확도 평가 하기 위해 실시 했다. 45 x 10-10 m 스톡 반경 (376.27-40000 mol wt) 최대 5 x 10-10 m에서 확산 물질의 분자 크기의 영향을 확인 하는 fluorescein 나트륨 소금 (NaFl)와 fluorescein isothiocyanate 항생물질 (FD) 사용 되었다. 시뮬레이션의 기본 매개 변수 최적화 시뮬레이션 실험 데이터에 맞게 사용 되었다.

이 위해, 시뮬레이션된 침투성의 선형 부분의 실험 결과에 비교 했다. 작은 분자 크기에 대 한 시뮬레이션 및 실험 데이터 ( 그림 4a 및 4b 그림참조) FD 4000 80.2%와 99.2 %NaFl 좋은 계약에 있었다. 더 큰 분자 크기 FD만 50.5%, FD 20000, 79.7%, FD 40000 53.6%의 상관 관계를 보여주는 높은 편차를 생성. 시뮬레이션에서 곡선 진행 지연 시작 및 그래프 (참조 그림 4 c-4e)의 더 과정에서 강한 상승에서 보였다.

침투성 계수 및 시뮬레이션된 확산 계수 표시 됩니다 표 4. 투과 계수는 분자 크기 증가 함께 감소 합니다. 표준 편차는 10-8 m/s x 0.08 사이 10-8 m/s x 0.47 (N = 7)는 4.18%와 46.15%의 절대 오차에 대응. 더 큰 분자와 실험 더 큰 절대 오차를 보였다. 시뮬레이션 된 유포 계수 실험 침투성 계수에 매우 유사 하 게 행동 했다. 더 큰 스톡 반지름와 물질 보여 감소 확산 계수, 9.09%와 18.46 %ranged 절대 오차 (N = 3).

추가 투과 실험에서 4 개의 다른 콜라겐 세포 모델 유형 12-잘 막 장벽 삽입 시스템으로 사용 되었다. 이러한 모델 셀 무료 모델 및 셀 모델 표면에 콜라겐 젤에 HaCaT 기본 fibroblasts의 다른 조합으로 구성 됩니다. 다음과 같이 사용 되었다: 셀-무료 모델로, 콜라겐 + 섬유 아 세포 (대령 + F.), 콜라겐 (대령) 콜라겐 + HaCaT (대령 + 헤), 그리고 콜라겐 + 섬유 아 세포, HaCaT (대령 + F. + H.). DMEM + 10% FCS fluorescein 나트륨 소금 기증자 물질으로 사용 되었다. 이미지에 대 한 되며와 (그가) 오신 얼룩 콜라겐 세포 모델의 분석은 사용 되었다. 이 얼룩 이루어졌다 제조업체의 프로토콜을 사용 하 여. 그림 5에서 대표 대령 + F. + H. 모델 같은 얼룩은 표시 됩니다. 그가 약간의 콜라겐 매트릭스 조직 구조 얼룩. 섬유 아 세포는 매트릭스에 있으며 섬유 및 HaCaT 세포의 핵은 어두운 바이올렛에 스테인드. 콜라겐 매트릭스 위에 모델 상단 바깥쪽 레이어를 구축 HaCaTs의 핵 해야 많은 핵을 포함 하는 계층입니다.

표 5, 실험적인 투과 계수 및 시뮬레이션된 유포 계수 나열 됩니다. 대부분 HaCaT 없이 모델에 비해 낮은 투과/확산 계수는 HaCaT와 모델의 추세를 볼 수 있습니다. 투과 계수의 절대 오차는 10.9-24.4%, 그리고에 대 한 확산 계수 5.2%-12.9%.

figure-results-2109
그림 1: 시스템을 삽입 하는 막의 침투성 실험의 측면 보기. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

figure-results-2431
그림 2: 침투성 실험의 모범적인 그래프. 수락자의 농도 시간이 지남에 따라 플롯 됩니다. 2 점선된 라인 그래프의 거의 선형 부분 대괄호. 선형 부분의 기울기는 침투성 계수를 결정 하는 데 사용 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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그림 3: 형상 및 막의 메쉬 삽입 시스템 시뮬레이션에. (한) 96-잘 막의 형상 삽입 시스템. (b) 12-잘 막의 형상 삽입 시스템. (c) 96-잘 막의 메쉬 삽입 시스템. (d) 12-잘 막의 메쉬 삽입 시스템. (e) 횡단면 및 막의 매개 변수 삽입 시스템. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

figure-results-3356
그림 4: 최적화 된 시뮬레이션을 투과 실험에서 실험 데이터의 비교. fluorescein 나트륨 소금 (a), (b) fluorescein isothiocyanate-dextran 4000 mol wt., (c) 10000 mol wt., (d) 20000 mol wt., 및 (e) 40000 몰 wt. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

figure-results-3900
그림 5: 대표 그 콜라겐 세포 모델 (콜라겐 + Fibroblasts HaCaT)의 얼룩. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

figure-results-4239
그림 6: 96-잘 막에서 fluorescein 나트륨 소금, fluorescein isothiocyanate-dextran을 사용 하 여 1/스톡 반경의 기능으로 침투성 계수 시스템 삽입. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

이름Experession mm에서 96 잘 시스템에 대 한12 잘 시스템 m m에 대 한 Experssion설명
d_tran5.65 [mm]14.7 [mm]우물의 직경
d_a4.26 [mm]12.1 [mm]막의 직경
d_w8.79 [mm]21.97 [mm]수락자의 직경
h_b2 [mm]2 [mm]방 벽의 Heigh
h_sp1 [mm]1 [mm]거리 사이 잘 및 아래쪽
h_a4.73 [mm]5.24 [mm]수락자의 높은
bh_b/2-침수 깊이
r((d_a)^2+4*b^2)/(8*b)-침수 공+ 의 반경
r_zr + h_b-z-침수 공+ 의 위치

표 1: "화학 종 전송" 시뮬레이션에 대 한 매개 변수 기하학. + Agarose의 시뮬레이션에 대 한 사용에 96 잘 막에서 젤 시스템을 삽입 합니다.

이름식값설명
C_fl0.1 [mg/ml]/376.28 [g/mol]0.26576 mol/m2 Fl.So의 농도입니다.
C_42 [mg/ml] / 4000 [g/mol]0.5 mol/m2FD 4.000의 농도
C_102 [mg/ml] / 10000 [g/mol]0.2 mol/m2FD 10.000의 집중
C_202 [mg/ml] / 20000 [g/mol]0.1 mol/m2FD 20.000의 농도
C_402 [mg/ml] / 40000 [g/mol]0.05 mol/m2FD 40.000의 농도
Dif_w1e-9 [m ^2/s]1E-9 m2/s물 혼합의 확산 계수

표 2: "화학 종 전송" 시뮬레이션에 대 한 실제 매개 변수.

이름식설명
CAcceptor(c)수락자 농도의 정의
DD_search * 1 e-10D 계수 변화

표 3: "최적화" 시뮬레이션에 대 한 매개 변수입니다.

침투침투성 계수 (m/s) x 10-8확산 계수 (m/s2) x 10-10Permeate (m) x 10-10 의 스토크스 반경
Fl.So입니다.4.79 ± 0.201.94 ± 0.345
FD 40002.37 ± 0.310.65 ± 0.1214
FD10, 0001.67 ± 0.470.22 ± 0.0223
FD 200000.65 ± 0.300.29 ± 0.0433
FD 400000.27 ± 0.080.14 ± 0.0245

표 4: 2 %Agarose 젤 + 96 잘 막에서 막 통해 다른 스톡 radius와 물질의 침투성 및 확산 계수 시스템 삽입. (fluorescein 나트륨 소금 층 그래서, fitc dextran = FD =).

모델침투성 계수 (m/s) x 10-8확산 계수 (m/s2) x 10-10
대령2.18 ± 0.291.22 ± 0.06
대령 + F입니다.1.77 ± 0.380.93 ± 0.12
대령 + H입니다.1.64 ± 0.400.96 ± 0.05
대령 + F. + H입니다.1.65 ± 0.180.88 ± 0.11

표 5: 12에서 콜라겐 세포 모델을 통해 fluorescein 나트륨 소금의 침투성 및 확산 계수-잘 막 삽입 시스템 (대령 = 콜라겐, F. = 섬유, H. HaCaT =).

토론

이 연구는 조직 구조는 멤브레인에 설계를 통해 투과 척도를 개발 하는 방법 문서. Agarose 젤을 통해 분자 크기 변화와 물질의 투과 먼저 테스트 하 고 유효성 검사 메서드와 해당 시뮬레이션 시험 되었다. 그것은 잘 알려진 작은 분자 (젤 침투 착 색 인쇄기에 의해 여과 효과)를 제외 하 고 매트릭스 메쉬를 통해 빠르게 침투. 유사한 관측 sclera26, 인간 표 피 막27, 인간의 피부17및 쥐 피부28을 통해 물질의 크기-배제 실험 되었다. 침투성 계수와 해당 스톡 반경 (설명, 일반적으로 효과적인 분자 반경 보다 작은 분자와 같은 확산 속도와 이동 하드 구의 반지름) 사이 역 상관 관계 표시 되었습니다 26 , 28와 유사한 관계는 다른 분자 크기의 물질 실험에서 관찰 되었다. 침투성 계수 1/스톡 반경에 그려서 작은 분자 크기와 4 개의 그룹에는 선형 상관 관계가 발견 (R2 = 0.93) (그림 6). 이 제안 하는 방법으로 시뮬레이션된 침투성 계수는 현실적인 범위에서 나타냅니다.

실험에서 46.15%의 오차 프란츠 보급 셀 시스템10침투성 실험에 대 한 보도 보다 약간 큽니다. 1 개의 가능한 설명은 나중에 설명 fluorescein-isothiocyanate-dextran의 크기 분포 될 수 있습니다.

설명 하는 방법을 중요 한 장점에 비해 프란츠 보급 셀 시스템을 사용 하 여 방법 있다. 첫째, 설치는 더 조밀한; 실험은 상업 잘 플레이트 (∼ 13 cm x 8.5 c m)의 규모를가지고 하는 막 삽입 시스템에서 직접 실행 됩니다. 반면 별도 프란츠 보급 셀은 각 샘플에 필요한 여러 샘플을을 동시에 실행 될 수 있습니다. 둘째, 피부 모델의 침투성 막 삽입, 재배 수행에 직접 측정할 수 있습니다. 프란츠 유포 세포를 사용 하 여 샘플 밖으로 이동 하 여 더 작은 샘플에 대 한 성가신 이며 또한 보다 시스템에 장착 된 있다.

콜라겐 세포 매트릭스 투과 실험이이 방법은 수 셀 시드 시스템에 성공적으로 적용 될 것을 보였다. 여기에 제시 된 모델 피부 모델;에 대 한 확인 그러나, 다른 종류의 유기 셀 문화, 예를 들면, 신장 또는 간 메서드를 적용할 수 있습니다.

이 연구에서 콜라겐 셀 모델 있는 HaCaT 세포는 완전히 모델 표면 덮여 사용 되었다 ( 그림 5참조). 이 방법은 충분히 HaCaT 레이어 없이 콜라겐 세포 모델 사이의 침투성 계수를 구별 하는 민감한 시연 침투성 계수 감소에 지도 했다. 이상적으로, 피부 모델 진짜 피부29의 표 피에 접근, 방 벽을 구축 해야 합니다 그리고 그것은 따라서 실제 사용 하기 전에 피부 모델의 품질 (예, 진 피, 표 피의 건물)를 확인 해야 합니다. 피부 모델의 개발 기술 얼룩과 시각화 하 고 피부 단백질과 콜라겐30,,3132의 탐지에서 측정할 수 있습니다. 침투성 계수 또한 피부 모델의 개발을 평가 하기 위한 중요 한 요소가 있을 수 있습니다 하지만 추가 실험 이것을 확인 하는 데 필요한. 앞에서 설명한 대로이 메서드는 동시에 여러 개의 샘플을 실행 수 있습니다. 그것은 또한 침투성, 측정 하 고이 매개 변수는 피부 모델의 개발을 관찰 함으로써 재배 기간 동안 샘플을 걸릴 수 있습니다.

침투성 막 젤/콜라겐-셀-모델을 동시에 측정은 주목 한다. 검색 된 침투성 계수는 시스템 관련, 그것에 의하여 다른 피부 모델의 결과 비교 될 수 있다 동일한 막 삽입을 사용 하는 경우. 또한, 피부 모델 테스트 물질 것입니다 모델을 통해 침투 하지 그것에 인접 한, 어떤 것이 유도 오류 침투성 측정 확인 하기 위해 전체 재배 면적을 커버 해야 합니다. 실험 앞으로 간주 되어야 하는 또 다른 측면은 피부 주변 자연 환경. 일반적으로, 피부 표면의 온도 투과 조건에 영향을 미칠 수 있는 내부 지역에 비해 낮습니다.

컴퓨터 시뮬레이션으로 실험실 실험을 정렬 하기 위해 적용 된 시뮬레이션에 대 한 매개 변수 최적화를 가능 하 게 하는 방법 제시 되었다. 시뮬레이션은 작은 분자 크기와 물질에 대 한 실험 데이터를 잘 맞춰을 발견 했다. 그러나, 시뮬레이션 및 실험 데이터 간의 편차는 더 큰 분자 크기와 물질에 대 한 관찰 되었다. 큰 다 당 류 분자는 마찰을 증가 하 고 젤에 확산 과정을 느리게 수 있습니다. 이 효과 사용 하면 비정상적인 확산 실험 간의 편차에 대 한 가능한 이유 및 시뮬레이션 값33,34. 또 다른 설명은 fluorescein isothiocyanate dextran 작은 또는 큰 입자의 존재를 수 있습니다. 제조 업체는 작고 큰 입자가 있을 수 있는 특정된 범위와 평균 크기로 물질의 분자량을 지정 합니다. 그것 아니다 또한 명확 어떻게 분산 된이 물질은, 작은 입자는 젤과 유체 채널 통해 빠르게 침투. 이러한 확산 및 마찰 효과 고려 하는 시뮬레이션을 확장할 수 있다.

침투성 실험 및 시뮬레이션 2 OC.에 사용 하기 위해 개발 되었다 시뮬레이션의 도움으로,이 실험 방법은 더 정교한 실험 설정에 직접 전송할 수 있습니다. 예를 들어 막 삽입 시스템 시뮬레이션 2 OC의 형상 또는 비슷한 설정으로 다른 시스템에 전송 쉽게 수 있습니다. 이 옵션은 변조 시뮬레이션의 미래 실험의 디자인을 지원 하기 위해 사용할 수 있습니다. 또한, 증발, 비정상적인 보급 및 막 효과 등 부작용 시뮬레이션, 정확도 향상을 향상 시키기 위해 통합할 수 있습니다. 시뮬레이션 프로그램을 변경 하거나 피부 모델 개발의 다른 측면을 조사 하기 위하여 다른 물리적 모듈을 통합으로 뿐만 아니라 시뮬레이션 방정식을 향상 기회를 제공 합니다. 한 예로 포도 당 소비와 젖 산 생산 콜라겐 세포 모델에서의 시뮬레이션입니다.

의료 물질의 테스트는 특히 흥미로운 점은 어떻게 물질 기관-칩 시스템에 배포 됩니다. 내 도움 답변을 질문에 얼마나 빨리 같은 물질 시스템에 침투 하는 시뮬레이션 및 침투성 매개 변수는 농도 멀티 organ 칩에 다른 조직에 사용할 수 있을 것입니다 뿐만 아니라. 이 메서드는 지원 하 고 개발과 같은 장기-온-칩 시스템의 테스트를 향상 시킬 수 있습니다.

공개

Uwe 마르크스는 CEO와 주주 이며 식도 린드 너는 TissUse GmbH, MOC 기술 및 제조 회사의 주주. 다른 저자는이 종이의 간행물에 관한 관심사의 충돌을 선언합니다.

감사의 말

이 작품 호 부여에서 재정 지원 도이치 가운데 (DFG)에서 만든 PO413/12-1과 라 1028/7-1.

자료

NameCompanyCatalog NumberComments
AgaroseCarl RothK297.2High Resolution Powder
CollagenServa47256.01Collagen R solution 0.4 %
DMEMLonza (Biozym Scientific GmbH)880010-12High Glucose with L-Glutamine
FCSBiochrom GmbHS0615 0114FFetal Calf Serum
Fluorescein Sodium SaltSigma-Aldrich46960-25G-F
Fluorescein Isothiocyanate-dextranSigma-Aldrich46944-500MG4000 g/mol
Fluorescein Isothiocyanate-dextranSigma-AldrichFD10S-250MG10 000 g/mol
Fluorescein Isothiocyanate-dextranSigma-AldrichFD20S-250MG20 000 g/mol
Fluorescein Isothiocyanate-dextranSigma-AldrichFD40S-250MG40 000 g/mol
HBSSThermoFisher Scientific14170120no calcium, no magnesium , with phenol red
NaOHMerck1.06467.9010granulated
PBSGibco18912-014tablets
Transwell Cell Culture InsertsCorning339196 well, 0.4 µm pore size
Transwell Cell Culture InsertsCorning (VWR)734-156312 well, 0.4 µm pore size
TrypsinBiochrom GmbHL2143with EDTA

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