2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16706Der Antrag basiert auf dem gemeinsam von den Antragstellern bearbeiteten Projekt -Entwicklung und mikrofluidische Charakterisierung eines dynamisch kultivierten Vollhautmodells-. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von dynamisch kultivierten humanen Hautmodellen sowie deren Charakterisierung bzgl. Substanztransport, Gewebedynamik und Mikrofluidik. Ausgangspunkt ist ein Multi-Organ-Chip (MOC) als eine neuartige Technologie zur Modellierung von Segmenten des menschlichen Organismus im Objektträger-Chip-Format. Diese bietet eine einzigartige Plattform für die Entwicklung physiologisch angenäherter Hautäquivalente. Durch die flexible Bauweise und schnelle Design-Zyklen können modulare Hautmodelle entwickelt werden, die es erlauben Schritt für Schritt Komponenten wie Fettgewebe, Haarfollikel oder ein Gefäßsystem zu integrieren. Im laufenden Projekt wurden diese Hautmodelle erfolgreich entwickelt und Permeabilitätskoeffizienten zur Simulation von Stofftransport- und Verteilungseffekten bezüglich der Nährstoffe bzw. der anfallenden Metabolite bei der Ver- und Entsorgung der Zellkomponenten sowie für hochmolekulare Wirkstoffe erarbeitet. Nachdem bislang der Fokus auf der dem Verständnis der Wirkstoffpenetration lag, sollen sich die Arbeiten im Folgeprojekt mit der Erforschung von Penetrations- und Permeationsmechanismen von industriell hergestellten Nanomaterialien in menschlichen Hautmodellen beschäftigen. Hierzu sollen neue aussagekräftige Untersuchungsmethoden für die Erfassung der Penetration und Permeation von Nanomaterialien in und durch die menschliche Haut etabliert werden. Für die an der TU-Berlin entwickelte, Chip-basierende Langzeit-Hautkulturtechnologie soll die Nanomaterial-Exposition optimiert und im Vergleich zu anderen in vitro Verfahren und in vivo Daten bewertet werden.The proposal is based on the joint project -Development and characterization of a microfluidic dynamically cultured full-thickness skin model-. The aim of the project is the development of human skin models in dynamic culture conditions as well as their characterization with regard to substance transport, tissue formation and microfluidic. It is based on a multi-organ chip (MOC) as a new technology for modeling of segments of the human organism on a chip. This offers a unique platform for the development of physiologically approximated skin equivalents. By the adaptable construction method and quick design cycles, modular skin models can be developed stepwise including components like fatty tissue, hair follicle or a vascular system. In the current project this skin models were successfully developed and permeability coefficients for the simulation of mass transport and distribution effects with respect to the nutrients and the resulting metabolites in the supply and disposal of cell components as well as for large molecule ingredients were elaborated. Whereas so far the focus was on understanding the penetration of active ingredients, in the follow-up project penetration and permeation of industrially manufactured nanomaterials in human skin models will be studied. For this, new and meaningful study methods for the detection of penetration and permeation of nanomaterials in and through human skin will be established. The chip-based long term skin culture technology developed at TU Berlin will be optimized with respect to nanomaterial exposure and compared to other methods by in vitro and in vivo data.