Как посадить кожу по форме
Математика кожи: выращивание эпидермиса на основе математического моделирования
Организм человека можно спокойно сравнивать с очень сложным и порой запутанным механизмом, к которому не прилагалась инструкция, посему ученым приходится самим во всем разбираться. В нашем теле много систем, от нервной до иммунной, каждая из которых выполняет свои определенные функции и связывается с другими системами, что позволяет организму эффективно функционировать. В научно-исследовательском сообществе львиная доля внимания приходится на нервную систему. Всех тянет раскрыть секреты нашего мозга, который так часто сравнивают по загадочности с Вселенной. Но другие системы не менее интересны, сложны и важны. Сегодня мы с вами рассмотрим исследование, объединившее в себе математику, биохимию и много любопытства. А целью сего исследования является эпидермис, то бишь кожа человека. Как математика помогла ученым понять чего им не хватало в процессе выращивания кожи и что у них получилось в результате? На эти и другие вопросы мы попытаемся ответить с помощью доклада исследовательской группы. Поехали.
Кожа человека не так проста, как может показаться на первый взгляд. Кто-то может считать ее просто оболочкой, а кто-то и вовсе «мешком для костей». Но оставим в сторонке высказывания самого аморального робота в мире по имени Бендер и углубимся в структуру кожи человека.
Во-первых, кожа это самый большой орган человеческого тела (других существ не будем затрагивать, учитывая рассматриваемое исследование), состоящий из трех основных подсистем: эпидермис (внешний слой), дерма (соединительная ткань между верхним слоем кожи и органами) и подкожно-жировая клетчатка (терморегулирующий и защитный слой с функцией «хранилища» питательных веществ).
Строение кожи человека.
Поскольку в исследовании ученые «колдуют» над эпидермисом, мы рассмотрим этот слой подробнее.
Эпидермис человека, если вы одинаково любите анатомию и кулинарию, напоминает торт Наполеон, ибо состоит из пяти слоев. В каждом из слоев имеются клетки, которые являются главными «испытуемыми» в рассматриваемом нами исследовании — кератиноциты. В эпидермисе они вообще занимают львиную долю — порядка 90% от всех клеток.
Функции кератиноцитов разнятся в зависимости от принадлежности к определенному слою:
Клетка кератиноцита
Стоит также упомянуть и тот факт, что кератиноциты участвуют и в заживлении ран. При повреждении кожи клетки кератиноцитов начинают активно делиться и мигрировать к области травмы, где происходит эпителизация, то есть ранка начинает зарастать.
Как мы можем понять по этим слоям, кератиноцитов много и они выполняют разные функции, когда работают совместно с клетками другого типа. Универсальные солдаты среди клеток эпидермиса, никак иначе.
В чем же проблема исследования, спросите вы? А в том, что нормальный слой эпидермиса человека примерно 100 мкм в толщину, а вот искусственный (созданный посредством пассирования кератиноцитов) всего лишь 10 мкм.
Пассирование клеток* — отбор необходимого числа клеток для их дальнейшего выращивания на субстрате (например, в чашке Петри).
Такой эпидермис попросту будет неэффективен, как танк из папье-маше. И вот тут может помочь математика, а именно математическая модель. О ней и поговорим далее.
Данная математическая модель позволила понять, что важнейшую роль в синтезе эпидермиса необходимой толщины и структуры играет распределение стволовых клеток и структура базальных мембран, отделяющих соединительную ткань от эпителия.
Если же более конкретно говорить о таком показателе как толщина, то именно базальные мембраны играют главную роль. Для достижения необходимого результата ученые применили синусоидальную модуляцию для формы базальной мембраны, изменяя амплитуду и длину волны. В результате чего было обнаружено, что для стабильной структуры эпидермиса необходимой толщины требуется волнистые базальные мембраны с большой амплитудой и короткой длиной волны. То есть волнообразность папиллярного слоя, расположенного над дермой и под эпидермисом, является критически важной для создания модели эпидермиса, приближенной к реальным физиологическим показателям.
Помимо толщины и прочности кожа человека обладает еще и гидрофобностью, которая зависит от толщины рогового слоя. Соответственно, толщина этого слоя также должна учитываться в экспериментальной модели для более реалистичного воссоздания эпидермиса.
Объединив все желаемое и необходимое, ученые спроектировали модель для демонстрации возможности создания приближенного к реальности эпидермиса, включающего в себя роговой слой и межклеточную пластинчатую липидную структуру. Реализация всего этого осуществлялась путем посева пассированных кератиноцитов на волнистой поверхности полиэфирной основы в открытых чашках Петри.
Результаты были весьма успешны, чем подтвердили не только полноценность и корректность данного метода выращивания, но и важность использования математических моделей, как инструментов прогнозирования процессов.
Изображение №1
На изображениях выше показаны результаты моделирования и результаты выращивания эпидермиса на основе этого моделирования.
Исследователи обращают наше внимание на два очень показательных изображения (1А и 1В). В первом случае имеется плоская базальная мембрана, во втором — синусоидальная, которая и позволила увеличить толщину и прочность эпидермиса.
Но это лишь модель, хоть и с очень заманчивыми результатами, для получения которых необходимо установить какие параметры должна иметь основа для посева (полиэфир). Для этого была проанализирована структура паппилярного слоя, толщина которого у человека составляет 51 мкм, а интервал «волнистости» — 105 мкм (анализировалась кожа на брюшной полости, средний возраст участников исследования — 36.3 года).
На изображении 1С показаны снимки (цвет получен за счет гематоксилина и эозина) полученного эпидермиса при разных вариантах основы (#200, #255, #300, #350, #460 и #480). В самом верху изображения («Control») — эпидермис без волнистой основы выступает как контрольная группа для сравнения результатов.
Самыми интересными для ученых стали варианты #200, #255 и #300, показавшие хорошую толщину в сравнении с контрольным образцом. Живой слой эпидермиса на основе #255 был толще, чем на основе #200 и #300. Посему именно этот вариант и был выбран для дальнейшего изучения.
Коротенький вывод — волнообразная основа для посева приводит к увеличению числа живых клеток эпидермиса и к его утолщению и уплотнению, что приближает выращенный образец по показателям к реальному человеком эпидермису.
Изображение №2
Одну из ключевых ролей в эпидермисе играют структурные белки филаггрин, лорикрин, клаудин 1 и ZO-1. Дабы проверить нормально ли протекала экспрессия (синтез) этих белков, ученые провели иммуногистохимическое исследование эпидермиса, выращенного на основе #255.
Филаггрин (2А), лорикрин (2В) и ZO-1 (2С) были экспрессированы в верхнем слое эпидермиса. А экспрессия клаудина 1 прошла в клеточной мембране по всей плоскости эпидермиса (2D).
Обратите внимание на изображение 2G, на котором черной стрелкой и знаком «*» отмечен определенный слой — роговой. Это говорит о том, что данный синтезированный эпидермис имеет хорошие защитные (от внешних факторов) характеристики.
Иммуногистохимическое исследование проводилось также и с эпидермисом на основе #300, чтобы сравнить с показателями эпидермиса #255. Экспрессия клаудина 1 и ZO-1 была выявлена в обоих вариантах, но в #255 она была значительно сильнее. В подтверждение этому был проведен еще один тест — измерение трансэпидермальной потери воды контрольного и #255 образцов. График результатов данного теста (2Н) наглядно демонстрирует, что потеря воды у образца #255 значительно ниже, что еще раз подтверждайте его высокие барьерные (и защитные) характеристики.
Изображение №3
Окрашивание образца посредством анти-бромдезоксиуридиновых антител (анти-BrdU) показало, что пролиферирующие клетки присутствуют только в нижней части контрольного образца (3А), в то время как в тестовом образце #255 эти же клетки были найдены и на волокнах полиэфирной основы (3В, черные стрелки).
Исследователи также проверили белок CSPG4, который играет очень важную роль во взаимодействии клетки и субстрата. Анализ показал наличие данных клеток на волокнах основы (3D, белые стрелки), что говорит о наличии на волокнах клеток, часть которых имеет пролиферирующие свойства.
В дополнение к этому было проведено тестирование с анти-бромдезоксиуридиновыми антителами и K14, который является маркером базального слоя эпидермиса. Образец #255 показал уникальный результат — наличие K14 и BrdU на поверхности полиэфирной основы. Это говорит о том, что пролиферирующие клетки распознают поверхность основы как базальный слой.
Следующим испытуемым стал белок YAP, который участвует в регуляции транскрипции (синтеза РНК в клетках за счет ДНК). В контрольном образце YAP был локализован исключительно на базальном слое (3Е). А вот в тестовом образце YAP присутствовал вокруг волокон (3F, красные стрелки).
Применение малых интерферирующих РНК в процессе анализа активности белка YAP привел к дестабилизации трехмерной структуры (3G и 3H).
В контрольном образце с применением малых интерферирующих РНК белок YAP был экспрессирован вокруг волокон (3I), а в тестовом образце экспрессия была незначительна (3J). Но, несмотря на это, применение малых интерферирующих РНК никак не повлияло на пролиферацию кератиноцитов.
Для более детального ознакомления с нюансами и подробностями исследования настоятельно рекомендую заглянуть в доклад исследовательской группы и дополнительные материалы к нему.
Данное исследование совместило в себе биохимию и математику. Конечно, эти две науки очень часто ходят парой, если ученые намерены получить достоверные и адекватные результаты. Применение математического моделирования в данном случае помогло понять важность волнообразности основы для выращивания эпидермиса, что значительно увеличивает число живых клеток и, как следствие, толщину и прочность образца.
Сей труд по большей степени был нацелен на проверку работоспособности именно математической модели, а не самой техники выращивания эпидермиса. Те трудности, с которыми сталкивались исследователи ранее, более не будут мешать им продолжать более детальное изучение способов синтеза клеток и выращивания эпидермиса в таком виде, который будет максимально приближен к реальному.
Результаты этого труда вполне могут в дальнейшем стать достаточно важным шагом вперед как для трансплантологии, так и для исследований кожи человека в целом, а также подтолкнуть других исследователей более активно применять математическое моделирование как инструмент первоочередной важности.
Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличной всем рабочей недели, ребята.
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps до весны бесплатно при оплате на срок от полугода, заказать можно тут.
Как сделать чтобы кожа села
Как уменьшить шерстяную, кожаную или меховую шапку в размере, можно ли сделать меньше велюровую или фетровую шляпу?
Шерстяные изделия при длительной носке растягиваются. Это происходит по естественным причинам, поэтому предотвратить растягивание практически невозможно. Однако деформированную вещь вполне реально реанимировать. Особенно часто растягиваются головные уборы. Существует несколько способов уменьшить акриловую, шерстяную, велюровую и меховую шапку.
Как уменьшить шапку из шерсти или акрила?
Посадить шерстяное изделие помогает стирка. Выполнять процедуру следует таким образом:
Этот метод позволяет вернуть форму мохеровой шапке или изделию из ангоры. Под воздействием горячей воды волокна шерсти стягиваются, холодная вода закрепляет результат. После такой манипуляции головной убор садится, однако потом стирать вещь нежелательно, иначе она может снова растянуться.
Чтобы посадить акриловую вещь, ее тоже можно постирать. Можно делать это в стиральной машинке. При этом рекомендуется использовать воду, температура которой на 10 градусов выше указанной на ярлыке. Добавлять в машинку кондиционер для белья не нужно. Отжимать шапку из акрила для усадки следует на высоких оборотах. После стирки акриловую вещь нужно посушить на теплой батарее.
Как сделать на размер меньше изделие из кожи или меха?
Меховую шапку или кожаную кепку уменьшить нелегко. Эти материалы не садятся. Чтобы изменить размеры головного убора из натурального меха, нужно обратиться к таким способам:
Кожаную кепку посадить сложнее. В таких головных уборах обычно есть деталь, позволяющая регулировать их размер. Если это не помогло, нужно попробовать усадить вещь. Для этого следует по всей поверхности распылить водоотталкивающий спрей, а потом замочить изделие в теплой воде. Сушить кепку следует на воздухе в естественных условиях.
Можно ли уменьшить фетровую или велюровую шляпу?
Со временем головной убор из фетра или велюра растягивается, но ему можно вернуть прежний вид и параметры. Если надо реанимировать фетровую шляпу, поможет следующий метод:
Данный способ позволяет не только исправить форму головного убора из фетра, но и освежить его, вернуть ему яркость цвета. Таким же методом можно обновить и велюровую шляпку.
Советы по уменьшению размера детской шапочки
Детские изделия подвергаются стирке чаще, чем вещи взрослых, поэтому они быстро растягиваются. В зависимости от того, из чего изготовлен головной убор, могут быть следующие способы его восстановления:
Как сделать чтобы кожа села
Это интересно. Альтернативой может стать вариант, когда внутренняя поверхность пары увлажняется из пульверизатора с водой и высушивается около обогревательных приборов. Этот вариант прекрасно подойдет для уменьшения размера обуви из кожзама, для которой длительный контакт с водой может быть губительным.
Как сделать чтобы кожа села
Я не мастер и не знаток во влажной формовке кожи, я просто немного об этом читала и немного пробовала.
Для мокрой формовки используется кожа растительного дубления. отрезается кусок кожи по размеру немного больше чем нужно для сумки (если речь идет о сумке)
Вам также нужна деревянная форма-муляж. Она должна быть вырезана по форме будущей сумки и все края и углы должны быть гладкими и отшлифованными. Кладете эту форму на лист ДВП или деревянную доску.
В идеале у вас еще должна быть деревянная рамка которая должна быть шире чем основная форма ровно на толщину кожи. Надеваете ее сверху на кожу и под ней разглаживаете складки пока не выровняются. У меня такой рамки нет поэтому я включила фантазию. Я взяла полоску толстой кожи и использовала ее вместо рамки чтобы зафиксировать кожу в натянутом и расправленном положении. Закрепляла эту полоску гвоздиками
Вот как выглядит снизу.Все должно быть ровно и расправлено
Здесь я использовала толстый конец колышка но нужно испоьзовать тонкий и плоский конец. Им тщательно прорисовываете/продавливаете линию сгиба кожи
Потом обрезаете лишнее и пробиваете дырочки для будущей строчки, красите итп..
Потом маски раскрашиваются. очень красивые получаются если есть фантазия.
Как сделать кожаные ножны
Тебе понадобится:
кусок мягкой кожи (размер зависит от размера ножа);
картон;
карандаш;
ножницы;
резак;
скотч;
пищевая пленка;
кухонное полотенце;
кастрюля горячей воды;
канцелярские прищепки;
игла для работы по коже;
крепкая вощеная нить;
1. Нарисуй шаблон ножен
2. Вырежи шаблон
Аккуратно вырежи свою выкройку.
Используй обратную сторону лезвия резака, чтобы максимально точно определить линию сгиба будущих ножен.
3. Начни работать с кожей
Переведи свою выкройку на кожу с обратной, замшевой стороны с помощью обычного карандаша. Резаком вырежи кусок кожи необходимой формы.
4. Придай коже форму
На несколько минут помести кусок кожи без хлястика в кастрюлю с горячей водой, это позволит размягчить кожу.
С помощью кухонного полотенца отожми кожу. Оберни будущие ножны вокруг ножа, скрепи их канцелярскими прищепками вокруг лезвия и оставь высыхать. В процессе высыхания постоянно проверяй кожу, следи за тем, чтобы она приняла нужную форму, поправляй кожу пальцами, растягивай её там где необходимо.
Дождись полного высыхания. Это произойдет спустя несколько часов или даже спустя ночь. Потом сними канцелярские прищепки.
5. Подготовься к шитью
Подкорректируй форму ножен с помощью резака — сгладь все неровные края. Вырежи тонкую канавку по линии шва.
Отметь дырки будущих стежков. Ты можешь сделать это вручную с помощью ручки. Отмечай точки с интервалом в 3-5 мм. Сделай углубления на месте будущих дырок, используя обычные маникюрные ножницы с тонкими кончиками, либо любой другой подходящий предмет. Проделай ту же процедуру у основания петли.
6. Шей!
Пришей хлястик к одной из сторон будущих ножен, с помощью вощеной нити и иглы для работы по коже. Потом прошей основной шов. Приготовься изрядно попотеть на этом этапе — шить по коже сложно, этот процесс требует аккуратности и изрядных физических усилий. Так что быстро расправиться с этим этапом не получится.
8. Вуаля!
Твои ножны готовы, можешь их примерить.
Секреты работы с кожей
Поскольку с кожей я дружу около двадцати лет, то опыт накопился немалый. Кое-что могу подсказать начинающим кожевникам.
Я не буду расписывать тут, какая бывает кожа и на что идет. Этой информации более чем достаточно в интернете. Расскажу только о том, о чем, как правило, не пишут.
1. Существует мнение, что кожу гладить проблемно.
Тонкая кожа прекрасно гладится. Для этого приобретите бумагу для запекания в любом хозяйственном магазине. Она бывает белая, похожая на пергамент и коричневая. Годится любая.
Как разгладить швы:
Сначала разложите изделие на твердой поверхности, вывернув наизнанку. Все швы слегка отбейте молотком (говорят, лучше деревянным, но я отбиваю обычным металлическим). Эта процедура хорошо прижмет припуски и сделает шов тоньше и изящней (возможно, вам и глажка после этого не потребуется).
Если же необходимо прогладить швы, то гладим с изнанки через бумагу, жар ставим на шерсть. Потом с лица (так же через бумагу), жар чуть уменьшить.
Иногда кожа от долгого лежания становится мятой, бесформенной и неприглядной. Можно ее намочить или погладить. Но проще — намочить и растянуть.
2. Стирка кожи.
Отжимать кожу не надо, повесьте ее на край ванны, поводите ладошкой по лицевой стороне, сгоняя лишнюю воду. Потом найдите ровную гладкую поверхность (пластиковый стол, линолиум и так далее). Уложите на эту поверхность свою мокрую кожу (лицом вверх) и начинайте расправлять ее ладонями, разглаживая от середины к краям, пока вся кожа не прилипнет. Так оставьте до высыхания. Никаких кнопок и гвоздей не надо. После высыхания кожа станет гладкой и немного твердой. Вид будет почти как новой. Далее ее можно протереть специальными кремами или силиконовой пропиткой (не всякую, надо пробовать на кусочке).
3.Как кроить (если вы хотите заняться пошивом одежды).
Я кроила на полу. И обязательно с полным набором выкроек, то есть, правая и левая полочка, два рукава, спинка и все мелкие детали полностью. Если юбка, то обе части (перед и зад). Рисовать на коже можно мелками или серебряной шариковой ручкой.
4. Ести вам надо немного растянуть кусок кожи.
Намочите разложите на гладкой поверхности, как я писала выше. Разглаживайте ее ладонями с силой от центра, придавая нужную форму. Если необходимо сильно растянуть, переложите на деревянную поверхность и закрепите по краям кнопками.
Еще такой нюанс. У меня от фотопринадлежностей остался валик для глянцевания фотографий. Вот им очень здорово раскатывать мокрую кожу. Она тогда сильно увеличивается в размере.
5. Как сделать красивую и ровную отстрочку.
6. Какими иглами шить.
Я шила самой простой №90. Хотя можно и поизвращаться при желании.
7. Как соединять детали кроя.
Кожаные детали не сметывают. Самое простое — соединить их лентой трансфер. Строчить надо, отступив от ленты на 2-3 мм, так как клей налипает на иголку. После прострочки ленту убирают.
Эта лента также необходима при вшивании молнии.
Можно соединять детали канцелярскими скрепками.
8. Не все, наверное, знают, что с хорошей, как правило итальянской, овчинки можно содрать верхний слой, который идет на сжатки в украшениях.
Как это сделать. С лицевой стороны на уголочке острым ножом слегка, наискосок, сделайте надрез. Подцепите его руками и начинайте отдирать осторожно, не торопясь, этот очень тонкий слой.
Не каждая кожа поддается такому издевательству, надо пробовать разную.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов