3次元の人間の皮膚の等価物の光学調査：パイロット研究

人間の皮膚等価物（HSE）は、適切な足場に細胞を播種することによりin vitroで調製された人間の皮膚の3次元の生体モデルです。それらは、実際の皮膚の構造と生物学的挙動を再現し、ケラチノサイト分化や皮膚層と表皮層の間の相互作用などのプロセスの調査を可能にします。ただし、より広いアプリケーションの場合、それらの光学的および機械的特性も実際の皮膚の特性を複製する必要があります。したがって、HSEの光学特性を調査するためにパイロット研究を実施しました。（a）実際の人間の皮膚のモンテカルロシミュレーションと（b）HSEの2層光学モデルを（c）HSEサンプルを介した透過率の実験的測定と比較しました。皮膚層は、光学減衰係数のハイブリッドコレクションを使用して説明されています。シミュレーションと実験の間に線形関係が観察されました。0.5 mmより薄いサンプルの場合、吸収と散乱のインスタンスが少ないため、検出された電力の指数関数的な増加が観察されました。

Human skin equivalents (HSEs) are three-dimensional living models of human skin that are prepared in vitro by seeding cells onto an appropriate scaffold. They recreate the structure and biological behaviour of real skin, allowing the investigation of processes such as keratinocyte differentiation and interactions between the dermal and epidermal layers. However, for wider applications, their optical and mechanical properties should also replicate those of real skin. We therefore conducted a pilot study to investigate the optical properties of HSEs. We compared Monte Carlo simulations of (a) real human skin and (b) two-layer optical models of HSEs with (c) experimental measurements of transmittance through HSE samples. The skin layers were described using a hybrid collection of optical attenuation coefficients. A linear relationship was observed between the simulations and experiments. For samples thinner than 0.5 mm, an exponential increase in detected power was observed due to fewer instances of absorption and scattering.