Name: a method for determination and simulation of permeability and diffusion in a 3d tissue model in a membrane insert system for multi-well plates
Uploaded: 2018-02-23T13:00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Method for Determination and Simulation of Permeability and Diffusion in a 3D Tissue Model in a Membrane Insert System for Multi-well Plates at JoVE.com

Dette arbejde blev skabt med finansiel støtte fra Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) under grant nr. PO413/12-1 og LA 1028/7-1.

<ol>
	<li>Marx, U., 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=Human-on-a-chip+developments:+a+translational+cutting-edge+alternative+to+systemic+safety+assessment+and+efficiency+evaluation+of+substances+in+laboratory+animals+and+man?.">Human-on-a-chip developments: a translational cutting-edge alternative to systemic safety assessment and efficiency evaluation of substances in laboratory animals and man?.</a> ATLA. 40 (5), 235-257 (2012).</li><li>Maschmeyer, I., 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=Chip-based+human+liver-intestine+and+liver-skin+co-cultures+-+A+first+step+toward+systemic+repeated+dose+substance+testing+in+vitro.">Chip-based human liver-intestine and liver-skin co-cultures - A first step toward systemic repeated dose substance testing in vitro.</a> Eur J Pharm Biopharm. 95, 77-87 (2015).</li><li>Prunieras, M., Regnier, M., Woodley, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+Cultivation+of+Keratinocytes+with+an+Air-Liquid+Interface.">Methods for Cultivation of Keratinocytes with an Air-Liquid Interface.</a> J Invest Dermatol. 81 (1), 28-33 (1983).</li><li>Cannon, C. L., 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=New+epidermal+model+for+dermal+irritancy+testing.">New epidermal model for dermal irritancy testing.</a> Toxicol In Vitro. 8 (4), 889-891 (1994).</li><li>Ackermann, 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=The+Phenion+Full-Thickness+Skin+Model+for+Percutaneous+Absorption+Testing.">The Phenion Full-Thickness Skin Model for Percutaneous Absorption Testing.</a> Skin Pharmacol Physiol. 23 (2), 105-112 (2010).</li><li>Netzlaff, 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=Permeability+of+the+reconstructed+human+epidermis+model+Episkin+in+comparison+to+various+human+skin+preparations.">Permeability of the reconstructed human epidermis model Episkin in comparison to various human skin preparations.</a> Eur J Pharm Biopharm. 66 (1), 127-134 (2007).</li><li>Bran, B., 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=A+New+Discriminative+Criterion+for+the+Development+of+Franz+Diffusion+Tests+for+Transdermal+Pharmaceuticals.">A New Discriminative Criterion for the Development of Franz Diffusion Tests for Transdermal Pharmaceuticals.</a> J Pharm Sci. 13 (2), 218-230 (2010).</li><li>Pineau, A., 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=In+vitro+study+of+percutaneous+absorption+of+aluminum+from+antiperspirants+through+human+skin+in+the+Franz+diffusion+cell.">In vitro study of percutaneous absorption of aluminum from antiperspirants through human skin in the Franz diffusion cell.</a> J Inorg Biochem. 110, 21-26 (2012).</li><li>Filon, F. L., 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=In+vitro+percutaneous+absorption+of+cobalt.">In vitro percutaneous absorption of cobalt.</a> Int Arch Occup Environ Health. 77 (2), 85-89 (2004).</li><li>Ng, S. -. 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=Validation+of+a+Static+Franz+Diffusion+Cell+System+for+In+Vitro+Permeation+Studies.">Validation of a Static Franz Diffusion Cell System for In Vitro Permeation Studies.</a> AAPS PharmSciTech. 11 (3), 1432-1441 (2010).</li><li>Bonferoni, M. 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=A+Modified+Franz+Diffusion+Cell+for+Simultaneous+Assessment+of+Drug+Release+and+Washability+of+Mucoadhesive+Gels.">A Modified Franz Diffusion Cell for Simultaneous Assessment of Drug Release and Washability of Mucoadhesive Gels.</a> Pharm Dev Tecnol. 4 (1), 45-53 (1999).</li><li>Seiffer, S., Oppermann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+evaluation+of+FRAP+experiments+performed+in+a+confocal+laser+scanning+microscope.">Systematic evaluation of FRAP experiments performed in a confocal laser scanning microscope.</a> J Microsc. 220 (1), 20-30 (2005).</li><li>Pluen, A., 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=Diffusion+of+Macromolecules+in+Agarose+Gels:+Comparison+of+Linear+and+Globular+Configurations.">Diffusion of Macromolecules in Agarose Gels: Comparison of Linear and Globular Configurations.</a> Biophys J. 77, 542-552 (1999).</li><li>Cornelissen, L. H., 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=Diffusion+measurements+in+epidermal+tissues+with+fluorescent+recovery+after+photobleaching.">Diffusion measurements in epidermal tissues with fluorescent recovery after photobleaching.</a> Skin Res Technol. 14 (4), 462-467 (2008).</li><li>Pirot, 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=Characterization+of+the+permeability+barrier+of+human+skin+in+vivo.">Characterization of the permeability barrier of human skin in vivo.</a> PNAS. 94 (4), 1562-1567 (1997).</li><li>Tetteh, J., 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=Local+examination+of+skin+diffusion+using+FTIR+spectroscopic+imaging+and+multivariate+target+factor+analysis.">Local examination of skin diffusion using FTIR spectroscopic imaging and multivariate target factor analysis.</a> Anal Chim Acta. 642 (1-2), 246-256 (2009).</li><li>Guldbrand, S., 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=Two-photon+fluorescence+correlation+spectroscopy+as+a+tool+for+measuring+molecular+diffusion+within+human+skin.">Two-photon fluorescence correlation spectroscopy as a tool for measuring molecular diffusion within human skin.</a> Eur J Pharm Biopharm. 84 (2), 430-436 (2013).</li><li>Kehe, 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=Tissue+engineering+with+HaCaT+cells+and+a+fibroblast+cell+line.">Tissue engineering with HaCaT cells and a fibroblast cell line.</a> Arch Dermatol Rech. 291 (11), 600-605 (1999).</li><li>Veronike, M., 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=Epidermal+Organization+and+Differentiation+of+HaCaT+Keratinocytes+in+Organotypic+Coculture+with+Human+Dermal+Fibroblasts.">Epidermal Organization and Differentiation of HaCaT Keratinocytes in Organotypic Coculture with Human Dermal Fibroblasts.</a> J Invest Dermatol. 112 (3), 343-353 (1999).</li><li>Moraes, 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=Organs-on-a-chip:+a+focus+on+compartmentalized+microdevices.">Organs-on-a-chip: a focus on compartmentalized microdevices.</a> Ann Biomed Eng. 40 (6), 1211-1227 (2012).</li><li>Huh, D., 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=From+Three-Dimensional+Cell+Culture+to+Organs-on-Chips.">From Three-Dimensional Cell Culture to Organs-on-Chips.</a> Trends Cell Biol. 21 (12), 745-754 (2011).</li><li>Schimek, 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=Integrating+biological+vasculature+into+a+multi-organ-chip+microsystem.">Integrating biological vasculature into a multi-organ-chip microsystem.</a> Lab Chip. 13 (18), 3588 (2013).</li><li>Materne, E. -. M., 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=The+Multi-organ+Chip+-+A+Microfluidic+Platform+for+Long-term+Multi-tissue+Coculture.">The Multi-organ Chip - A Microfluidic Platform for Long-term Multi-tissue Coculture.</a> J Vis Exp. (98), (2015).</li><li>Materne, E. -. M., 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=A+multi-organ+chip+co-culture+of+neurospheres+and+liver+equivalents+for+long-term+substance+testing.">A multi-organ chip co-culture of neurospheres and liver equivalents for long-term substance testing.</a> J Biotechnology. 205, 36-46 (2015).</li><li>Materne, E. -. M., Tonevitsky, A. G., Marx, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chip-based+liver+equivalents+for+toxicity+testing+-+organotypicalness+versus+cost-efficient+high+throughput.">Chip-based liver equivalents for toxicity testing - organotypicalness versus cost-efficient high throughput.</a> Lab Chip. 13 (18), 3481 (2013).</li><li>Jayakrishna, A., 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=Diffusion+of+High+Molecular+Weight+Compounds+through+Sclera.">Diffusion of High Molecular Weight Compounds through Sclera.</a> IOVS. 41 (5), 1181-1185 (2000).</li><li>Peck, 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=Hindered+Diffusion+of+Polar+Molecules+Through+and+Effective+Pore+Radii+Estimate+of+Intact+and+Ethanol.">Hindered Diffusion of Polar Molecules Through and Effective Pore Radii Estimate of Intact and Ethanol.</a> Pharm Res. 11 (9), 1309-1314 (1994).</li><li>Ogiso, T., 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=Mechanism+of+the+Enhancement+Effect+of+n-Octyl-&#946;-D-thioglucoside+on+the+Transdermal+Penetration+of+Fluorescein+Isothiocyanate-Labeled+Dextrans+and+the+Molecular+Weight+Dependence+of+Water-Soluble+Penetrants+through+Stripped+Skin.">Mechanism of the Enhancement Effect of n-Octyl-&#946;-D-thioglucoside on the Transdermal Penetration of Fluorescein Isothiocyanate-Labeled Dextrans and the Molecular Weight Dependence of Water-Soluble Penetrants through Stripped Skin.</a> J Pharm Sci. 83 (12), 1676-1681 (1994).</li><li>Hadgraft, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin,+the+final+frontier.">Skin, the final frontier.</a> Int J Pharm. 224 (1-2), 1-18 (2001).</li><li>Asselineau, D., 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=Human+Epidermis+Reconstructed+by+Culture:+Is+It+"Normal"?.">Human Epidermis Reconstructed by Culture: Is It "Normal"?.</a> J Invest Dermatol. 86 (2), 181-186 (1986).</li><li>Casasco, A., 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=Cell+proliferation+and+differentiation+in+a+model+of+human+skin+equivalent.">Cell proliferation and differentiation in a model of human skin equivalent.</a> Anat Rec. 264 (3), 261-272 (2001).</li><li>Kehe, 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=Tissue+engineering+with+HaCaT+cells+and+a+fibroblast+cell+line.">Tissue engineering with HaCaT cells and a fibroblast cell line.</a> Arch Dermatol Res. 291 (11), 600-605 (1999).</li><li>Laurent, T. 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=Diffusion+of+Dextran+in+Concentrated+Solutions.">Diffusion of Dextran in Concentrated Solutions.</a> Eur J Biochem. 68, 95-102 (1976).</li><li>Metzler, R., Klafter, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+random+walk's+guide+to+anomalous+diffusion:+A+fractional+dynamics+approach.">The random walk's guide to anomalous diffusion: A fractional dynamics approach.</a> Phys Rep. 339 (1), 1-77 (2000).</li></ol>

Uwe Marx er den administrerende direktør og en aktionær og Gerd Lindner er aktionær i TissUse GmbH, en virksomhed fremstiller og kommercialisere MOC teknologien. Andre forfattere erklære nogen interessekonflikt med hensyn til offentliggørelsen af dette papir.

Denne undersøgelse dokumenterer en metode udviklet til at kvantificere gennemtrængning gennem en væv-konstruere manipuleret på en membran. Gennemtrængning af stoffer med forskellige molekylære størrelser gennem agarosegel blev først undersøgt for at teste og validere metoden og de tilsvarende simulering. Det er velkendt, at mindre molekyler gennemsyre hurtigere gennem en matrix mesh (med undtagelse af effekt i gel filtrering af permeabilitet kromatografi). Lignende observationer blev foretaget med størrelse-udelukkelse eksperimenter af stoffer gennem sclera26, human epidermal membran27, menneskelige hud17og rotte hud28. En invers korrelation mellem permeabilitet koefficienter og den tilsvarende Stokes radius (radius af en hård kugle, der bevæger sig med den samme diffusion sats som molekyler beskrevet, normalt mindre end den effektive radius af molekylet) har vist sig 26 , 28, og et lignende forhold blev observeret i eksperimenter med stoffer i forskellige molekylære størrelser. Ved at plotte permeabilitet koefficienterne over 1/Stokes radius, en lineær korrelation over de fire grupper med den mindste molekylære størrelse blev fundet (R2 = 0,93) (figur 6). Dette angiver, simulerede permeabilitet koefficienter med metoden foreslog i en realistisk rækkevidde.
Fejl på 46.15% i forsøgene er lidt større end rapporteret for permeabilitet eksperimenter med Franz diffusion celle system10. En mulig forklaring kunne være størrelse fordelingen af fluorescein-isothiocyanat-dextran, der diskuteres senere.
Den beskrevne metode har vigtige fordele sammenlignet med metoder, Franz diffusion celle system. For det første, setup er mere kompakt; Forsøgene udføres direkte i en membran Indsæt system, som har skala af en kommerciel godt plade (∼ 13 cm x 8,5 cm). Dette gør det muligt for flere prøver, der skal køres samtidigt, en separat Franz diffusion celle er nødvendigt for hver enkelt prøve. For det andet kan permeabilitet af huden model måles direkte i membranen Indsæt, hvor dyrkningen foregår. Ved hjælp af Franz diffusion celler, skal og prøverne tages og monteres på det system, som er mere besværligt for små prøver og er også mere tidskrævende.
Permeation eksperimenter med kollagen celle matricer viste, at denne metode kan anvendes med succes på celle-seedede systemer. Modellen præsenteres her blev kontrolleret for hud modeller; metoden kan dog anvendes til andre typer af økologisk cellekulturer, fx, nyre eller lever.
I denne undersøgelse, en kollagen-celle model blev brugt som HaCaT cellerne helt dækket modeloverfladen (Se figur 5). Dette førte til en reduktion af permeabilitetskoefficienten, viser, at metoden er følsom nok til at skelne permeabilitetskoefficienten mellem kollagen-celle model med og uden et lag af HaCaT. Ideelt, en hudmodel bør opbygge en barriere, der nærmer sig epidermis af en reel hud29, og det er derfor vigtigt at kontrollere kvalitet (fx, bygning af dermis, epidermis) af hudmodel før faktiske brug. Udvikling af en model, huden kan visualiseres med farvning teknikker og kvantificeres fra påvisning af huden protein og kollagen30,31,32. Permeabilitetskoefficienten kan også være en vigtig faktor for vurderingen af udviklingen af modellens huden, men yderligere eksperimenter er forpligtet til at bekræfte dette. Som tidligere nævnt, giver denne metode mulighed for parallelt flere prøver. Det er også muligt at udtage prøver under dyrkning at måle permeabilitet, og dermed iagttage udviklingen af denne parameter af modellens huden.
Det skal bemærkes, at permeabilitet er målt ved hjælp af en gel/kollagen-celle-model og en membran samtidigt. Den fundne permeabilitetskoefficienten er systemspecifikke, hvorved resultaterne af forskellige hud modeller kun kan sammenlignes når du bruger den samme membran Indsæt. Desuden, huden model skal dække den hele dyrkningsareal for at sikre, at test-kemikaliets vil gennemsyre kun gennem modellen og ikke støder op til det, som ville fremkalde fejl i permeabilitet målt. Et andet aspekt, der bør overvejes i fremtiden eksperimenter er det naturlige miljø omkring huden. Normalt, er hudens overflade temperatur lavere i forhold til den indre region, som kan få indflydelse på gennemtrængning betingelser.
For at justere lab eksperimenter med computersimulationer, blev en metode, som giver mulighed for parameter optimering for anvendt simulation præsenteret. Simuleringer blev fundet til at falde sammen med eksperimentelle data for stoffer med små molekylære størrelser. Dog blev afvigelser mellem simulering og eksperimentelle data observeret for stoffer med større molekylære størrelser. Store polysaccharid molekyler kan øge friktion og bremse udbredelsen proces i en gel. Denne effekt forårsager unormal diffusion, som er en mulig årsag til afvigelsen mellem eksperimentelle og simulation værdier33,34. En anden forklaring kan være tilstedeværelsen af mindre eller større partikler i fluorescein isothiocyanat dextran. Fabrikanten angiver molekylvægt af stoffet som den gennemsnitlige størrelse med et givet område, som giver mulighed for større og mindre partikler til stede. Det er også uklart hvordan spredte disse stoffer er, som de mindre partikler gennemsyre hurtigere gennem gel og væske-kanal. Det er muligt at udvide simulering for at overveje disse diffusion og friktion effekter.
Permeabilitet eksperiment og simulation blev udviklet til brug i en 2-OC. Med hjælp fra simuleringen, kan denne eksperimentelle metode overføres direkte til mere avancerede eksperimentelle opsætninger. Membran Indsæt system simulering kan for eksempel nemt overføres til en 2-OC geometri eller til andre systemer med lignende set-ups. Denne indstilling af modulerende simulering kan bruges til at støtte udformningen af fremtidige eksperimenter. Derudover kan bivirkninger såsom fordampning, unormal diffusion og membran effekter integreres for at forbedre simulation, dermed forbedre nøjagtighed. Simulation program giver mulighed for at ændre eller forbedre simulation ligning, samt for at integrere andre fysiske moduler for at undersøge andre aspekter af huden modeludvikling. Et eksempel er simulering af glucose forbrug og laktat produktion i en kollagen celle model.
Et særligt interessant aspekt til afprøvning af medicinske stoffer er, hvordan stofferne, der er fordelt i et orgel-on-a-chip-system. Parameteren simulering og permeabilitet min hjælp til at besvare spørgsmål, såsom hvor hurtigt et stof, der gennemsyrer ind i systemet og hvilken koncentration vil være tilgængelige for andre væv i en multi-organ-chip. Denne metode kan støtte og forbedre udvikling og afprøvning af sådant orgel-on-chip systemer.

Organo-typisk 3D kulturer er blevet kraftfulde værktøjer til udvikling af lægemidler og stof test1. I denne henseende er menneskelige hud modeller af særlig interesse på grund af lovkrav, som dem i kosmetikindustrien. De har efterfølgende ført til udviklingen af mange 3D hud modeller til brug enten på deres egen som single-orgel kulturer i multi godt plader eller multi-organ-chips i kombination med yderligere orgel modeller, f.eks., at leveren2.
Med hensyn til dyrkning af en hud ækvivalent er air-liquid interface (ALI) et væsentligt element for ordentlig epidermal differentiering3. Celle kultur skær består af en beholder med en væske-permeabel membran i bunden er typisk bruges til at etablere en ALI. ALIs udnyttes bredt i kommercielt tilgængelige hud modeller som EpiDerm4, Phenion5og Episkin6, for kulturen i huden modeller med størrelser fra 96-brønd (4.26 mm i diameter) op til 12-godt (12,2 mm i diameter) plader. Metoden beskrevet her bestemmer gennemtrængning af stoffer i en membran Indsæt system.
Permeabilitetskoefficienten er en betydelig parameter for evaluering af kvaliteten af enhver kulturperler hud-model i forhold til native hud5, og bruges til at vurdere hvordan hurtigt aktivstoffer vandrer gennem huden. Især hvis medicin eller kosmetik produkter skal anvendes på huden, er denne parameter vigtigt at forstå, når netop de overfladeaktive stoffer passerer igennem den. En simulering kan yderligere bidrage til at forudsige opførsel af systemet og efterfølgende reducere den nødvendige tidskrævende eksperimentel indsats, især når en lang række stoffer, der er involveret.
Franz diffusion celle er state-of-the-art for gennemtrængning eksperimenter med hud og hud modeller5,6,7,8,9. Denne enhed består af to rum med en fast prøve (diffusionsspærre) i mellem. Stoffet skal testes anvendes direkte til toppen af prøven (donor rum) og koncentrationen af den gennemsyrer sammensatte kan blive opdaget på den modsatte (acceptor) rum. Acceptor side sikrer konstant temperatur og koncentration af homogene stof gennem en temperatur kammer og en magnetomrører. Prøverne tages fra en prøveudtagning arm i acceptoren side af cellen Franz. Med en højde interval mellem 19 cm og 179 cm er dette system relativt store10,11. En anden metode til bestemmelse af diffusion koefficienter i gel-lignende stoffer og væv er FRAP. Denne teknik bruger princippet om blegning fluorescently mærket partikler i gelen og derefter fastlægge restitutionstid af det blegede område til at beregne diffusion koefficient12,13,14.
Derudover kan Fourier-transformation-infrarød (FTIR) spektroskopi bruges til at registrere partikel bevægelse med infrarødt lys absorbans for at bestemme, hvilken gennemtrængning proces af stoffer i huden15,16. Men disse eller andre Billeddannende metoder (fx, to-foton fluorescens korrelations-spektroskopi17) behøver koste intensiv instrumenter.
I denne artikel præsenteres en metode direkte foranstaltning permeabilitet af en barriere i en membran Indsæt system, hvor huden model kan være dyrket. Denne metode gør det muligt for permeabilitet eksperimenter skal køres med et stort antal små prøver (godt størrelse op til 4.26 mm) i et kompakt system. Dette er i modsætning til Franz diffusion celle, hvor en separat enhed er nødvendig for hver sonde, som skal monteres på enheden og er vanskelige at realisere for små prøver (størrelse af 4.26 mm). Desuden, da metoden ikke kræver store instrumentation (fx, en Konfokal eller multiphoton mikroskop), en reduktion i både tid og omkostninger er opnået.
Alle eksperimenterne blev udført i Mikroporøs membran indsætte systemer med en prøve (barriere) bestående af agarosegel eller en kollagen celle model etableret på membranen. Fluorescerende stoffer (donor) med varierende molekylære størrelser blev anvendt på toppen af prøven, og koncentrationen af gennemsyrede stof blev opdaget i bunden (acceptor) ved hjælp af et fluorescens-Pladelæser (Se figur 1). For at validere metoden og teste rigtigheden af denne simulering, blev agarosegelitris produceret og brugt som en barriere. Hydrogels er generelt bruges til undersøgelse af diffusion og gennemsivning processer i porøst medium i biologiske videnskaber13. Metoden blev derefter testet i en celle-seedede system bestående af en kollagen matrix af primære fibroblaster og menneskelige voksen lavt Calcium høj temperatur keratinocytter (HaCaT) celler (celle-matrix model), som er en forenklet hud model18,19 .
Derudover blev gennemtrængning proces simuleret med flow simuleringer med computational fluid dynamics. Det blev konstateret, at ved hjælp af parameteren optimering, diffusion koefficient kan beregnes ud fra eksperimentelle data. Generelt tilbyder denne simulation forskellige applikationer; for eksempel, det er muligt at forudsige en gennemtrængning proces baseret på korte eksperimenter og simulering kan reducere antallet af eksperimenter.
Eksperimentelle metode og simulering var designet til anvendelse på et orgel-on-a-chip system1,20,21, specielt 2-orgel-chippen (2-OC) udviklet kommercielt1,22, 23,24,25. I princippet kan gennemtrængning processen med nogen orgel model baseret på membran Indsæt systemer beskrives på denne måde.

<table width="883">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:236px;height:20px;">Agarose</td>
			<td style="width:248px;">Carl Roth</td>
			<td style="width:112px;">K297.2</td>
			<td style="width:287px;">High Resolution Powder</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Collagen&#160;</td>
			<td>Serva</td>
			<td>47256.01</td>
			<td>Collagen R solution 0.4 %</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DMEM</td>
			<td>Lonza (Biozym Scientific GmbH)</td>
			<td>880010-12</td>
			<td>High Glucose with L-Glutamine</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FCS</td>
			<td>Biochrom GmbH</td>
			<td>S0615 0114F</td>
			<td>Fetal Calf Serum</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fluorescein Sodium Salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>46960-25G-F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fluorescein Isothiocyanate-dextran</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>46944-500MG</td>
			<td>4000 g/mol</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fluorescein Isothiocyanate-dextran</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>FD10S-250MG</td>
			<td>10 000 g/mol</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fluorescein Isothiocyanate-dextran</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>FD20S-250MG</td>
			<td>20 000 g/mol</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fluorescein Isothiocyanate-dextran</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>FD40S-250MG</td>
			<td>40 000 g/mol</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">HBSS</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>14170120</td>
			<td>no calcium, no magnesium , with phenol red</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">NaOH</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.06467.9010</td>
			<td>granulated</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PBS&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>18912-014</td>
			<td>tablets</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Transwell Cell Culture Inserts</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3391</td>
			<td>96 well, 0.4 &#181;m pore size</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Transwell Cell Culture Inserts</td>
			<td>Corning (VWR)</td>
			<td>734-1563</td>
			<td>12 well, 0.4 &#181;m pore size</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Trypsin</td>
			<td>Biochrom GmbH</td>
			<td>L2143</td>
			<td>with EDTA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a method for determination and simulation of permeability and diffusion in a 3d tissue model in a membrane insert system for multi-well plates

In vitro dyrkede hud modeller er blevet mere og mere relevante for farmaceutiske og kosmetiske programmer, og bruges også i udvikling af lægemidler samt stof test. Disse modeller er for det meste dyrket i membran-Indsæt systemer, deres permeabilitet mod forskellige stoffer, som en væsentlig faktor. Typisk kræver anvendte metoder for bestemmelse af disse parametre, der normalt store stikprøvestørrelser (fx, Franz diffusion celle) eller besværlige udstyr (f.eks., fluorescens opsving efter photobleaching (FRAP)). Denne undersøgelse præsenterer en metode til bestemmelse af permeabilitet koefficienter direkte i membran-Indsæt systemer med diameter størrelser af 4.26 og 12,2 mm (dyrkningsareal). Metoden blev valideret Agarosen og kollagen geler samt en kollagen celle model repræsenterer hud modeller. Permeation processer af stoffer med forskellige molekylære størrelser og gennemtrængning gennem forskellige cell modeller (bestående af kollagen gel, fibroblast og HaCaT) var præcist beskrevet.
Desuden, for at understøtte ovenstående Eksperimentel metode, en simulation blev etableret. Simuleringen passer forsøgsdata godt for stoffer med små molekylære størrelse, op til 14 x 10-10 m Stokes radius (4.000 MW), og er derfor et lovende redskab til at beskrive systemet. Derudover simuleringen kan betydeligt reducere eksperimentel indsats og er robuste nok til at blive udvidet eller tilpasses mere komplekse opsætninger.

Permeabilitet eksperimenter i en 96-brønd membran indsætte system med 2%-agarosegel som en barriere blev gennemført for at vurdere nøjagtigheden af en simulering. Fluorescein natriumsalt (NaFl) og fluorescein isothiocyanat-næringsvæske (FD) blev brugt til at kontrollere virkningen af den molekylære størrelse af sprede stoffet fra 5 x 10-10 m op til 45 x 10-10 m Stokes radius (376.27-40.000 mol wt). Simuleringens native parameter optimering blev brugt til at passe simuleringen til eksperimentelle data.
Med henblik herpå, blev skråninger af kun de lineære dele af simulerede permeabilitet sammenlignet med de eksperimentelle resultater. For små molekylære størrelser var simulering og eksperimentelle data i god aftale med 99,2% for NaFl og 80,2% for FD 4.000 (jf. figur 4a og figur 4b). Større molekylære størrelse genereret højere afvigelser viser korrelationer 50,5% for FD 10.000, 79,7% for FD 20.000 og 53.6% for FD 40.000. Kurven progression i simuleringerne viste en forsinkelse i begyndelsen og en stærkere stigning i det videre forløb af grafer (Se figur 4 c-4e).
Permeabilitet koefficienter og simuleret diffusion koefficienter er vist i tabel 4. Gennemsivning koefficienten aftager med stigende molekylære størrelse. Standardafvigelsen var mellem 0,08 x 10-8 m/s og 0,47 x 10-8 m/s (N = 7), der svarede til en absolut fejl af mellem 4.18% og 46.15%. Eksperimenter med større molekyler viste en større absolutte fejl. Simuleret diffusion koefficienter opførte sig meget på samme måde til eksperimentelle permeabilitet koefficienter. Stoffer med større Stokes radier viste faldende diffusion koefficienter, og den absolutte fejl varierede mellem 9,09 og 18.46% (N = 3).
I yderligere gennemtrængning eksperimenter, blev fire forskellige kollagen celletyper model brugt som barrierer i en 12-godt membran Indsæt system. Disse modeller omfatter en celle-fri model og en celle model med forskellige kombinationer af primære fibroblaster i kollagen gel og HaCaT på overfladen. Følgende kombinationer blev brugt: kollagen (oberst) som en celle-fri model, kollagen + fibroblaster (oberst + F.), kollagen + HaCaT (oberst + H.), og kollagen + fibroblaster + HaCaT (oberst + F. + H.). Fluorescein natriumsalt med DMEM + 10% FCS blev brugt som donor stof. Analyse af kollagen celle model, farvning med hæmatoxylin og eosin (han) blev anvendt for billedet. Denne farvning blev gjort ved hjælp af producentens protokol. I figur 5, er sådan en plet med en repræsentativ oberst + F. + H. model vist. HAN pletter lidt væv struktur af kollagen matrix. Fibroblaster er placeret i matrixen, og kerner af fibroblast og HaCaT celler farves i mørk violet. På toppen af kollagen matrix er der et lag, der indeholder mange kerner, som bør være kerner af HaCaTs, bygning en omsluttende lag på toppen af modellen.
I tabel 5, er eksperimentelle gennemtrængning koefficienter og simuleret diffusion koefficienter angivet. En tendens kan ses for de fleste af de modeller med HaCaT, som har lavere gennemtrængning/diffusion koefficienter i forhold til modeller uden HaCaT. Den absolutte fejl på gennemtrængning koefficienter er 10.9-24,4%, og for diffusion koefficienter 5.2-12,9%.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig1.jpg"> Figur 1: sideudsigt over permeabilitet eksperiment i en membran Indsæt system. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig1large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig2.jpg"> Figur 2: eksemplarisk grafen for en permeabilitet eksperiment. Koncentrationen af acceptoren er afbildet over tid. To stiplede linjer beslag den næsten lineære del af grafen. Hældningen af den lineære del bruges til at bestemme permeabilitetskoefficienten. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig2large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig3.jpg"> Figur 3: geometri og mesh af membranen indsætte system i simuleringen. (en) geometri af 96-brønd membran Indsæt system. (b) geometri af 12-godt membran Indsæt system. (c) Mesh af 96-brønd membran Indsæt system. (d) Mesh af 12-godt membran Indsæt system. (e) tværsnit og parametre af membranen Indsæt system. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig3large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig4.jpg"> Fig. 4: sammenligning af forsøgsdata fra en gennemtrængning eksperiment til optimeret simulering. (en) fluorescein natriumsalt, (b) fluorescein isothiocyanat-dextran 4.000 mol wt., (c) 10.000 mol wt., (d) 20.000 mol wt. og (e) 40.000 mol wt. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig4large.jpg" target="_blank">venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig5.jpg"> Figur 5: repræsentant HE farvning af kollagen celle model (kollagen + fibroblaster + HaCaT). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig5large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig6.jpg"> Figur 6: permeabilitetskoefficienten som funktion af 1/Stokes radius ved hjælp af fluorescein natriumsalt og fluorescein isothiocyanat-dextran i en 96-brønd membran Indsæt system. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig6large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Navn</td>
			<td>Experession for 96 godt System i mm</td>
			<td>Experssion for 12-godt System i mm</td>
			<td>Beskrivelse</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_tran</td>
			<td>5,65 [mm]</td>
			<td>14,7 [mm]</td>
			<td>Diameter af brønden</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_a</td>
			<td>4,26 [mm]</td>
			<td>12.1 [mm]</td>
			<td>Diameter af membranen</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_w</td>
			<td>8,79 [mm]</td>
			<td>21.97 [mm]</td>
			<td>Diameter af acceptoren</td>
		</tr>
<tr>
<td>h_b</td>
			<td>2 [mm]</td>
			<td>2 [mm]</td>
			<td>Højniveau barrieren</td>
		</tr>
<tr>
<td>h_sp</td>
			<td>1 [mm]</td>
			<td>1 [mm]</td>
			<td>Afstand mellem godt og bund</td>
		</tr>
<tr>
<td>Bjarke</td>
			<td>4.73 [mm]</td>
			<td>5.24 [mm]</td>
			<td>Høj af acceptoren</td>
		</tr>
<tr>
<td>b</td>
			<td>h_b/2</td>
			<td>-</td>
			<td>Nedsænkning dybde</td>
		</tr>
<tr>
<td>Rasmussen</td>
			<td>((d_a)^2+4*b^2)/(8*b)</td>
			<td>-</td>
			<td>Radius af fordybelse bolden+
</td>
		</tr>
<tr>
<td>r_z</td>
			<td>r + h_b</td>
			<td>-</td>
			<td>z-placeringen af fordybelse bolden+
</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: geometri parametre for "Kemiske arter Transport" simulation. + Kun for at blive brugt til simulering af Agarosen indsætte gel i 96 godt membran system.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Navn</td>
			<td>Udtryk</td>
			<td>Værdi</td>
			<td>Beskrivelse</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_fl</td>
			<td>0,1 [mg/ml]/376.28 [g/mol]</td>
			<td>0.26576 mol/m2
</td>
			<td>Koncentrationen af Fl.So.</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_4</td>
			<td>2 [mg/ml] / 4000 [g/mol]</td>
			<td>0,5 mol/m2</td>
			<td>Koncentrationen af FD 4.000</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_10</td>
			<td>2 [mg/ml] / 10000 [g/mol]</td>
			<td>0,2 mol/m2</td>
			<td>Koncentrationen af FD 10.000</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_20</td>
			<td>2 [mg/ml] / 20000 [g/mol]</td>
			<td>0,1 mol/m2</td>
			<td>Koncentrationen af FD 20.000</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_40</td>
			<td>2 [mg/ml] / 40000 [g/mol]</td>
			<td>0,05 mol/m2</td>
			<td>Koncentrationen af FD 40.000</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dif_w</td>
			<td>1e-9 [m ^ 2/s]</td>
			<td>1e - 9m2/s</td>
			<td>Diffusion koefficient at blande vand</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 2: Fysiske parametre for "Kemiske arter Transport" simulation.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Navn</td>
			<td>Udtryk</td>
			<td>Beskrivelse</td>
		</tr>
<tr>
<td>C</td>
			<td>Acceptor(c)</td>
			<td>Definition af acceptoren koncentration</td>
		</tr>
<tr>
<td>D</td>
			<td>D_search * 1e-10</td>
			<td>Faktor ændring for D</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 3: Parametre til "Optimering" simulering.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Permeat</td>
			<td>Permeabilitetskoefficienten (m/s) x 10-8</td>
			<td>Diffusion koefficient (m/s2) x 10-10</td>
			<td>Stokes radius af Permeatet (m) x 10-10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Fl.So.</td>
			<td>4,79 ± 0,20</td>
			<td>1,94 ± 0,34</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>FD 4.000</td>
			<td>2.37 ± 0.31</td>
			<td>0,65 ± 0,12</td>
			<td>14</td>
		</tr>
<tr>
<td>FD10, 000</td>
			<td>1,67 ± 0,47</td>
			<td>0,22 ± 0,02</td>
			<td>23</td>
		</tr>
<tr>
<td>FD 20.000</td>
			<td>0,65 ± 0,30</td>
			<td>0,29 ± 0,04</td>
			<td>33</td>
		</tr>
<tr>
<td>FD 40.000</td>
			<td>0,27 ± 0,08</td>
			<td>0,14 ± 0,02</td>
			<td>45</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 4: permeabilitet og diffusion koefficient for stoffer med forskellige Stokes radius gennem 2%-agarosegel + membran i en 96-brønd membran Indsæt system. (fluorescein natriumsalt = Fl. So., fitc dextran = FD).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Model</td>
			<td>Permeabilitetskoefficienten (m/s) x 10-8</td>
			<td>Diffusion koefficient (m/s2) x 10-10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Oberst</td>
			<td>2.18 ± 0,29</td>
			<td>1.22 ± 0,06</td>
		</tr>
<tr>
<td>Oberst + F.</td>
			<td>1,77 ± 0,38</td>
			<td>0,93 ± 0,12</td>
		</tr>
<tr>
<td>Oberst + H.</td>
			<td>1,64 ± 0,40</td>
			<td>0,96 ± 0,05</td>
		</tr>
<tr>
<td>Oberst + F. + H.</td>
			<td>1,65 ± 0,18</td>
			<td>0,88 ± 0,11</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 5: permeabilitet og diffusion koefficient af fluorescein natriumsalt gennem en kollagen celle model i et 12-godt membran indsætte system (oberst = kollagen, F. = Fibroblast, H. = HaCaT).

Watch this Scientific Journal Video about A Method for Determination and Simulation of Permeability and Diffusion in a 3D Tissue Model in a Membrane Insert System for Multi-well Plates at JoVE.com

A Method for Determination and Simulation of Permeability and Diffusion in a 3D Tissue Model in a Membrane Insert System for Multi-well Plates

En metode til bestemmelse af permeabilitet i en membran indsætte system for multi godt plader og i siliciummangan parameter optimering til beregning af diffusion koefficienter ved hjælp af simulation er præsenteret.

En metode til bestemmelse og simulering af permeabilitet og Diffusion i en 3D væv Model i en membran indsætte System for multi godt plader

In vitro cultivated skin models have become increasingly relevant for pharmaceutical and cosmetic applications, and are also used in drug development as ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

A Method for Ovarian Follicle Encapsulation and Culture in a Proteolytically Degradable 3 Dimensional System

The ovarian follicle is the functional unit of the ovary that secretes sex hormones and supports oocyte maturation. In vitro  follicle techniques provide ...

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

Cellular Lipid Ekstraktion for målrettet stabile isotoper Fortynding Liquid Chromatography-massespektrometri Analyse

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

Tissue Engineering af et menneske 3D<em&gt; In vitro</em&gt; Tumor Test System

Cancer is one of the leading causes of death worldwide.  Current therapeutic strategies are predominantly developed in 2D culture  systems, which ...

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

Systematisk analyse af<em&gt; In Vitro</em&gt; Cell Rolling Ved hjælp af en multi-brønds plade Mikrofluid System

A major challenge for cell-based therapy is the inability to systemically target a large quantity of viable cells with high efficiency to tissues of ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

Generation af en tre-dimensionel fuld tykkelse Skin Equivalent og Automated Anskydning

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

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

Produktion, karakterisering og potentielle anvendelse af en 3D-Tissue-manipuleret humant Esophageal Mucosal Model

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

Planar Gradient Diffusion System to Investigate Chemotaxis in a 3D Collagen Matrix

Planar Gradient Diffusion System til Undersøg Chemotaxis i en 3D kollaqenmatrix

The importance of cell migration can be seen through the development of human life. When cells migrate, they generate forces and transfer these forces to ...

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

En kombineret 3D manipuleret væv<em&gt; In vitro</em&gt; /<em&gt; I Silico</em&gt; Lunge Tumor Model for Forudsigelse Drug Effektivitet i specifikke mutations baggrunde

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific ...

Fabrication of Custom Agarose Wells for Cell Seeding and Tissue Ring Self-assembly Using 3D-Printed Molds

Fabrikation af brugerdefinerede Agarosen Wells for celle såning og væv Ring samlesæt bruger 3D-trykt forme

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease ...