المكافئ البشرى ثلاثي الأبعاد الذي تم إنشاؤه باستخدام الرياضيات

المكافئ البشرة المصنوع من خلايا البشرة البشرية الآن لديه وظيفة ممتازة كحاجز ، وفقا لنتائج تجارب الفريق.

النماذج التجريبية للبشرة البشرية هي أدوات بحث مهمة ليس فقط للدراسات الأساسية عن وظائف البشرة والأمراض الجلدية وشيخوخة الجلد ، ولكن أيضًا لتطوير العقاقير ومستحضرات التجميل وغيرها من المنتجات. على الرغم من ذلك ، لم تقلد نماذج البشرة السابقة بشكل كاف بشرة بشرية حقيقية. على سبيل المثال ، أدى استخدام خلايا البشرة في الأساليب السابقة إلى ظهور أدمغة رقيقة جدًا.

في هذه الدراسة نشرت في التقارير العلميةقام فريق بحث يضم بروفيسور ماساهارو ناغاياما من جامعة هوكايدو وباحث بحث جونيتشي كوماموتو ومركز شيزيدو العالمي للابتكار ، ميتوهيرو دندا ، بتطوير نموذج رياضي لاستتباب البشرة عن طريق دمج عمليات خلوية مختلفة ، وتمييز خلايا البشرة ، وخصائص الخلايا الجذعية البشرة ، لبناء البشرة. .

باستخدام هذا النموذج ، قام الفريق بإجراء عمليات محاكاة حاسوبية واكتشف أن سماكة وبنية الأدمة تأثرت بالتوزيع المكاني للخلايا الجذعية للبشر وبنية الطبقة القاعدية التي تم البذر عليها. افترض الباحثون أنه ، استنادا إلى المحاكاة الحاسوبية ، فإن وضع نسيج ، وتحديدا التموجات الجيبية ، على قاع خلايا البشرة سيؤدي إلى مكافئات البشرة الكثيرة.

واستخدم الباحثون سفينة استزراع متوفرة في السوق ووضعت الطبقة القاعدية المصنوعة من شبكة البوليستر ذات سمك متفاوت الخيط وكثافات شعرية لجعل سطحها غير مستوي. خلايا البشر البشرية ، أو الخلايا الكيراتينية ، كانت مصنفة على هذه الطبقة. تم استزراع الخلايا لمدة 12 يومًا باستخدام وسط زراعة مستنبت تجاريًا وطريقة زراعة عادية لإنتاج مكافئ البشرة.

تم بعد ذلك دراسة السماكة ، ووظيفة الحاجز ، وعدد وتوزيع الخلايا المتكاثرة من مكافئ البشرة. أظهرت النتائج أن نموذج البشرة الذي يتلامس مع شبكة البوليستر في الطبقة القاعدية مع سطح غير مستوٍ ينتج نموذجًا بشريًا سميكًا جدًا يظهر خصائص خلايا البشرة البشرية الطبيعية. يشير قياس فقدان الماء عبر البشرة (TEWL) إلى أن النموذج له وظيفة حاجز ممتازة. كان TEWL مرتفعا مرتين عن أولئك المثقفين دون استخدام الركيزة الشبكية البوليستر.

يقول ميتوهيرو دندا: "إن هذا المكافئ السميك ثلاثي الأبعاد للبشرة سيكون مفيدا في الكشف عن الآليات الكامنة وراء الأمراض الجلدية ، بما في ذلك جفاف الجلد المصاحب للشيخوخة ، واختبار فعالية الأدوية والمستحضرات التي تُدار عبر الجلد". وأضاف ماساارو ناجاياما "تدعم النتائج أيضا فكرة أن النمذجة الرياضية للعمليات البيولوجية المعقدة يمكن أن يكون لها قيمة عملية في مجالات الطب وعلوم الحياة."

مصدر القصة:

المواد المقدمة من قبل جامعة هوكايدو. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى للأسلوب والطول.