In-Vitro-Analyse

In-Vitro-Analyse

Für jede Anwendung die
optimale Testung

Durch die Evaluation verlässlicher und reproduzierbarer biologischer Endpunkte mittels physikalischer, histologischer und biochemischer Methoden kann eine Aussage über die Einflüsse eines Produktes auf biologische Prozesse der menschlichen Haut getroffen werden. Hierzu eignen sich 3D-Hautmodelle, die aus primären menschlichen Zellen rekonstruiert und gezüchtet werden, in besonderer Weise, da sie die Eigenschaften nativer menschlicher Haut adäquat widerspiegeln und damit verschiedene Parameter quantitativ und qualitativ bewertet werden können.

In-Vitro-Analyse

Kosmetische Mittel

Heutzutage sind 3D-Hautmodelle so weit ausgereift, dass wir folgende Testungen nach validierten OECDProtokollen anbieten können:

  • Hautkorrosionstestung gemäß OECD TG 431
  • Hautirritationstestung gemäß OECD TG 439
  • Augenirritationstestung gemäß OECD TG 492

Anhand der eingesetzten 3D-Hautmodelle untersuchen wir bei Dermatest® folgende Eigenschaften:

Vitalität, Zellerneuerung & Anti-Aging-Effekte

  • Produktverträglichkeit, Zytotoxizität
  • Gewebe- und Zellvitalität
  • Zellerneuerungs- / Zellteilungsrate (Proliferation) der Basalkeratinozyten
  • Expression wichtiger „Anti-Aging“-Marker (Kollagene, Elastin, Hyaluronsäuresynthase usw.)
  • Gewebedifferenzierung, Differenzierungs- und Verhornungsstörungen

Integrität der Hautbarriere/Regeneration und Protektion vor Schädigungen

  • Ausmaß von Hautschäden durch UV-Strahlung
  • TEER (Transepithelialer Elektrischer Widerstand)
  • Lucifer-Yellow-Färbung (Intaktheit der Hautbarriere)
  • Histologische Analyse des Gewebes – Integrität der Dermo-Epidermalen Zone (DEJ)

Antioxidatives Potential

  • Nachweis des antioxidativen Potentials von Produkten in humanen primären Haut- und Bindegewebszellen

Wundheilung & Entzündungen

  • Kontrollierte Induktion einer Entzündung (bspw. Sonnenbrand durch UV-B-Irradiation)
  • Nachweis und Quantifizierung spezifischer Entzündungsmarker (Zytokine)
  • Kinetik des Entzündungsprozesses
  • Wundheilungsgeschwindigkeit / Reepithelialisierungsdynamik im vorverwundeten 3D-Hautmodell

Penetrations- / Permeationsstudien

  • Penetrationsstudien mittels Franzelle und anschließender Analytik (HPCL)

Desinfektion

  • Nachweis des Desinfektionseffektes durch Bestimmung der Gesamtkeimzahl
Air Pollution

Die vorzeitige Hautalterung durch zu hohe und dauerhafte Feinstaubbelastung ist in den letzten Jahren durch zahlreiche Studien nachgewiesen worden. Die Belastung der Haut durch Feinstaub (Air Pollution) ist eines der Themen, das die Kosmetikindustrie derzeit am dringendsten beschäftigt. Die bisher verfügbaren Analyse-Methoden zum Nachweis der Effektivität von Anti-Pollution-Produkten sind jedoch indirekter Art, schwer greifbar und teilweise sogar ethisch bedenklich. Um diese Lücke zu schließen, bietet die Dermatest® GmbH ab sofort eine direkte und validierte Nachweismethode zur Untersuchung der Effizienz von kosmetischen Erzeugnissen gegen Feinstaubbelastung an. Es ist damit die erste Methode weltweit, die wissenschaftlich fundiert ist und eindeutig die Effektivität von Anti-Pollution-Produkten in dieser Art nachweisen kann. Hierbei kann sowohl der Schutz gegen eine Verschmutzung der Haut mit Feinstaub (Protektion) als auch die Reinigung der mit Feinstaubpartikeln belasteten Haut analysiert und quantifiziert werden. Die Visualisierung der Feinstaubpartikel erfolgt mit dem Elektronenmikroskop (siehe Abbildungen). Die elektronenmikroskopische Analyse erfolgt durch einen gemäß DIN EN ISO/IEC 17024 zertifi zierten Gutachter. Die Dermatest® GmbH ist das erste Institut, das ausschließlich zugelassene, zertifizierte und unbedenkliche Prüffeinstube einsetzt (DIN EN 60068-2-68 & ISO 12103-1) die reproduzierbar auf allen Hautoberflächen (inklusive Gesicht und Haare) aufgebracht werden können. Darüber hinaus stellt diese Methode eine realitätsnahe Simulation der Umweltbelastung dar.

Applikationen

Mithilfe der aufgezeigten verschiedenen Hautmodelle können wir bei Dermatest® eine Vielzahl von Analysen durchführen, die zum Teil an Probanden nicht möglich sind.

Besonders hervorzugeben sind Untersuchungen, die nach OECD Richtlinien durchzuführen sind, wie bspw.:

  • Irritationstestung (OECD TG 439, ECVAM),
  • Korrosionstestung, (OECD TG 431, ECVAM ),
  • Augen Irritationstestung OECD TG 492 (ECVAM).

Durch die eingesetzten Hautmodelle lassen sich folgende Eigenschaften untersuchen:

  • Produktverträglichkeit,
  • Inflammation (Dynamik des Entzündungsprozesses durch Bestimmung von verschiedenen Interleukinen),
  • Phototoxizität (UV-Bestrahlung) Protektion vor UV-Strahlen (Sonnenschutz) sowie Dynamik des Regenerationsprozesses,
  • Integrität der Hautbarriere,
  • Gewebe- und Zellvitalität (auch ET-50),
  • epidermale Differenzierung/Schichtung, Regelmäßigkeit des Verhornungsprozesses,
  • Integrität der dermo-epidermalen Zone,
  • Wundheilungsstudien,
  • Pigmentierungs-Aufhellungsstudien,
  • Hydratationsstudien (Corneometrie & TEER Messung),
  • Anti-Ageing Studien, Etablierungsphase,
  • Penetrations-/Permeationsstudien, Etablierungsphase,
  • Sensibilisierung und Allergiepotential von Substanzen, Etablierungsphase.

In-Vitro-Testungen gewinnen in der Kosmetologie immer mehr an Bedeutung, da bestimmte Analysen nicht direkt an Probanden durchgeführt werden können. Für unsere Testungen im In-Vitro Bereich setzen wir je nach Studiendesign unterschiedliche Messmethoden ein.

Hier bekommen Sie einen ersten Überblick. Weiterführende Fragen können Sie direkt mit einem Studienleiter der Dermatest® besprechen.

Messmethoden

TEER – Transephitaler elektrischer Widerstand

TEER (transepithelialer elektrischer Widerstand) Messung – zur Bestimmung der Hautbarrierefunktion.

Die Intaktheit und Stabilität der Hornschicht (stratum corneum) ist von entscheidender Bedeutung für die Integrität der Hautbarriere. Vereinfacht ausgedrückt kann man den Aufbau der Hautbarriere mit einer Mauer vergleichen. Die übereinander gelagerten Hautzellen (Korneozyten) werden dabei von den Hornfetten zusammengehalten. Diese Zusammensetzung ist eine essentielle Vorrausetzung für eine gesunde und widerstandsfähige Haut. Die einzelnen Hautzellen werden zusätzlich untereinander durch sogenannte „tight junctions“, direkte Zell-Zell-Kontakte eng miteinander verbunden. Sie verschließen die Zellzwischenräume und bilden eine parazelluläre Barriere (Diffusionsbarriere), die fein reguliert und äußerst dynamisch ist. Diese Barriere schränkt die freie Diffusion ein und reguliert somit den Transport von Wasser und gelösten Stoffen. Die Dichtheit (gewebespezifisch) wird üblicherweise durch den transepithelialen, elektrischen Widerstand beschrieben.

ELISA – Enzyme-linked Immunoabsorbent Assay

Die Epidermis ist ein stoffwechselaktives Gewebe, welches einem Prozess permanenter Erneuerung unterliegt. Durch eine akute oder langfristige Verletzung oder eine Infektion der Epidermis werden Botenstoffe, z.B. Biomarker freigesetzt. Zu diesen Botenstoffen gehört unter anderem das Interleukin-1α (IL-1α), das auch eine Aktivierung weiterer Entzündungsfaktoren (z.B. IL-6 und IL-8 etc.) zur Folge hat. Das freigesetzte IL-1α kann durch die Methode der Hautwaschungen in seiner Quantität aus der Epidermis herausgelöst werden und dann durch eine Analysemethode (ELISA) als Entzündungsmarker bestimmt werden.

Die hier verwendete ELISA Variante wird als sog. Sandwich-ELISA bezeichnet, bei der zwei Antikörper spezifisch an das nachzuweisende Antigen binden. Durch eine nachfolgende enzymatische Reaktion, bei der ein Farbumschlag gebildet wird, kann die Menge an Interleukin fotometrisch bestimmt werden.

Schematische Darstellung ELISA

Der erste Antikörper ist fest an die Inkubationskammer gebunden (A). Das Interleukin 1α bindet an den ersten und zweiten Antikörper (B-C). Nach Zugabe des Streptavidin-HRP (D) und des Substrates (E) findet eine enzymatische Reaktion statt, die das Substrat in einen blauen Farbstoff umwandelt. Durch die Stopp-Lösung ändert sich der Farbstoff von blau zu gelb.

Phenion Vollhautmodell

In der Zusammenarbeit mit der Firma Henkel® können wir im In-Vitro Bereich mit den Hautmodellen der Marke Phenion® ein alternatives In-Vitro-Prüfsystem für Produkte einsetzen, die mit der Haut in Kontakt kommen.

Dabei handelt es sich um hochspezifische menschliche Hautgewebemodelle, mit der wir nicht nur unsere dermatologische und kosmetische Grundlagenforschung erweitern können, sondern auch in der Sicherheitsbewertung von Rohstoffen und Produkten einsetzen können.

Ihre Ansprechpartner

Dr. rer. nat. Lars Rüther
Dr. rer. nat. Lars RütherDipl. Biologe Zellkulturen, Forschungsprojekte
+49 251 481637-58
dr.ruether@dermatest.de

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