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

עבודה זו נוצרה באמצעות תמיכה כספית מ דויטשה פתוח (DFG) תחת גרנט לא. PO413/12-1 ו- 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 מרקס הוא המנכ ל ובעל מניות והוא גרד לינדנר מניות של TissUse GmbH, חברת מסחור הטכנולוגיה MOC וייצור. מחברים אחרים מצהירים אין ניגוד אינטרסים בדבר הפרסום של המאמר.

מחקר זה מתעד שיטה שפותחה כדי לכמת הסתננות דרך מבנה רקמות מהונדסים על קרום. הסתננות של חומרים עם שינוי מולקולרי גדלים באמצעות ג'ל agarose נבדק קודם כדי לבדוק ולאמת את השיטה ואת ההדמיה המתאימות. זה ידוע כי מולקולות קטנות לחדור יותר מהר דרך רשת matrix (למעט האפקט בג'ל סינון על-ידי חדירות גזים). תצפיות דומות נעשו עם גודל-הדרה ניסויים של חומרים דרך בסקלרה26, ממברנה עוריות אנושי27, העור האנושי17, ועכברוש העור28. מתאם הפוך בין המקדמים של חדירות רדיוס סטוקס המתאים (הרדיוס של כדור קשה שזז עם דיפוזיה באותו קצב כמו שהמולקולות מתואר, בדרך כלל קטן יותר רדיוס אפקטיבי של המולקולה) הוכח 26 , 28, מערכת יחסים דומה נצפתה בניסויים עם חומרים מולקולריים בגדלים שונים. ידי מקדמי חדירות על רדיוס 1/סטוקס, נמצאה התאמה לינארית מעל מארבע הקבוצות עם גודל מולקולרי הקטן ביותר (R2 = 0.93) (איור 6). אפשרות זו מציינת כי הם מקדמים חדירות מדומה עם השיטה הציע במגוון מציאותי.
השגיאה % 46.15 בניסויים הוא מעט גדול יותר. מאשר דיווח לניסויים חדירות עם מערכת10תא דיפוזיה פרנץ. הסבר אפשרי אחד יכול להיות התפלגות גודל של fluorescein-isothiocyanate-לתוספי, אשר נדון מאוחר יותר.
השיטה המתוארת יש חשוב יתרונות לעומת שיטות באמצעות מערכת תא פרנץ דיפוזיה. ראשית, ההגדרה תהיה יותר קומפקטי; הניסויים מתבצעות ישירות במערכת ממברנה הוספה, שבו יש את קנה המידה של צלחת טוב מסחרי (∼ 13 ס מ x 8.5 ס מ). דבר זה מאפשר מספר דוגמאות שיש להפעיל בעת ובעונה אחת, ואילו תא נפרד של דיפוזיה פרנץ נדרש עבור כל דגימה. שנית, החדירות של מודל העור ניתן ישירות למדוד את תותב ממברנה, שם מתקיים הטיפוח. באמצעות תאים דיפוזיה פרנץ, הדגימות יש לחסל, רכוב על המערכת, אשר הוא מסורבל יותר עבור מדגמים קטנים והוא גם אורכת זמן רב.
הסתננות ניסויים עם קולגן תא מטריצות הראה כי בשיטה זו ניתן ליישם בהצלחה מערכות נזרע התא. המודל המוצג כאן אומתה לדגמי העור; עם זאת, ניתן להחיל את שיטת לסוגים אחרים של תרביות תאים אורגני, למשל, בכליות או בכבד.
במחקר זה, שימשה מודל קולגן תאים שבו התאים HaCaT מכוסה לחלוטין ממשטח הדגם (ראה איור 5). זה הוביל לירידה של מקדם פרמאביליות, הדגמת השיטה היא רגישה מספיק כדי להבדיל את מקדם חדירות בין מודל קולגן תאים עם ובלי שכבה של HaCaT. באופן אידיאלי, מודל העור צריך לבנות מחסום, אשר מתקרב של האפידרמיס של העור האמיתי29, לכן חשוב לוודא את איכות העור המודל לפני השימוש בפועל (למשל, הבניין של העור, האפידרמיס). הפיתוח של מודל העור יכול להיות דמיינו מכתים טכניקות, לכמת מן הגילוי של העור חלבון וקולגן30,31,32. המקדם חדירות עשוי גם להיות גורם חשוב להערכת התפתחות המודל העור, אך בהמשך הניסויים נדרשים לאשר זאת. כאמור, שיטה זו מאפשרת הפעלה דגימות מרובים במקביל. זה גם אפשר לקחת דגימות במהלך הטיפוח למדוד פרמאביליות, ולבחון ובכך הפיתוח של הפרמטר של המודל העור.
יצוין, כי חדירות. נמדד באמצעות ג'ל/קולגן-תא-דגם קרום בו זמנית. המקדם שזוהו חדירות הוא ספציפי למערכת, לפיה תוצאות מודלים עור שונים ניתן רק להשוות בעת שימוש את תותב קרום זהה. יתר על כן, המודל העור צריך לכסות את האזור כולו הטיפוח-תרגול על מנת להבטיח כי החומר במבחן לחדור רק דרך המודל, לא בצמוד לו, אשר זירוז שגיאות ב- החדירות נמדד. היבט נוסף שיש לשקול בעתיד הניסויים הוא הסביבה הטבעית המקיפים את העור. בדרך כלל, הטמפרטורה של פני העור הוא נמוך בהשוואה האזור הפנימי, אשר יכולים להשפיע על התנאים הסתננות.
כדי ליישר ניסויים במעבדה עם סימולציות מחשב, הוצגה שיטה המאפשרת אופטימיזציה פרמטר עבור יישומי סימולציה. סימולציות נמצאו יעלה בקנה אחד עם נתוני הניסוי חומרים עם גודל מולקולרי קטן. עם זאת, הסטיות בין סימולציה נתוני הניסוי נצפו חומרים בגודל מולקולרי גדול יותר. מולקולות גדולות רב-סוכר ניתן להגביר את החיכוך, להאט את תהליך דיפוזיה של ג'ל. אפקט זה גורם לא תקין דיפוזיה, המהווה סיבה אפשרית הסטייה בין ניסיוני ו סימולציה הערכים33,34. הסבר אחר יכול להיות הנוכחות של חלקיקים קטן או גדול יותר ב- fluorescein-isothiocyanate-לתוספי. היצרן מציין את המשקל המולקולרי של החומר כגודל מרושע עם מגוון נתון, אשר מאפשר חלקיקים קטנים יותר, גדול יותר להיות נוכח. לא ברור גם איך התפזרו חומרים אלו הם, כפי החלקיקים קטנים יותר מהר יותר לחדור דרך הג'ל וערוץ נוזלים. זה אפשרי להרחיב את הסימולציה לשקול אלה דיפוזיה ואפקטים חיכוך.
חדירות ניסוי של הדמיה פותחו לשימוש ב- 2-הציוד בעזרתו של הסימולציה, שיטה ניסויית זו ניתן להעביר ישירות כדי מתוחכמים יותר setups ניסיוני. לדוגמה, ניתן בקלות להעביר ממברנה הוספה מערכת סימולציה הגיאומטריה של 2-OC או למערכות אחרות עם set-ups דומה. אפשרות זו הכוח ויסות הסימולציה יכול לשמש כדי לתמוך את העיצוב של ניסויים עתידיים. בנוסף, ניתן לשלב תופעות לוואי כגון אידוי, פיזור נורמלי ואפקטים ממברנה כדי לשפר את ההדמיה, ובכך לשפר את דיוק. התוכנית סימולציה נותן את ההזדמנות כדי לשנות או לשפר את המשוואה סימולציה, כמו גם באשר לשלב מודולים פיזיים אחרים במטרה לחקור היבטים אחרים של התפתחות מודל העור. דוגמה אחת היא ההדמיה של צריכת גלוקוז וייצור לקטט במודל תא קולגן.
היבט מעניין במיוחד של חומרים רפואיים בדיקת הוא איך החומרים מופצים בכל מערכת איברים-על-שבב. הפרמטר חדירות וחידונים לעזרתי כדי לענות על שאלות כגון מה המהירות חומר מפעפע לתוך המערכת, כמו גם הריכוז אשר יהיו זמינים בשביל לרקמות אחרות במולטי-organ-צ'יפס. שיטה זו יכולה לתמוך ולשפר הפיתוח ובדיקות של מערכות איברים על שבב כאלה.

אורגניות טיפוסי תרבויות 3D הפכו כלים רבי-עוצמה עבור פיתוח תרופות, חומר בדיקה1. במובן זה, העור האנושי הדוגמניות עניין מיוחד עקב דרישות רגולטוריות, כגון אלה בתעשיית הקוסמטיקה. הם הובילו בהמשך פיתוח מודלים 3D עור רבים, לשימוש או על תרבויות יחיד-איבר משלהם כמו צלחות רב טוב, או מולטי-organ-צ'יפס בשילוב עם מודלים איברים נוספים, למשל, את הכבד2.
לגבי טיפוח של מקבילה העור, הממשק אוויר נוזלי (עלי) הוא מרכיב חיוני עבור נאות בידול באפידרמיס3. תא תרבות מוסיף המורכב כלי קיבול עם קרום חדיר נוזלים בתחתית משמשים בדרך כלל להקים של עלי. ALIs מנוצלים נרחב זמינים מסחרית העור דגמים כמו EpiDerm4, Phenion5ו – Episkin6, על התרבות של העור דגמים עם גדלים מ 96-ובכן (4.26 מ"מ קוטר) עד 12-טוב (12.2 מ"מ קוטר) צלחות. השיטה המתוארת כאן קובע את הסתננות של חומרים במערכת הוספה ממברנה.
המקדם חדירות הוא פרמטר משמעותי להערכת האיכות של כל עור-דגם בתרבית לעומת עור מקורי5, והוא משמש כדי להעריך כמה מהר חומרים פעילים להעביר דרך העור. במיוחד אם סמים או קוסמטיקה מוצרי צריך להיות מוחל על העור, פרמטר זה חיוני להבין מתי בדיוק סוכנים פעילים עוברים. הדמיה נוספות יכול לעזור לחזות את אופן הפעולה של המערכת, לאחר מכן להפחית את המאמץ הדרוש ניסיוני גוזלת זמן, במיוחד כאשר קבוצה גדולה של חומרים מעורב.
התא דיפוזיה פרנץ היא המדינה-of-the-art הסתננות ניסויים עם העור, העור מודלים5,6,7,8,9. מכשיר זה כולל שני תאים עם מדגם קבוע (מחסום דיפוזיה) בין לבין. החומר להיבדק מוחל ישירות לחלק העליון של המדגם (התורם תא), הריכוז של המתחם חודרני ניתן להבחין ב התא הנגדי (מקבל). בצד מקבל, טמפרטורה קבועה וריכוז חומר הומוגני מובטחים דרך תא טמפרטורה של פגים. ניתן לקחת דגימות של זרוע דגימה בצד מקבל התא פרנץ. עם מגוון גובה 19 ס"מ בין 179 ס מ, מערכת זו היא גדולה יחסית10,11. שיטה נוספת לקביעת מקדמי דיפוזיה של חומרים דמוי ג'ל ורקמות היא FRAP. שיטה זו משתמשת העיקרון של הלבנת fluorescently שכותרתו חלקיקי הג'ל, ואז לקבוע את זמן ההחלמה של האזור מולבן לחישוב13,1412,מקדם דיפוזיה.
יתר על כן, ספקטרוסקופיית פורייה-המרה-תת-אדום (FTIR) ניתן להשתמש כדי לזהות תנועה של חלקיקים עם ספיגת האור האינפרא-אדום על מנת לקבוע את תהליך הסתננות של חומרים לעור15,16. עם זאת, אלה או שיטות הדמיה אחרות (למשל, שני הפוטונים פלורסצנטיות המתאם ספקטרוסקופיה17) צריך לעלות מכשירים אינטנסיבית.
במאמר זה, שיטה מוצג ישירות מודדים את החדירות של מחסום בתוך מערכת הוספה ממברנה, איפה מודל העור יכול להיות מעובד. שיטה זו מאפשרת חדירות ניסויים כדי לפעול עם מספר רב של דוגמאות קטנות (טוב גודל למעלה מ"מ 4.26) עוד מערכת קומפקטית. זאת בניגוד פרנץ דיפוזיה התא, איפה מכשיר נפרד נדרש עבור כל בדיקה, אשר חייב להיות מותקן על המכשיר קשה להבין עבור מדגמים קטנים (גודל של 4.26 מ מ). יתר על כן, מאז השיטה אינה דורשת מכשור הגדולות (למשל, מיקרוסקופ קונפוקלי או multiphoton), צמצום זמן ועלות מושגת.
כל הניסויים בוצעו ב נקבובי ממברנה להוסיף מערכות עם דגימה (מכשול) המורכב agarose ג'ל או מודל תא קולגן נוסדה בהקרום. חומרים פלורסנט (תורם) עם משתנה גדלים מולקולרית יושמו לחלק העליון של המדגם, הריכוז של חומר חילחלו זוהה בתחתית (מקבל) שימוש בקורא צלחת קרינה פלואורסצנטית (ראה איור 1). על מנת לאמת את שיטת ולבדוק את הדיוק של סימולציה זה, ג'לים agarose היו המיוצר, משמש כמחסום. Hydrogels משמשים בדרך כלל עבור החקירה של תהליכי דיפוזיה, הסתננות במדיום נקבובי ביולוגיים.13. השיטה נבחנה אז נזרע תא מערכת המורכבת קולגן מטריצה של fibroblasts ראשי ו למבוגרים נמוך סידן גבוהה טמפרטורה keratinocytes (HaCaT) תאים אנושיים (מטריצה תא מודל), אשר עור מפושטת דגם18,19 .
בנוסף, תהליך הסתננות היה מדומה בעזרת סימולציות זרימה עם חישובית דינמיקה של נוזלים. נמצא כי, על-ידי הפרמטר אופטימיזציה, מקדם דיפוזיה יכול לחשב מתוך המידע מהניסוי. באופן כללי, סימולציה זה מציעה יישומים שונים; למשל, ניתן לחזות תהליך הסתננות המבוסס על ניסויים קצר, הסימולציה להפחית באופן משמעותי את מספר ניסויים.
השיטה הניסיונית וסימולציות תוכננו עבור היישום מערכת איברים-על-שבב1,20,21,1,22, פותחה במיוחד 2 האיברים-צ'יפס-(2-OC) 23,24,25. בעקרון, ניתן לתאר את תהליך הסתננות של כל דגם אורגן המבוסס על רפידה הוספה מערכות בדרך זו.

<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

במבחנה מגידולי העור מודלים הפכו יותר ויותר רלוונטי עבור יישומים התרופות, הקוסמטיקה, משמשים גם פיתוח תרופות, כמו גם חומר בדיקה. מודלים אלה בעיקר המטופחים במערכות ממברנה-הוספה, חדירות שלהם כלפי חומרים שונים להיות גורם חיוני. בדרך כלל, השיטות יישומית לקביעת פרמטרים אלה דורשות לרוב גדלי מדגם גדולים (למשל, פרנץ דיפוזיה תא) או ציוד מפרך (למשל, קרינה פלואורסצנטית התאוששות לאחר photobleaching (FRAP)). מחקר זה מציג שיטה לקביעת מקדמי חדירות ישירות במערכות ממברנה-הוספה עם קוטר בגדלים של 4.26 מ"מ ו 12.2 מ"מ (טיפוח אזור). השיטה אומתה עם agarose, ג'לים קולגן, כמו גם מודל תא קולגן המייצג העור מודלים. התהליכים הסתננות של חומרים בגדלים שונים מולקולרית, הסתננות דרך מודלים תאים שונים (המורכב של קולגן ג'ל, פיברובלסט HaCaT) תוארו במדויק.
יתר על כן, כדי לתמוך בשיטה ניסויית שלעיל, הוקמה סימולציה. הסימולציה מתאים המידע מהניסוי היטב עבור חומרים עם גודל מולקולרי קטן, עד כדי 14 x 10-10 מ' סטוקס רדיוס (4,000 מגה-וואט), ולכן הוא כלי מבטיח כדי לתאר את המערכת. יתר על כן, הסימולציה יכול להפחית במידה ניכרת המאמצים ניסיוני, יציבה מספיק כדי להיות מורחב או סוגל setups מורכבים יותר.

ניסויים חדירות קרום 96-ובכן להוסיף מערכת עם ג'ל agarose 2% כמו מחסום נערכו על מנת להעריך את הדיוק של סימולציה. Fluorescein נתרן מלח (NaFl) fluorescein isothiocyanate-dextranes (FD) שימשו כדי לאמת את ההשפעה של גודל מולקולרי של החומר באמצעי מ 5 10x-10 מ' למעלה כדי 45 x 10-10 מ' סטוקס רדיוס (376.27 40,000 mol wt). פרמטר יליד אופטימיזציה הסימולציה שימש כדי להתאים את הסימולציה נתונים ניסיוני.
לשם כך, מדרונות רק החלקים ליניארי של החדירות מדומה הושוו לתוצאות הניסוי. עבור גודל מולקולרי קטן, סימולציה נתוני הניסוי היו בהסכם טוב עם 99.2% עבור NaFl ו 80.2% עבור FD 4,000 (ראה איור 4a , 4b יבינו). גודל מולקולרי גדול שנוצר סטיות גבוהה מציג מתאמים של 50.5% עבור FD 10,000, 79.7% עבור FD 20,000 ו- 53.6% עבור FD 40,000. התקדמות עקומה הסימולציות הראו עיכוב בתחילתה ואת עלייה חזקה יותר בקורס נוסף של תרשימי (ראה איור 4 c–4e).
חדירות והקבוע המקדמים של דיפוזיה מדומה מוצגות באיור בטבלה 4. המקדם הסתננות יורד עם הגדלת גודל מולקולרי. סטיית תקן היה בין 0.08 x 10-8 m/s 0.47 x 10-8 m/s (N = 7), אשר תאמו היא טעות מוחלטת בין 4.18% ל 46.15%. ניסויים עם מולקולות גדולות יותר הראה שגיאת מוחלטים גדולים יותר. מקדמי דיפוזיה מדומה התנהגו באופן דומה מאוד ל מקדמים חדירות ניסיוני. חומרים עם רדיוס גדול יותר סטוקס הראו הפחתת המקדמים דיפוזיה, ושגיאה מוחלטת נע בין 9.09% ל- 18.46% (N = 3).
בניסויים נוספים הסתננות, ארבעה סוגי מודל של תאים קולגן שונים שימשו כמו מחסומים קרום 12-טוב להוסיף מערכת. מודלים אלה מהווים מודל ללא תאים דגם תא עם שילובים שונים של ראשי fibroblasts ג'ל קולגן, HaCaT על פני השטח. שימשו את השילובים הבאים: קולגן (קולונל) כמודל ללא תאים, קולגן + Fibroblasts (אל"מ + פ), קולגן + HaCaT (אל"מ + ה'), ואת קולגן + Fibroblasts + HaCaT (אל"מ + פ + ח.). Fluorescein מלח נתרן עם DMEM + 10% FCS שימש חומר התורם. התמונה שימש ניתוח של המודל תא קולגן, צביעת ועם hematoxylin אאוזין (הוא). זה מכתים נעשה באמצעות הפרוטוקול של היצרן. איור 5, כתם כזה עם דגם אל"מ + פ + ח נציג מוצג. הוא מעט כתמי מבנה רקמת קולגן המטריצה. Fibroblasts ממוקמים במטריצה, הגרעינים של פיברובלסט ותאים HaCaT מוכתמים בסגול כהה. על גבי מטריצת קולגן, יש שכבה הכוללת גרעינים רבים, אשר צריכה להיות הגרעינים של HaCaTs, בניית שכבת תוחם על המודל.
טבלה 5, מפורטים הסתננות ניסיוני והקבוע המקדמים של דיפוזיה מדומה. ניתן לראות מגמה עבור רוב הדגמים עם HaCaT, אשר מקדמים הסתננות/דיפוזיה נמוך לעומת הדגמים ללא HaCaT. השגיאה המוחלטת של מקדמי הסתננות היא 10.9-24.4%, עבור דיפוזיה המקדמים של 5.2% - 12.9%.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig1.jpg"> איור 1: מבט צד של הניסוי חדירות קרום הוספת מערכת. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig2.jpg"> איור 2: גרף למופת של ניסוי חדירות. הריכוז של מקבל מותווים לאורך זמן. שני קווים מקווקווים סוגר את החלק כמעט ליניארית של הגרף. השיפוע של החלק הליניארי משמש לקביעת המקדם חדירות. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig3.jpg"> איור 3: גיאומטריה ורשתות של הקרום להוסיף מערכת סימולציה. מערכת הוספה () גאומטריה של קרום 96-ובכן. מערכת הוספה (b) גאומטריה של קרום 12-. טוב. (ג) רשת של קרום 96-ובכן הוספה מערכת. מערכת הוספה (d) רשת של קרום 12-. טוב. (e) חתך ופרמטרים של הקרום להוסיף מערכת. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig4.jpg"> איור 4: השוואה של נתונים ניסיוני של ניסוי הסתננות אל הסימולציה ממוטבת. מלח נתרן () fluorescein (b) fluorescein isothiocyanate-לתוספי 4,000 מול wt., (ג) 10,000 מול wt., wt. mol (d) 20,000, (e) 40,000 מול wt. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig5.jpg"> איור 5: נציג הוא מכתים של מודל תא קולגן (קולגן + Fibroblasts + HaCaT). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56412/56412fig6.jpg"> איור 6: חדירות מקדם כפונקציה של רדיוס 1/סטוקס באמצעות מלח נתרן fluorescein ו- fluorescein isothiocyanate-לתוספי בקרום 96-ובכן להוסיף מערכת. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56412/56412fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>שם</td>
			<td>Experession עבור מערכת טוב 96 מ מ</td>
			<td>Experssion 12-ובכן מערכת במ מ</td>
			<td>תיאור</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_tran</td>
			<td>5.65 [מ מ]</td>
			<td>14.7 [מ מ]</td>
			<td>קוטר של הבאר</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_a</td>
			<td>4.26 [מ מ]</td>
			<td>12.1 [מ מ]</td>
			<td>קוטר של קרום</td>
		</tr>
<tr>
<td>d_w</td>
			<td>8.79 [מ מ]</td>
			<td>21.97 [מ מ]</td>
			<td>קוטר של מקבל</td>
		</tr>
<tr>
<td>h_b</td>
			<td>2 [מ מ]</td>
			<td>2 [מ מ]</td>
			<td>הי של המכשול</td>
		</tr>
<tr>
<td>h_sp</td>
			<td>1 [מ מ]</td>
			<td>1 [מ מ]</td>
			<td>המרחק בין טוב והתחתונים</td>
		</tr>
<tr>
<td>h_a</td>
			<td>4.73 [מ מ]</td>
			<td>5.24 [מ מ]</td>
			<td>גבוהה של מקבל</td>
		</tr>
<tr>
<td>b</td>
			<td>h_b/2</td>
			<td>-</td>
			<td>עומק טבילה</td>
		</tr>
<tr>
<td>r</td>
			<td>((d_a)^2+4*b^2)/(8*b)</td>
			<td>-</td>
			<td>רדיוס הכדור טבילה+
</td>
		</tr>
<tr>
<td>r_z</td>
			<td>r + h_b</td>
			<td>-</td>
			<td>z-מיקום של הכדור טבילה+
</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 1: גאומטריה פרמטרים עבור הסימולציה "תעבורה מינים כימי". + רק כדי לשמש עבור הסימולציה של agarose ג'ל בקרום טוב 96 להוסיף מערכת.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>שם</td>
			<td>הביטוי</td>
			<td>ערך</td>
			<td>תיאור</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_fl</td>
			<td>0.1 [mg/ml]/376.28 [g/mol]</td>
			<td>מול 0.26576/m2
</td>
			<td>ריכוז של Fl.So.</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_4</td>
			<td>2 [מ"ג/מ"ל] / 4000 [g/mol]</td>
			<td>מול 0.5/m2</td>
			<td>ריכוז FD 4.000</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_10</td>
			<td>2 [מ"ג/מ"ל] / 10000 [g/mol]</td>
			<td>מול 0.2/m2</td>
			<td>ריכוז FD 10.000</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_20</td>
			<td>2 [מ"ג/מ"ל] / 20000 [g/mol]</td>
			<td>0.1 מול/m2</td>
			<td>ריכוז FD-20,000</td>
		</tr>
<tr>
<td>C_40</td>
			<td>2 [מ"ג/מ"ל] / 40000 [g/mol]</td>
			<td>מול 0.05/m2</td>
			<td>ריכוז FD 40.000</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dif_w</td>
			<td>1e-9 [m ^ 2/s]</td>
			<td>/S21E - 9 מטר</td>
			<td>מקדם דיפוזיה של ערבוב מים</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 2: פרמטרים פיזיים להדמיה "תעבורה מינים כימי".
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>שם</td>
			<td>הביטוי</td>
			<td>תיאור</td>
		</tr>
<tr>
<td>C</td>
			<td>Acceptor(c)</td>
			<td>ההגדרה של ריכוז מקבל</td>
		</tr>
<tr>
<td>D</td>
			<td>D_search * 1e-10</td>
			<td>שינוי פקטור D</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 3: פרמטרים עבור הסימולציה "אופטימיזציה".
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>לחדור</td>
			<td>חדירות מקדם (m/s) x 10-8</td>
			<td>מקדם דיפוזיה (m/s2) x 10-10</td>
			<td>סטוקס הרדיוס של permeate (ז) 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>בטבלה 4: מקדם פרמאביליות, דיפוזיה של חומרים עם רדיוס שונה סטוקס דרך 2% Agarose ג'ל + ממברנה ב 96-ובכן קרום להוסיף מערכת. (מלח נתרן fluorescein = פעל אז, לתוספי fitc = FD).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>מודל</td>
			<td>חדירות מקדם (m/s) x 10-8</td>
			<td>מקדם דיפוזיה (m/s2) x 10-10</td>
		</tr>
<tr>
<td>אל"מ</td>
			<td>2.18 ± 0.29</td>
			<td>1.22 ± 0.06</td>
		</tr>
<tr>
<td>אל"מ + F.</td>
			<td>1.77 ± 0.38</td>
			<td>0.93 ± 0.12</td>
		</tr>
<tr>
<td>אל"מ + H.</td>
			<td>1.64 ± 0.40</td>
			<td>0.96 ± 0.05</td>
		</tr>
<tr>
<td>אל"מ + פ + H.</td>
			<td>1.65 ± 0.18</td>
			<td>0.88 ± 0.11</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 5: מקדם חדירות ובהפצה של מלח נתרן fluorescein באמצעות מודל תא קולגן גם עם 12-ממברנה טוב להוסיף מערכת (אל"מ = קולגן, פ = פיברובלסט, ה = 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

שיטה לקביעת חדירות קרום הוספת מערכת עבור לוחות רב טוב, סיליקו פרמטר אופטימיזציה עבור החישוב של מקדמים דיפוזיה באמצעות סימולציה מוצגים.

שיטה של נחישות וסימולציות של חדירות ובהפצה במודל תלת-ממד רקמת קרום הוספת מערכת עבור לוחות רב טוב

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

שיטה Encapsulation השחלות זקיק ותרבות מערכת 3 מתכלה Proteolytically מימדי

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

יצירת דו מימדי מצעים Patterned עבור החזקת חלבון ו-Cell

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

ליפידים מיצוי נייד עבור דילול ממוקד איזוטופ יציב ניתוח כרומטוגרפיה נוזלית ספקטרומטריית-Mass

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

הנדסת רקמות של 3D אדם<em&gt; במבחנה</emמערכת מבחן גידול&gt;

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

ניתוח שיטתי של<em&gt; במבחנה</em&gt; תא רולינג באמצעות מערכת microfluidic צלחת רב גם

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

דור של עור בעובי מלא תלת ממדי Equivalent ואוטומטי פציעה

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

ייצור, אפיון ופוטנציאל שימושים של הוושט רירי דגם אדם מהונדס-רקמות 3D

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

מישורי צבע מערכת דיפוזיה לחקירת Chemotaxis בקולגן מטריקס 3D

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

רקמת 3D משולב תכנון הנדסי<em&gt; במבחנה</em&gt; /<em&gt; סיליקו</em&gt; דגם גידול ריאות לניבוי יעילות טיפול תרופתי רקעים מוטציוני ספציפיים

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

ייצור של בארות Agarose מותאם אישית עבור תא זריעה וטבעת רקמות הרכבה עצמית תוך שימוש בתבניות מודפס 3D

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