ES3041079T3 - Skin sample culture apparatus - Google Patents

Skin sample culture apparatus

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ES3041079T3 ES17728910T ES17728910T ES3041079T3 ES 3041079 T3 ES3041079 T3 ES 3041079T3 ES 17728910 T ES17728910 T ES 17728910T ES 17728910 T ES17728910 T ES 17728910T ES 3041079 T3 ES3041079 T3 ES 3041079T3
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Robyn Patricia Hickerson
Michael John Conneely
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University of Dundee
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Abstract

Un aparato de cultivo de muestras de piel que tiene un marco base, con una superficie receptora de muestras de piel sobre la cual se puede colocar al menos una parte de la muestra de piel y que se extiende a través de un área definida por la forma del marco. Un elemento de sujeción que se puede conectar de forma desmontable al marco base y una pinza que mantiene la muestra de piel bajo tensión. El aparato puede incluir un tensor para mantener la muestra bajo tensión y medios para introducir un fluido en la superficie superior o inferior de la muestra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de cultivo de muestras de piel
Introducción
La presente invención se refiere a un aparato de cultivo de muestras de piel y en particular a un aparato de almacenamiento de muestras de piel que utiliza un medio de cultivo para mantener la viabilidad de la muestra de piel. Antecedentes de la invención
La piel es el fuerte revestimiento exterior de los animales vertebrados. Otros revestimientos animales, como el exoesqueleto de los artrópodos, tienen un origen de desarrollo, una estructura y una composición química diferentes. En los mamíferos, la piel es un órgano hecho de múltiples capas de tejido ectodérmico que cubre el tejido subyacente, ligamentos, huesos y órganos internos. Actúa como órgano sensorial, protege al organismo contra los agentes patógenos, los daños causados por los rayos ultravioleta, la pérdida excesiva de agua proporciona aislamiento, regula la temperatura y produce vitamina D.
El grosor de la piel varía de localización a localización en un organismo. En los seres humanos, por ejemplo, la piel situada bajo los ojos y alrededor de los párpados es la más fina del cuerpo, con 0,5 mm de grosor, mientras que la de las palmas de las manos y las plantas de los pies tiene 4 mm de grosor y la de la espalda, alrededor de 1,4 mm. La piel de los mamíferos está compuesta por dos capas primarias, la epidermis y la dermis. La epidermis es un epitelio estratificado y cornificado con funciones específicas de barrera que está soportado por el complejo entorno de matriz extracelular de la dermis. Para que la piel conserve su aspecto normal y funcione plenamente con normalidad, es necesario que estén presentes las dos capas de la piel.
La epidermis forma una barrera protectora sobre la superficie corporal, se encarga de mantener el agua en el cuerpo, proteger de la luz ultravioleta y prevenir la entrada de patógenos.
La epidermis no contiene vasos sanguíneos y las células de las capas más profundas se nutren por difusión desde los capilares sanguíneos que se extienden hasta las capas superiores de la dermis.
La dermis comprende tejido conectivo y amortigua el cuerpo del estrés y la tensión.
La dermis proporciona resistencia a la tracción y elasticidad a la piel a través de una matriz extracelular compuesta por fibrillas de colágeno, microfibrillas y fibras elásticas. La dermis está estrechamente conectada a la epidermis a través de una membrana basal y está dividida estructuralmente en dos áreas: un área superficial adyacente a la epidermis, denominada región papilar, y un área profunda más grosor conocida como región reticular.
Se pueden extraer muestras de piel del cuerpo de un animal con propósitos de análisis o para cultivar una muestra de piel cuando se requiera un injerto de piel.
El injerto de piel es un componente esencial de la cirugía reconstructiva tras quemaduras, traumatismos, extirpación de tumores y corrección de anomalías congénitas. La mejor piel posible para un injerto es la piel del mismo paciente tomada de una zona donante de otra parte del cuerpo, lo que se conoce como autoinjerto. Las zonas donantes de injertos cutáneos adecuadas están limitadas por el área de superficie corporal y también pueden verse afectadas por la extracción previa de injertos o por traumatismos. En pacientes que sufren grandes quemaduras con zonas de piel donante limitadas, se suelen utilizar aloinjertos de cadáver para la cobertura cutánea temporal.
En todos los casos, es necesario mantener la muestra de piel en un estado saludable y ralentizar o detener completamente el deterioro de la calidad de la muestra mientras se almacena.
Los modelos cutáneos fiables que recapitulan las características de la piel viva son esenciales para la investigación de la biología cutánea y el descubrimiento de fármacos. Los sistemas de cultivo de piel ex vivo de grosor completo se han utilizado ampliamente. El mercado mundial de modelos cutáneos ex vivo incluye al investigador académico, la industria farmacéutica y la industria cosmética en lo que respecta a la evaluación de la seguridad y eficacia del creciente número de productos desarrollados para aplicación tópica. Además, el desarrollo de un sistema modelo de este tipo es cada vez más prioritario debido a la normativa de la Comunidad Europea que prohíbe el uso de ensayos con animales para ingredientes cosméticos.
El documento US5914264 divulga un método de cultivo de piel de vertebrado in vitro. Parte del proceso consiste en crear un método para estirar la piel con el fin de mejorar su crecimiento, posicionando el segmento de piel en un medio artificial de crecimiento celular y sometiendo el segmento de piel a fuerzas de estiramiento mientras el segmento de piel se encuentra en el medio.
El documento CN 201535769 describe un aparato para medir la difusión transdérmica. Comprende un cuerpo cilíndrico con una cubierta provista de una ranura dispuesta en la superficie superior del cuerpo de la cubierta. La sección transversal del cuerpo de la cubierta es cóncava y una ranura de sujeción está dispuesta en una pared lateral de la ranura y el cuerpo de la cubierta y el cuerpo del cilindro están conectados a través de roscas de tornillo o están sujetos. El otro extremo del cuerpo del cilindro 2 se utiliza para fijar la piel extirpada.
Los dos documentos de la técnica anterior no abordan el mismo problema técnico que la presente invención.
El documento US 2015/0018948 A1 divulga un dispositivo de estiramiento de tejido configurado para la expansión orbicular y el cultivo de un tejido. Un soporte sólido inferior del dispositivo está configurado para recibir una membrana expansible, sobre la que puede colocarse el tejido y bajo la que puede suministrarse un fluido. En algunas realizaciones, el soporte sólido inferior comprende una entrada de fluido y una salida de fluido, que permiten un aumento del volumen/presión del fluido en el soporte sólido inferior bajo la membrana expandible con el fin de estirar el tejido.
Breve sumario de la invención
La invención se expone en el juego de reivindicaciones adjunto.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva en despiece de una primera realización de un aparato de cultivo de muestras de piel;
La figura 2: vista en despiece de una segunda realización de un aparato de cultivo de muestras de piel;
La figura 3A es una vista en perspectiva de una tercera realización de una base, la figura 3B es una vista en perspectiva de una sección de la base de la figura 3A y la figura 3C es una vista lateral de la base de la figura 3A en sección transversal;
Las figuras 4A a 4F muestran un ejemplo de proceso para unir una muestra de piel a un aparato;
La figura 5 es una vista en perspectiva en despiece de la tercera realización;
Las figuras 6A a 6L muestran un segundo ejemplo de proceso para unir una muestra de piel a un aparato de acuerdo con la presente divulgación;
Las figuras 7A a 7H muestran un ejemplo de proceso para depositar un aparato de acuerdo con la presente divulgación en una placa de cultivo que contiene medio;
La figura 8 es una vista en perspectiva de una realización de acuerdo con la presente invención;
La figura 9 es una vista en perspectiva recortada de una versión modificada de la realización de la presente invención mostrada en la figura 8;
La figura 10 es una vista en perspectiva de otra realización;
La figura 11 es una vista en perspectiva de una versión modificada de la realización mostrada en la figura 10; La figura 12 es una vista en perspectiva de una realización de la presente invención que incorpora las características de las figuras 8 y 10;
La figura 13 es una vista en perspectiva de una versión modificada de la realización de la presente invención mostrada en la figura 12.
La figura 14 es una vista lateral de un medidor de fuerza de acuerdo con la presente divulgación; y
Las figuras 15Ay 15B son diagramas esquemáticos que muestran la operación del medidor de fuerza.
Las realizaciones ilustradas en las figuras 1-7 y 10-11 están fuera del ámbito de las reivindicaciones anexas.
Descripción detallada de la invención
La presente invención proporciona un medio novedoso por el cual las muestras de piel cultivadas pueden mantenerse bajo tensión. Mantener las muestras de piel bajo tensión es beneficioso porque prolonga la vida viable y la calidad de la piel. Además, la presente invención permite montar rápidamente la piel con un mínimo de residuos, cultivarla en una incubadora estándar de CO2 , sin necesidad de suturar la muestra de piel en su sitio. La sutura lleva mucho tiempo, tanto cuando la muestra se almacena en un plato de muestras como cuando posteriormente se va a extraer la muestra del plato.
La figura 1 muestra una primera realización de un aparato de almacenamiento de muestras de piel. La figura 1 muestra el aparato 1 que tiene una base 3 sobre la que se coloca una muestra de piel en uso, y una tapa 5 que se coloca encima de una muestra de piel, en uso. Los orificios pasantes 7 de la tapa 5 están alineados con los orificios 9 de la base 3 y se utilizan tornillos 11 u otros orificios de fijación adecuados para unir la tapa 5 a la base 3.
En este ejemplo, los tornillos proporcionan el uniendo extraíble de la tapa 5 a la base 3. La base comprende además canales inferiores 13 y dos canales superiores 15 que se extienden radialmente a través de la circunferencia de la base 3. Los canales inferiores 13 están colocados hacia la superficie inferior 16 de la base 3, y los canales superiores están colocados en la superficie superior 18 de la base 3. En este ejemplo, el canal inferior 13 es un canal cerrado en la parte inferior de la base 3.
El canal superior 15 está abierto en su parte superior.
La figura 2 muestra una segunda realización de base de aparato de cultivo de muestras de piel.
La figura 2 muestra el aparato 21 que tiene una base 23 sobre la que se coloca una muestra de piel en uso, y una tapa 25 que se coloca encima de una muestra de piel, en uso. Los orificios pasantes 27 de la tapa 25 están alineados con los orificios 29 de la base 23 y se utilizan tornillos 31 u otros orificios de fijación adecuados para unir la tapa 25 a la base 23.
En este ejemplo, los tornillos proporcionan la unión extraíble de la tapa 25 a la base 23. La base comprende además unos canales inferiores 33 y un canal superior 35 que se extienden radialmente a través de la circunferencia de la base 23. Los canales inferiores abiertos 33 están colocados hacia la superficie inferior 36 de la base 23, y el canal superior encerrado está colocado hacia la superficie superior 38 de la base 23.
En este ejemplo, el canal superior 35 está cerrado en la superficie superior de la base 23. Los canales inferiores 33 están abiertos en la superficie inferior.
Las figuras 3A, 3B y 3C muestran la base 43 de una tercera realización de una base de aparato de cultivo de muestras de piel.
La base 43 comprende orificios de base 45, canales inferiores 47 y canal superior 49 que se extienden radialmente a través de la circunferencia de la base 43. En esta realización, los canales inferiores están abiertos en la superficie inferior 54 de la base 43.
El canal superior 49 está encerrado. Como se muestra en la figura 3C, la superficie superior 51 del canal superior 49 forma un ángulo con respecto a la parte inferior de la base 54, de manera que el extremo del canal 49 en la parte más externa de la base 43 es más alto que el extremo del canal en la parte más interna de la base 43. El ángulo 53 ilustrado en esta realización de la invención es de aproximadamente 4°.
El ángulo de inclinación de la superficie superior ayuda al paso del aire atrapado de debajo de una muestra de piel cuando el aparato está en uso.
En este y otros ejemplos, un único canal superior y múltiples canales inferiores están dispuestos a un espaciado igual alrededor de la base 43. En otros ejemplos, pueden estar presentes múltiples canales superiores o inferiores o pueden disponerse múltiples canales superiores e inferiores alternativamente o en grupos; por ejemplo, un lado de la base puede tener canales superiores y otro puede tener canales inferiores. Esto puede ayudar adicionalmente a extraer las burbujas de aire de la parte inferior de la muestra de piel.
La figura 4 muestra un ejemplo de un método por el que la muestra de piel 65 se une a un aparato de cultivo de muestras de piel. La figura 4A muestra una esterilla de montaje 61 sobre la que se coloca una muestra de piel 65. La figura 4B muestra la esterilla de montaje 61 y la muestra de piel 65 que ha sido estirada a través de la esterilla de montaje 61 y asegurada en su posición mediante pasadores 63 que son empujados a través de la muestra de piel 65 dentro de la esterilla de montaje 61.
La figura 4C muestra una base 67 posicionada sobre la esterilla de montaje 61.
La figura 4D muestra que la base 67 se ha movido desde su posición en la figura 4C y se ha movido bajo la muestra de piel estirada hasta la posición 69. La figura 4E es una vista en perspectiva lateral de la base 67 en posición 69 entre la muestra de piel 65 y la esterilla 61.
La figura 4F muestra una tapa 71 colocada encima de la piel 65 alineada con la base 67 en la posición 69.
La figura 5 muestra otro ejemplo de aparato de cultivo de muestras de p ie l.
La figura 5 muestra el aparato 81 que tiene una base 83 sobre la que se coloca una muestra de piel en uso, y una tapa 85 que se coloca encima de una muestra de piel, en uso. Orificios pasantes 87 de la tapa 85, se alinean con los orificios 89 de la base 83 y se utilizan tornillos 91 u otros medios de fijación adecuados para unir la tapa 85 a la base 83. Está montada sobre la esterilla 97.
En este ejemplo, los tomillos 91 proporcionan el uniendo extraíble de la tapa 85 a la base 83. La base es similar a la descrita con referencia a las figuras 3A a 3C. La base 83 comprende orificios de base 89, canales inferiores 93 y canales superiores 95 que se extienden radialmente a través de la circunferencia de la base 83. Los canales superiores 95 están encerrados y, como en el ejemplo de las figuras 3A a 3C, la superficie superior del canal superior forma un ángulo con respecto a la parte inferior de la base, de modo que el extremo del canal 95 en la parte más externa de la base 83 es más alto que el extremo del canal en la parte más interna de la base 83. El ángulo de inclinación de la superficie superior facilita el paso del aire atrapado bajo una muestra de piel cuando el aparato está en uso.
En este y otros ejemplos, un único canal superior y múltiples canales inferiores están dispuestos a un espaciado igual alrededor de la base 43. En otros ejemplos, pueden disponerse múltiples canales superiores e inferiores alternativamente o en grupos; por ejemplo, un lado de la base puede tener canales superiores y otro puede tener canales inferiores. Esto puede ayudar adicionalmente a extraer las burbujas de aire de la parte inferior de la muestra de piel.
Las figuras 6A - L y 7A - H muestran un método por el que se utiliza un ejemplo de aparato de cultivo de muestras de piel.
La figura 6A muestra una esterilla de montaje 97, una muestra de piel 103 y una base 83. La base 83 está colocada en una placa de montaje 99. La alfombrilla 97 tiene un grosor suficiente para que la profundidad de la inserción garantice que la superficie superior de la base 83 quede enrasada con la superficie superior de la alfombrilla de montaje 97.
Las figuras 6B a 6F muestran el proceso por el que una muestra de piel se coloca sobre una esterilla de montaje que tiene una base 83 posicionada en la inserción 99. La piel 103 está fijada a la esterilla de montaje por un lado con pasadores 101. La figura 6C muestra la piel 103 extendida a lo largo de la parte superior de la base 83 y asegurada a la esterilla de montaje 97 con un tercer pasador 101.
La figura 6D muestra una cuarta esquina de la piel siendo estirada a través de la parte superior de la base 83 y asegurada a la esterilla de montaje 97 con un cuarto pasador 101.
La figura 6E muestra pasadores adicionales 101 que unen la muestra de piel 103 para permitir una tensión uniforme en toda la piel.
La figura 6F muestra un punzón de biopsia 105 que se utiliza para cortar orificios en la piel para permitir la unión de tornillos a la base 83 a través de la tapa 85 que se ha posicionado en la parte superior de la muestra de piel 103 en alineación con la base 83. Los tornillos se colocan en los orificios de la tapa 87 y son colocados a través de los orificios cortados en la piel 103 y colocados en los orificios de la base que están alineados con los orificios de la tapa 87. Como se muestra en las figuras 6G a 6J, este proceso permite extraer los pasadores 101 y retiene la muestra de piel 103 bajo tensión sujetada entre la tapa 83 y la base 85. La figura 6K muestra el aparato de cultivo de muestras de piel extraído de la esterilla 97. La figura 6L muestra el exceso de piel de los bordes de la muestra recortada.
Las figuras 7A-7D muestran la placa de cultivo 111 que contiene un medio de cultivo 113 y un aparato de cultivo de muestras de piel 115 que se baja hacia la placa de cultivo 111.
Las figuras 7B - 7D muestran el aparato de cultivo de muestras de piel 115 siendo bajado en un ángulo hacia el plato de cultivo. Ventajosamente se ha descubierto que, bajando el aparato de cultivo de muestras de piel 115 en ángulo con el canal de aire inclinado hacia arriba, se fomenta cualquier aire que pudiera haber entre la muestra de piel y el medio de cultivo hacia el lado superior del aparato de cultivo de muestras de piel y, por lo tanto, se reduce el riesgo de que el aire quede atrapado bajo la muestra de piel. El aire atrapado previene que el medio de cultivo tenga pleno contacto con la muestra de piel y por lo tanto, puede causar que la muestra de piel se degrade.
Durante el proceso de descenso de la muestra y una vez que está en posicionado como se muestra en la figura 7F, una base que tiene canales superiores en ángulo como se muestra en el ejemplo de las figuras 3A - 3C ayudará adicionalmente a extraer el aire atrapado proporcionando un recorrido fácil para la salida del aire atrapado de debajo de la muestra de piel. Una vez posicionado el aparato de cultivo de muestras de piel, se coloca una cubierta 123 sobre la placa de cultivo 111.
Las realizaciones anteriores muestran el elemento de agarre comprendiendo un número de tornillos que conectan la base a la tapa. Pueden utilizarse otros agarres, como una conexión de encaje a presión o un imán, por ejemplo. La figura 8 es una vista en perspectiva cortada de otra realización de la presente invención.
La figura 8 muestra el aparato 171 con una base 173, un elemento de seguridad 175 y una tapa tensora 177. La base 173 tiene orificios 174 en la base que reciben fijaciones 176. La base tiene forma anular y comprende adicionalmente canales 185 que se extienden a través del perímetro de la base permitiendo que el medio de cultivo, el aire y otros fluidos se muevan a través del espacio en o por debajo de la parte inferior 201 de la muestra de piel 183.
El elemento de seguridad 175 tiene forma anular y es congruente con la base 173. Los orificios del elemento de seguridad 187 se extienden a través del elemento de seguridad 175 y, en uso, están alineados con los orificios de la base 174. La muestra de piel 183 se coloca en posición sobre el aparato colocando la muestra de piel 183 entre la base 173 y el elemento de seguridad 175 hasta o ligeramente más allá de la circunferencia exterior del elemento de seguridad 175 y la base 173. Se inserta un tornillo a través del orificio del elemento de seguridad 187 y del orificio de la base 174 y se aprieta el tornillo para asegurar la muestra de piel en posición entre la base 173 y el elemento de seguridad 175.
El mecanismo de ajuste de tensión es una tapa 177 es de forma anular y está posicionada en la parte superior del elemento de seguridad 175 y es congruente con el elemento de seguridad 175 excepto que un tensor 181 se extiende hacia abajo desde la circunferencia interior de la tapa de aseguramiento, ligeramente más allá de la superficie interior del elemento de seguridad 175. El tamaño del tensor es tal que se extiende más allá de la "superficie inferior" de la tapa tensora 177 para ser más largo que la profundidad de la tapa de seguridad 189.
Un orificio de elemento de seguridad/tapa tensora 193 está roscado. La tapa tensora 177 tiene un mecanismo de ajuste de la tensión 179 que comprende un tornillo 195 que se extiende a través de la tapa tensora 177 hasta el orificio del elemento de seguridad/tapa tensora 193.
En uso, una muestra de piel 183 se asegura en primer lugar en posición entre la base 173 y el elemento de seguridad 175. La tapa tensora 177 está encajada en la parte superior del elemento de seguridad 175. Para aumentar la tensión en la superficie de la piel, se giran los tornillos de la tapa tensora 195. Esto mueve la tapa tensora 177 más cerca del elemento de seguridad 175. En esta realización de la presente invención, el tensor 181 está fijado rígidamente al mecanismo de ajuste de la tensión 179 de la tapa tensora 177. Al apretar el tornillo 195 de la tapa tensora, el tensor 181 se mueve verticalmente hacia la superficie superior 197 de la muestra de piel 183. Al entrar en contacto con la superficie de la muestra de piel 197, el apriete adicional del tornillo de la tapa tensora 195 empujará el tensor 181 y los bordes de la piel 183 hacia abajo, tensando la piel en toda su superficie y aumentando la tensión en toda la muestra.
La figura 9 es una vista en corte en perspectiva de una versión modificada 181 de la realización de la presente invención mostrada en la figura 8 en la que los canales 185 de la figura 8 han sido extraídos. Las realizaciones de las figuras 8 y 9 proporcionan un modo rápido y sencillo de ajustar la tensión en la muestra de piel.
La figura 10 es una vista en perspectiva de otra realización. La figura 10 muestra el aparato 221 con una base 223, un elemento de seguridad 225 y una tapa de fluido 227. La base tiene orificios (no mostrados) que reciben fijaciones 224. La base tiene forma anular y comprende adicionalmente canales 239 que se extienden a través del perímetro de la base, permitiendo que el medio de cultivo, el aire y otros fluidos se muevan a través del espacio en o por debajo de la parte inferior de la muestra de piel 237.
La tapa de fluido 227 tiene una forma sustancialmente cilíndrica con una superficie superior encerrada 241, una superficie lateral encerrada 243 con una junta 233 en su circunferencia inferior, en la superficie inferior abierta de la tapa cilíndrica inclinada. La junta está diseñada para retener el fluido en el espacio en o alrededor de la superficie superior de la muestra de piel 237. La entrada 229 es conectable a una fuente de fluido y la salida 231 está conectada a un colector de fluido. En uso, la tapa de fluido 227 se coloca sobre el elemento de seguridad y se empuja hacia abajo en su sitio y la junta 233 mantiene la tapa de fluido en su posición. Una fuente de fluido está conectada a la entrada del tapa de fluido. El fluido puede introducirse por lotes en la tapa de fluido, en el que la salida 231 está cerrada y, una vez añadida la cantidad necesaria de fluido, se cierra la entrada. En este caso, la entrada 229 y la salida 231 permanecen abiertas, y la salida está conectada a un recipiente de recogida de fluido.
La tapa de fluido permitirá la capacidad de cultivar piel de tal manera que la atmósfera (por ejemplo, humedad, composición de gas, etc.) en la superficie de la piel puede controlarse por separado de la atmósfera de la incubadora.
En otra realización de la presente invención, el aparato incorpora una tapa tensora y una tapa de fluido permitiendo así al usuario alterar la tensión de la muestra de piel y realizar experimentos que cambian el medio al que se expone la capa superior de la muestra de piel. En otra realización de la presente invención, el aparato incorpora una tapa de fluido en los lados superior e inferior del dispositivo que permite realizar experimentos en los que se cambia el medio al que están expuestos los lados superior e inferior de la muestra de piel.
La figura 11 es una vista en perspectiva de una versión modificada de la realización 251 mostrada en la figura 10 con los canales de base ausentes.
La figura 12 es una vista en perspectiva de una realización de la presente invención que incorpora características de las figuras 8 y 10. Muestra la tapa tensor 177 y la base de la figura 8 y la tapa de fluido 227 de la figura 10 con una base similar a la mostrada en las figuras 8 y 10.
En otra realización de la presente invención, el tensor está montado de forma elástica y unido a un medidor de fuerza tal que la fuerza aplicada por el mecanismo de ajuste de tensión es medible.
La figura 13 es una vista en perspectiva de una realización de la presente invención mostrada en la figura 12 con la adición de un tapa de fluido a la parte inferior del aparato. Muestra la tapa tensora 177 y una base 223 con un tapa superior de fluido 227 y un tapa inferior de fluido 237. La tapa inferior de fluido 237 presenta una entrada de fluido 259 y una salida de fluido 251 que permiten controlar la atmósfera en la superficie inferior de la muestra de piel.
La figura 14 muestra un aparato para medir la tensión en una muestra de piel que ha sido colocada en un aparato de cultivo de muestras de piel de acuerdo con la presente invención.
El aparato comprende un medidor de fuerza 143, un collar separador 146 que se desliza sobre el árbol de sonda 145 y se extiende hacia abajo desde el cuerpo del medidor de fuerza 143. El collar 146 es un tubo cilíndrico con un diámetro y circunferencias que coinciden con los de la tapa, de manera que el extremo del collar 146 descansa sobre la tapa de un aparato 149 de cultivo de muestras de piel. El indentador esférico ejerce una fuerza sobre la muestra de piel. Las figuras 15Ay 15B son diagramas esquemáticos que ilustran el funcionamiento del aparato 143.
La figura 15A muestra el indentador esférico 147 apoyado sobre la muestra de piel 157 en el centro de la muestra. La tapa 153, las fijaciones 155 y la base 159 también se muestran en el diagrama. Cuando se ejerce un desplazamiento conocido Ah 161 , definido por la longitud del collar 146, sobre la muestra de piel 157, se registra una lectura de fuerza. Proporciona una medida de la tensión de la piel.
Cuando los radios son diferentes, es necesario tener en cuenta el efecto del radio sobre el valor medido de la tensión. El módulo elástico E de la membrana montada en el dispositivo de cultivo, definido como la relación entre el estrés (fuerza por unidad de área) y la tensión (deformación proporcional), se utilizará para relacionar mediciones de tensión en dispositivos de diferentes diámetros utilizando distancias de indentación variables.
Cuando la membrana está montada en el dispositivo de cultivo a la tensión correcta poseerá un cierto módulo elástico. Se supone que la sonda está en contacto sin fricción y por simplicidad que la membrana deformada se ajusta a una geometría cónica con una deformación uniforme. También se supone que la membrana es un material linealmente elástico.
La sonda aplica un estrés medio sobre la membrana dado por,
donde F es la fuerza normal aplicada por la sonda y Acs es el área de la sección transversal de la membrana.
Debido a esta tensión, la membrana se deforma a una geometría -cónica con un área de superficie definida como,
Acono= n r ^ r 2 h 2
donde r es el diámetro de la membrana y h es la distancia de indentación, o igualmente la altura del cono formado por la membrana estirada. La deformación del área £ sobre la membrana estirada viene dada por,
ÚA
l~A<Q>
donde AA, el cambio en el área de la membrana viene dado por,
<A A = Acono — A>0
AA —rrr'V rzh2 — ur2
Por lo tanto £ se puede escribir como,
El módulo elástico E puede definirse ahora completamente como,
En ejemplos de la presente invención aquí descritos el soporte de muestra de piel nuestro tiene un dispositivo de cultivo de 15 mm de diámetro con una profundidad de indentación/empuje de 3 mm (15-3) para caracterizar la tensión óptima Fo requerida en nuestra membrana.
Por lo tanto, esta será nuestra referencia a partir de la cual se calcularán los factores de conversión, sin embargo, este enfoque puede aplicarse en general a cualquier valor de diámetro/profundidad utilizado para la caracterización de la membrana.
Para hallar la lectura de la fuerza requerida de la sondaFxen un dispositivo de diámetro diferente igualamos los módulos elásticos.
Eii =Ex
Utilizando los valores para nuestra caracterización de la membrana (15-3) podemos generar una matriz de factores de conversión/corrección para permitir el ensayo de dispositivos de diferentes diámetros y también utilizando diferentes profundidades/distancias de indentación.
El factor de corrección (A) relaciona la fuerza medida como sigue,
Eis<J>^Ex<y>
Aquí, vemos que, como era de esperar, el factor de corrección para un dispositivo de 15 mm de diámetro con una profundidad de indentación de 3 mm es la unidad o 1.
Manteniendo el diámetro del dispositivo en 15 mm pero aumentando la profundidad de indentación vemos que el factor disminuye lo cual es lógico considerando que la membrana se estira en mayor medida con un aumento de indentación. Del mismo modo, con un dispositivo/membrana de menor diámetro, el factor de corrección disminuye para una profundidad de indentación dada.
Debido a la suposición de un material linealmente elástico se aconseja que la deformación sea inferior al 10 % durante las mediciones de tensión, es decir, la membrana no se estira en una cantidad superior al 10 % por la sonda.
Se apreciará que es conveniente que el aparato y sus partes componentes tengan una forma generalmente circular. Pueden utilizarse otras formas, como cuadrada, ovalada o rectangular, y como tales entran dentro del ámbito de la presente invención.
Pueden incorporarse en el presente documento mejoras y modificaciones sin apartarse del ámbito de la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de cultivo de muestras de piel (171, 181) que comprende:
un bastidor de base (173), con una superficie receptora de muestras de piel sobre la que al menos parte de una muestra de piel
puede colocarse y que se extiende por un área definida por la forma del bastidor;
y un elemento de seguridad (175) que se puede conectar de forma liberable al bastidor de base y un agarre que mantiene la muestra de piel bajo tensión, caracterizado por que el bastidor de base comprende una pluralidad de canales (185) que se extienden a través del lateral del bastidor de base y
en el que al menos uno de dichos canales es un canal superior posicionado hacia la superficie receptora de muestras de piel del bastidor de base, y al menos uno de dichos canales es un canal inferior posicionado hacia la superficie inferior del bastidor de base sobre el que descansa en uso en un receptáculo de medio de cultivo que contiene medio de cultivo,
en el que el canal superior está posicionado para permitir la salida de aire u otro gas ambiental desde la posición situada debajo de una muestra de piel cuando está situada en el bastidor de base dentro de un receptáculo de medio de cultivo que contiene medio de cultivo.
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el aparato comprende adicionalmente una tapa tensora (177), montable sobre el elemento de seguridad, la tapa tensora que tiene un mecanismo de ajuste de tensión (179) para ajustar la tensión a través de la muestra de piel.
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la tapa tensora comprende un tensor que es movible en paralelo a la superficie perimetral interior del elemento de seguridad, de tal manera que el movimiento del tensor por el mecanismo de ajuste de tensión en una dirección hacia la base, en uso, desplazará la piel en dicha dirección y aumentará la tensión a través de la muestra de piel.
4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el tensor presiona contra una porción de la superficie superior de la piel para mover la piel hacia la base, aumentando así la tensión a través de la muestra de piel.
5. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 3 a 4, en el que el tensor tiene una superficie de avance conformada para mover la piel sin dañarla.
6. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 5, en el que el mecanismo de ajuste de tensión comprende una pluralidad de tornillos que están conectados a través de la tapa tensora y el elemento de seguridad, cuya rotación ajusta la altura de la tapa tensora con respecto al elemento de seguridad.
7. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 5, en el que, para una tapa tensora anular y un elemento de seguridad, el mecanismo de ajuste de la tensión comprende una primera rosca en la tapa tensora y una segunda rosca en el elemento de seguridad, y en el que la rotación de la tapa tensora con respecto al elemento de seguridad ajusta la altura del tensor con respecto a la muestra de piel.
8. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 5, en el que el mecanismo de ajuste de tensión comprende una leva y un seguidor que convierte el movimiento de rotación de la tapa tensora en movimiento lineal para ajustar la posición del tensor.
9. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el agarre comprende una conexión liberable entre el bastidor de base y el elemento de seguridad.
10. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el agarre comprende una o más fijaciones que conectan el bastidor de base al elemento de seguridad o una conexión de encaje a presión entre el bastidor de base y el elemento de seguridad o una conexión magnética entre el bastidor de base y el elemento de seguridad.
11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la altura del canal superior se reduce a medida que el canal se extiende hacia el interior desde el lado exterior del bastidor de base, lo que favorece que el aire u otro gas ambiental se mueva fuera de debajo de una muestra de piel.
12. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el canal inferior está posicionado para permitir que el fluido entre en el espacio por debajo de la muestra de piel.
13. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el aparato de cultivo de muestras de piel comprende adicionalmente una tapa de fluido (227) para introducir un fluido en el aparato.
14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la tapa de fluido está montada en la parte superior del aparato para introducir el fluido en la superficie superior de la muestra o está montado en la parte inferior del aparato para introducir el fluido en la superficie inferior de la muestra.
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