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

Dit werk is gemaakt met financiële steun van de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) onder subsidie Nee. PO413/12-1 en 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 is de CEO en aandeelhouder en Gerd Lindner is aandeelhouder van TissUse GmbH, een onderneming vervaardigen en commercialiseren van de technologie van MOC. Andere auteurs verklaren geen belangenconflict inzake de publicatie van dit document.

Deze studie documenten een methode ontwikkeld om te kwantificeren Permeatie door middel van een weefsel-construct ontworpen op een membraan. Permeatie van stoffen met verschillende moleculaire maten door agarose gel werd eerst onderzocht om te testen en valideren van de methode en de bijbehorende simulatie. Het is algemeen bekend dat kleinere moleculen sneller via een matrix Maas (met uitzondering van het effect in gel filtratie door permeabiliteit chromatografie doordringen). Soortgelijke opmerkingen werden gemaakt met grootte-uitsluiting experimenten van stoffen door sclera26, menselijke epidermale membraan27, menselijke huid17en rat huid28. Een omgekeerde correlatie tussen permeabiliteit coëfficiënten en de bijbehorende Stokes straal (de straal van een harde bol die met hetzelfde percentage als de moleculen beschreven, meestal kleiner dan de effectieve straal van de molecule diffusie beweegt) is gebleken dat 26 , 28, en een gelijkaardige verhouding werd waargenomen in experimenten met stoffen van verschillende moleculaire grootte. Door het uitzetten van de permeabiliteit coëfficiënten over 1/Stokes straal, bleek een lineaire correlatie over de vier groepen met de kleinste moleculaire grootte (R2 = 0.93) (Figuur 6). Dit geeft aan dat gesimuleerde permeabiliteit coëfficiënten met de voorgestelde methode in een realistisch bereik.
De fout van 46.15% in de experimenten is iets groter dan voor permeabiliteit experimenten met de Franz diffusie cel systeem10gemeld. Een mogelijke verklaring zou kunnen zijn de grootteverdeling van fluoresceïne-isothiocyanaat-dextran, die later wordt besproken.
De beschreven methode heeft belangrijke voordelen in vergelijking met de methoden met behulp van het Franz diffusie cel systeem. Ten eerste is de opstelling compacter; de experimenten worden uitgevoerd direct in een systeem voor het invoegen van membraan, dat de omvang van een commerciële goed plaat (∼ 13 cm x 8,5 cm heeft). Hierdoor kunnen meerdere monsters tegelijk worden uitgevoerd terwijl Franz diffusie in een afzonderlijke cel is nodig voor elk monster. Ten tweede, de permeabiliteit van een huidmodel rechtstreeks kan worden gemeten in het membraan invoegen, waar de teelt plaatsvindt. Franz diffusie cuvetten, moeten de monsters worden genomen en gemonteerd op het systeem, dat meer belastend is voor de kleine monsters en is ook meer tijd in beslag.
Permeatie experimenten met collageen cel matrices toonde aan dat deze methode succesvol kan worden toegepast op cel-geplaatste systemen. De hier gepresenteerde model werd gecontroleerd voor de modellen van de huid; de methode kan echter worden toegepast op andere soorten organische celculturen, bijvoorbeeld, nier of lever.
In deze studie een collageen-cel model werd gebruikt waarin de HaCaT cellen volledig het modeloppervlak bedekt (Zie Figuur 5). Dit leidde tot een verlaging van de permeabiliteit coëfficiënt, waaruit blijkt dat de methode gevoelig genoeg is om te onderscheiden van de permeabiliteit coëfficiënt tussen een collageen-cel model met en zonder een laag van HaCaT. Idealiter een huidmodel moet opbouwen van een barrière, die de epidermis van een echte huid29 nadert, en daarom is het belangrijk om te controleren of de kwaliteit (bijvoorbeeld, de bouw van dermis, epidermis) van het huidmodel voor het werkelijke gebruik. De ontwikkeling van een huidmodel kan worden gevisualiseerd met kleuring technieken en gekwantificeerd bij de opsporing van huid eiwit en collageen30,31,32. De permeabiliteit coëfficiënt kan ook een belangrijke factor voor het beoordelen van de ontwikkeling van het huidmodel, maar verdere experimenten zijn nodig om dit te bevestigen. Zoals eerder vermeld, heeft deze methode kan meerdere monsters parallel lopen. Het is ook mogelijk om monsters te nemen tijdens de teelt te meten permeabiliteit, waardoor het observeren van de ontwikkeling van deze parameter van het huidmodel.
Opgemerkt moet worden dat permeabiliteit gelijktijdig wordt gemeten door middel van een gel/collageen-cel-model en een membraan. De gedetecteerde permeabiliteit coëfficiënt is systeemspecifieke, waarbij de resultaten van verschillende huid modellen alleen kunnen worden vergeleken bij het gebruik van de dezelfde membraan invoegen. Bovendien moet de huidmodel ter dekking van de gehele teeltoppervlak om ervoor te zorgen dat de teststof alleen via het objectmodel doordringen zal en niet ernaast, die fouten in de permeabiliteit gemeten veroorzaken zou. Een ander aspect dat moet worden beschouwd in de toekomst experimenten is de natuurlijke omgeving van de huid. Normaal gesproken is de temperatuur van het huidoppervlak lager in vergelijking met de binnenste regio, die invloed op permeatie voorwaarden uitoefenen kan.
Om het uitlijnen van lab experimenten met computersimulaties, werd een methode waarmee de parameter optimalisatie voor toegepaste simulatie gepresenteerd. Simulaties bleken te laten samenvallen met experimentele gegevens voor stoffen met kleine moleculaire maten. Echter, afwijkingen tussen simulatie en experimentele gegevens werden vastgesteld voor stoffen met grotere moleculaire maten. Grote polysaccharide moleculen kunnen verhogen van wrijving en vertragen het proces van verspreiding in een gel. Dit effect veroorzaakt een abnormale verspreiding, oftewel een mogelijke reden voor de afwijking tussen de experimenteel en simulatie waarden33,34. Een andere verklaring zou zijn de aanwezigheid van kleinere of grotere deeltjes in fluoresceïne-isothiocyanaat-dextran. De fabrikant geeft het molecuulgewicht van de stof als de gemiddelde grootte met een bepaald bereik, waardoor kleinere en grotere deeltjes aanwezig te zijn. Het is ook onduidelijk hoe verspreid deze stoffen zijn, zoals de kleinere deeltjes sneller via de gel en de vloeistof kanaal doordringen. Het is mogelijk om uit te breiden van de simulatie te overwegen deze verspreiding en de effecten van wrijving.
De permeabiliteit experiment en simulatie werden ontwikkeld voor gebruik in een 2-OC. Met de hulp van de simulatie, kan deze experimentele methode rechtstreeks worden overgedragen aan meer geavanceerde experimentele opstellingen. Bijvoorbeeld, kan de membraan invoegen systeem simulatie gemakkelijk worden overgedragen aan de geometrie van een 2-OC of andere systemen met soortgelijke constructies. Deze optie voor het moduleren van de simulatie kan worden gebruikt ter ondersteuning van het ontwerp van toekomstige experimenten. Daarnaast kunnen bijwerkingen zoals verdamping, abnormale verspreiding en membraan effecten worden geïntegreerd ter verbetering van de simulatie, waardoor de nauwkeurigheid. De simulatie programma biedt de mogelijkheid om te wijzigen of verbeteren van de simulatie-vergelijking, evenals over het integreren van andere fysieke modules om te onderzoeken van andere aspecten van de huid model ontwikkeling. Een voorbeeld is de simulatie van de glucose consumptie en lactaat productie in een collageen cel model.
Een bijzonder interessant aspect in het testen van medische stoffen is hoe de stoffen worden gedistribueerd in een systeem van orgel-on-a-chip. De simulatie en permeabiliteit parameter mijn hulp te beantwoorden vragen zoals hoe snel een stof doordringt in het systeem en welke concentratie beschikbaar voor andere weefsels in een multi-organ-chip zijn zal. Deze methode kan ondersteunen en versterken van de ontwikkeling en het testen van dergelijke orgel-on-chip-systemen.

Organo-typische 3D culturen zijn krachtige hulpmiddelen voor Geneesmiddelenontwikkeling en stof testen1geworden. In dit opzicht zijn de modellen van de menselijke huid van bijzonder belang als gevolg van wettelijke voorschriften, zoals die in de cosmetica-industrie. Zij hebben vervolgens geleid tot de ontwikkeling van talrijke 3D huid modellen, voor gebruik op hun eigen als single-orgel-culturen in multi goed platen of in multi-organ-chips in combinatie met extra orgel modellen, bijvoorbeeld, de lever2.
Met betrekking tot de teelt van een simulatie van de huid is de lucht-vloeistof-interface (ALI) een essentieel element voor goede epidermale differentiatie3. Cel cultuur inzetstukken bestaat uit een schip met een vloeistof-permeabel membraan aan de onderkant worden meestal gebruikt om een ALI. ALIs worden algemeen gebruikt in de handel verkrijgbare huid modellen zoals EpiDerm4, Phenion5, en Episkin6, voor de cultuur van de modellen van de huid met maten van 96-Wells (4,26 mm diameter) tot 12-well (12.2 mm diameter) platen. De hier beschreven methode bepaalt de permeatie van stoffen in een membraan invoegen systeem.
De permeabiliteit coëfficiënt is een belangrijke parameter voor de evaluatie van de kwaliteit van alle gekweekte huid-model ten opzichte van inheemse huid5, en wordt gebruikt om te beoordelen hoe snel werkzame stoffen migreren via de huid. Vooral als drugs of cosmetica producten worden toegepast op de huid moeten, is deze parameter essentieel om te begrijpen wanneer precies de actieve agenten langs komen. Een simulatie verder kan helpen te voorspellen van het gedrag van het systeem en vervolgens om de nodige experimentele tijdrovende inspanning, vooral wanneer een groot aantal stoffen is betrokken.
De Franz diffusie cel is state-of-the-art voor permeatie met de huid experimenten en de huid5,6,,7,,8,9 modellen. Dit apparaat bestaat uit twee compartimenten met een vaste monster (diffusie barrier) tussendoor. De te onderzoeken stof rechtstreeks wordt aangebracht op de bovenkant van het monster (donor compartiment) en de concentratie van de stof doordringen op het tegenovergestelde (acceptor) compartiment kan worden gedetecteerd. Aan de kant van de acceptor, worden constante temperatuur en homogene stof concentratie gewaarborgd door een kamer temperatuur en een magneetroerder. Monsters kunnen aan de kant van de acceptor van de Franz-cel een arm van de bemonstering worden onttrokken. Met een hoogtebereik tussen 19 cm en 179 cm is dit systeem relatief grote10,11. Een andere methode voor de bepaling van de coëfficiënten van de verspreiding in gel-achtige stoffen en weefsels is FRAP. Deze techniek maakt gebruik van het beginsel van bleken fluorescently label deeltjes in de gel en het vervolgens bepalen de hersteltijd van de gebleekte ruimte voor het berekenen van de diffusie coëfficiënt12,13,14.
Fourier-transformatie-infrarood (FTIR) spectroscopie, kan bovendien, om te bepalen van het proces van de permeatie van stoffen in de huid15,16te detecteren particle beweging met infrarood lichtabsorptie te worden gebruikt. Echter moeten deze of andere beeldvormende methoden (bijvoorbeeld, twee-foton fluorescentie correlatie spectroscopie17) intensieve instrumenten kosten.
In dit artikel wordt wordt een methode uitgereikt aan direct maatregel de permeabiliteit van een barrière binnen een membraan invoegen systeem, waar een huidmodel mag worden verbouwd. Deze methode kan permeabiliteit experimenten uitgevoerd worden met een groot aantal kleine steekproeven (goed formaat omhoog tot 4,26 mm) in een compact systeem. Dit is in tegenstelling tot de Franz diffusie cel, waar een afzonderlijk apparaat nodig is voor elke sonde, die moet worden gemonteerd op het apparaat en is moeilijk te realiseren voor kleine steekproeven (grootte van 4,26 mm). Bovendien, aangezien de methode vereist geen grote instrumentatie (bijvoorbeeld, een Microscoop confocal of multiphoton), een vermindering van zowel tijd als kosten wordt bereikt.
Alle de experimenten werden uitgevoerd in microporeuze membraan invoegen systemen met een steekproef (barrier) bestaande uit agarose gel of een vastgesteld op het membraan van collageen cel model. Fluorescerende stoffen (donor) met verschillende moleculaire maten werden toegepast op de bovenkant van het monster en de concentratie van doordrongen stof is aangetroffen op de bodem (acceptor) met behulp van een fluorescentie-afleesapparaat (Zie Figuur 1). Om de methode te valideren en testen van de nauwkeurigheid van deze simulatie, werden agarose gels geproduceerd en gebruikt als een barrière. Hydrogels worden gewoonlijk gebruikt voor het onderzoek van diffusie en permeatie processen in poreus medium in de biologische wetenschappen13. De methode werd vervolgens getest in een cel-geplaatste systeem dat bestaat uit een matrix van collageen van primaire fibroblasten en menselijke volwassen lage Calcium hoge temperatuur keratinocyten (HaCaT) cellen (model van de cel-matrix), dat een vereenvoudigde huid model18,19 is .
Bovendien was de permeatie-proces door middel van stroom simulaties met computationele vloeistofdynamica gesimuleerd. Het bleek dat door middel van de parameter optimalisatie, de coëfficiënt van de verspreiding kan worden berekend op basis van de experimentele gegevens. In het algemeen, biedt deze simulatie verschillende toepassingen; bijvoorbeeld, is het mogelijk om te voorspellen een permeatie proces op basis van korte experimenten en de simulatie kan aanzienlijk verminderen het aantal experimenten.
Experimentele methode en simulatie werden ontworpen voor toepassing op een orgel-on-a-chip systeem1,20,21, specifiek de 2-orgel-chip (2-OC) ontwikkeld commercieel1,22, 23,24,25. In principe kan het proces van de permeatie van elk orgel-model op basis van membraan invoegen systemen worden beschreven op deze manier.

<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 gekweekt de modellen van de huid steeds relevanter voor farmaceutische en cosmetische toepassingen zijn geworden, en worden ook gebruikt in de Geneesmiddelenontwikkeling, alsmede het testen van de stof. Deze modellen worden vooral geteeld in membraan-insert systemen, hun permeabiliteit naar verschillende stoffen wordt een essentiële factor. Toegepaste methoden voor de bepaling van deze parameters vergen doorgaans, gewoonlijk grote steekproeven (b.v., Franz diffusie cel) of moeizaam apparatuur (bijvoorbeeld, fluorescentie herstel na photobleaching (FRAP)). Deze studie geeft een methode voor het bepalen van de permeabiliteit coëfficiënten rechtstreeks in systemen van de membraan-invoegen met diameter grootte van 4,26 en 12.2 mm (teeltoppervlak). De methode werd gevalideerd met agarose collageen gels alsmede een collageen cel model vertegenwoordigt modellen van de huid. De processen van de permeatie van stoffen met verschillende moleculaire grootte en Permeatie door andere cel modellen (bestaande uit collageen gel, fibroblast en HaCaT) werden nauwkeurig beschreven.
Bovendien, ter ondersteuning van de bovengenoemde experimentele methode, een simulatie opgericht. De simulatie past de experimentele gegevens goed voor stoffen met kleine moleculaire omvang, omhoog tot 14 x 10-10 m Stokes straal (4.000 MW), en daarom is een veelbelovend instrument voor het beschrijven van het systeem. Bovendien, de simulatie experimentele inspanningen aanzienlijk kan verminderen en is robuust genoeg om te worden verlengd of aangepast aan meer complexe opstellingen.

Als een barrière werden uitgevoerd teneinde de juistheid van een simulatie, invoegen permeabiliteit experimenten in een 96-Wells-membraan systeem met 2% agarose gel. Fluoresceïne natriumzout (NaFl) en fluoresceïne isothiocyanaat-dextranen (FD) werden gebruikt om te controleren of de impact van de moleculaire grootte van de diffusing stof van 5 x 10-10 m tot aan 45 x 10-10 m Stokes straal (376.27-40.000 mol wt). De simulatie van native parameter optimalisatie werd gebruikt voor het passen van de simulatie tot experimentele gegevens.
Te dien einde werden de hellingen van alleen de lineaire delen van de gesimuleerde permeabiliteit vergeleken met de experimentele resultaten. Voor de kleine moleculaire omvang waren simulatie en experimentele gegevens in goede overeenkomst met 99,2% voor NaFl en 80.2% voor 4000 FD (Zie figuur 4a en figuur 4b). Moleculaire groter gegenereerd hogere afwijkingen tonen correlaties van 50,5% voor FD 10.000 en 79,7% voor FD 20.000 53,6% voor FD 40.000. Kromme progressie in de simulaties bleek een vertraging bij het begin en een sterkere stijging van het verdere verloop van de grafieken (Zie Figuur 4 c-4e).
Permeabiliteit coëfficiënten en gesimuleerde diffusie coëfficiënten worden weergegeven in tabel 4. De coëfficiënt permeatie afneemt met het verhogen van de moleculaire grootte. Standaarddeviatie was tussen 0.08 x 10-8 m/s en 0.47 x 10-8 m/s (N = 7), die overeenkwam met een absolute fout van 4,18% à 46.15%. Experimenten met grotere moleculen bleek een grotere absolute fout. De gesimuleerde diffusie coëfficiënten gedroeg zich zeer ook naar experimentele permeabiliteit coëfficiënten. Stoffen met een grotere Stokes straal toonde afnemende diffusie-coëfficiënten en de absolute fout varieerden tussen 9.09% en 18.46% (N = 3).
In extra permeatie experimenten, waren vier verschillende collageen model celtypes gebruikt als barrières in de membraan van een 12-well systeem invoegen. Deze modellen bestaan uit een cel-vrij en een cel model met verschillende combinaties van primaire fibroblasten in de collageen-gel en HaCaT op het oppervlak. De volgende combinaties werden gebruikt: collageen (kolonel) als een cel-vrije model, collageen + fibroblasten (kolonel + F.), collageen + HaCaT (kolonel + H.), en collageen, fibroblasten + HaCaT (kolonel + F. + H.). Fluoresceïne natriumzout met DMEM + 10% FCS is als donor stof gebruikt. Voor beeld werd analyse van het collageen cel model, kleuring met haematoxyline en eosine (HE) gebruikt. Deze kleuring werd gedaan met behulp van de fabrikant-protocol. In Figuur 5, wordt dergelijke een vlek met een representatieve kolonel + F.h. +-model weergegeven. Hij kleurt licht de structuur van het weefsel van de collageen-matrix. De fibroblasten bevinden zich in de matrix en de kernen van de fibroblast en HaCaT cellen zijn gekleurd in de donker violet. Op de top van de collageen-matrix is er een laag met veel kernen, die de kernen van de HaCaTs moeten, het bouwen van een omhullende laag op de bovenkant van het model.
In tabel 5, worden experimentele permeatie coëfficiënten en gesimuleerde diffusie coëfficiënten weergegeven. Een trend kan worden gezien voor de meeste van de modellen met HaCaT, die lagere permeatie/diffusie coëfficiënten in vergelijking met de modellen zonder HaCaT hebben. De absolute fout van de coëfficiënten permeatie is 10,9-24,4%, en voor de verspreiding coëfficiënten 5,2% - 12,9%.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig1.jpg"> Figuur 1: zijaanzicht van de permeabiliteit experiment in een membraan invoegen systeem. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig2.jpg"> Figuur 2: voorbeeld grafiek van een experiment van de permeabiliteit. De concentratie van de acceptor is uitgezet na verloop van tijd. Twee stippellijnen beugel het bijna lineaire deel van de grafiek. De helling van de lineaire deel wordt gebruikt voor het bepalen van de permeabiliteit coëfficiënt. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig3.jpg"> Figuur 3: geometrie en mesh van het membraan systeem invoegen in de simulatie. (een) geometrie van de 96-Wells-membraan systeem invoegen. (b) geometrie van het membraan 12-well invoegen systeem. (c) Mesh van de 96-Wells-membraan invoegen systeem. (d) Mesh van de 12-well membraan invoegen systeem. (e) dwarsdoorsnede en parameters van het membraan invoegen systeem. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig4.jpg"> Figuur 4: vergelijking van de experimentele gegevens van een permeatie-experiment met de geoptimaliseerde simulatie. (een) natriumzout fluoresceïne, (b) fluoresceïne isothiocyanaat-dextran 4.000 mol pm, (c) 10.000 mol pm, (d) 20.000 mol pm en (e) 40.000 mol pm <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig5.jpg"> Figuur 5: vertegenwoordiger HE kleuring van een collageen cel model (fibroblasten, collageen + HaCaT). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig5large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig6.jpg"> Figuur 6: permeabiliteit coëfficiënt als een functie van de 1/Stokes straal met behulp van fluoresce¨ une natriumzout en fluoresceïne isothiocyanaat-dextran in een 96-Wells-membraan systeem invoegen. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig6large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Naam</td>
			<td>Experession voor 96 goed systeem in mm</td>
			<td>Experssion voor 12-well systeem in mm</td>
			<td>Beschrijving</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_tran</td>
			<td>5,65 [mm]</td>
			<td>14.7 [mm]</td>
			<td>Diameter van de put</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_a</td>
			<td>4.26 [mm]</td>
			<td>12.1 [mm]</td>
			<td>Diameter van het membraan</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_w</td>
			<td>8.79 [mm]</td>
			<td>21.97 [mm]</td>
			<td>Diameter van de Acceptor</td>
		</tr>
<tr>
<td>h_b</td>
			<td>2 [mm]</td>
			<td>2 [mm]</td>
			<td>Hoog van de barrière</td>
		</tr>
<tr>
<td>h_sp</td>
			<td>1 [mm]</td>
			<td>1 [mm]</td>
			<td>Afstand tussen goed en bodem</td>
		</tr>
<tr>
<td>h_a</td>
			<td>4,73 [mm]</td>
			<td>5.24 [mm]</td>
			<td>Hoog van de Acceptor</td>
		</tr>
<tr>
<td>b</td>
			<td>h_b/2</td>
			<td>-</td>
			<td>Onderdompeling diepte</td>
		</tr>
<tr>
<td>r</td>
			<td>((d_a)^2+4*b^2)/(8*b)</td>
			<td>-</td>
			<td>Straal van onderdompeling bal+
</td>
		</tr>
<tr>
<td>r_z</td>
			<td>r + h_b</td>
			<td>-</td>
			<td>z-positie van de onderdompeling bal+
</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: geometrie parameters voor "Chemische soorten vervoer" simulatie. + Alleen om te worden gebruikt voor de simulatie van agarose gel in 96 goed membraan invoegen systeem.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Naam</td>
			<td>Expressie</td>
			<td>Waarde</td>
			<td>Beschrijving</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_fl</td>
			<td>0.1 [mg/ml]/376.28 [g/mol]</td>
			<td>0.26576 mol/m2
</td>
			<td>Concentratie van Fl.So.</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_4</td>
			<td>2 [mg/ml] / 4000 [g/mol]</td>
			<td>0,5 mol/m2</td>
			<td>Concentratie van 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>Concentratie van 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>Concentratie van 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>Concentratie van FD 40.000</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dif_w</td>
			<td>1e-9 [m ^ 2/s]</td>
			<td>1e - 9m2/s</td>
			<td>Coëfficiënt van de diffusie van het mengen van water</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 2: Fysieke parameters voor "Chemische soorten vervoer" simulatie.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Naam</td>
			<td>Expressie</td>
			<td>Beschrijving</td>
		</tr>
<tr>
<td>C</td>
			<td>Acceptor(c)</td>
			<td>Definitie van de acceptor-concentratie</td>
		</tr>
<tr>
<td>D</td>
			<td>D_search * 1e-10</td>
			<td>Factor verandering voor D</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 3: Parameters voor de simulatie van de "Optimalisatie".
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Doordringen</td>
			<td>Permeabiliteit coëfficiënt (m/s) x 10-8</td>
			<td>Diffusie coëfficiënt (m/s2) x 10-10</td>
			<td>Stokes straal van permeaatafsluiter (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: permeabiliteit en verspreiding coëfficiënt van stoffen met verschillende Stokes straal door middel van 2% Agarose gel + membraan in een 96-Wells-membraan systeem invoegen. (natriumzout fluoresceïne = 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>Permeabiliteit coëfficiënt (m/s) x 10-8</td>
			<td>Diffusie coëfficiënt (m/s2) x 10-10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kolonel</td>
			<td>2.18 ± 0,29</td>
			<td>1,22 ± 0,06</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kolonel + F.</td>
			<td>1.77 ± 0.38</td>
			<td>0.93 ± 0.12</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kolonel + H.</td>
			<td>1.64 ± 0.40</td>
			<td>0.96 ± 0,05</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kolonel + F. + H.</td>
			<td>1.65 ± 0.18</td>
			<td>0.88 ± 0.11</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 5: permeabiliteit en verspreiding coëfficiënt van fluoresceïne natriumzout door een collageen cel model in een 12-goed membraan invoegen systeem (kolonel = collageen, 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

Een methode voor de bepaling van de permeabiliteit in een membraan invoegen systeem voor multi goed platen en in silico parameter optimalisatie voor de berekening van diffusie coëfficiënten met behulp van de simulatie worden gepresenteerd.

Een methode voor de bepaling en simulatie van permeabiliteit en verspreiding in een Model van 3D weefsel in een membraan invoegen systeem voor multi goed platen

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

Een methode voor ovariële follikel Encapsulation en cultuur in een proteolytisch Afbreekbare 3 dimensionale systeem

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

Het creëren van twee-dimensionale Patterned Substraten voor eiwit en Cell opsluiting

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

Cellulaire vetextractie voor gerichte stabiele isotopen Verdunning vloeistofchromatografie-massaspectrometrie 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 van een Menselijke 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

Systematische analyse van<em&gt; In Vitro</em&gt; Cel Rolling Met behulp van een multi-well plaat Microfluidic 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

Genereren van een drie-dimensionale volledige dikte huidequivalent en Automated Verwonden

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

Productie, karakterisering en toepassingsmogelijkheden van een 3D Tissue-engineered Human Slokdarmkanker Mucosale 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 Chemotaxis onderzoeken in een 3D collageenmatrix

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

Een gecombineerde 3D Weefselmanipulatieproducten<em&gt; In Vitro</em&gt; /<em&gt; In Silico</em&gt; Lung Tumor Model voor het voorspellen van de Drug Effectiveness in Specifieke Mutatie Achtergronden

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

Fabricage van aangepaste Agarose putten voor het zaaien van de cellen en weefsel Ring zelf-assemblage met behulp van 3D-gedrukte mallen

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