Die Dermis des Modells wird aus dermalen Fibroblasten aufgebaut. Eingebettet in eine Biomatrix aus gewebetypischen Matrixproteinen bilden diese Boden und Unterlage für darauf ausgesäte epidermale Keratinozyten. Während einer dreiwöchigen Kultur unter speziellen Bedingungen differenzieren die Keratinozyten und bauen eine mehrschichtige Epidermis mit Stratum basale, Stratum spinosum, Stratum granulosum und Stratum corneum auf. Die Hornschicht übernimmt eine wichtige Barrierefunktion für die Penetration von Substanzen. Zwischen den dermalen und epidermalen Anteilen des Hautmodells entsteht durch die Wechselwirkung von Fibroblasten und Keratinozyten eine funktionstüchtige Basalmembran aus Matrixproteinen.

Der definierte zweischichtige Aufbau des Hautäquivalents erlaubt die Analyse verschiedenster Wechselwirkungen zwischen epidermalen und kutanen Zellen. Das Hautmodell ist für die Prüfung der Biokompatibilität von Medizinprodukten akkreditiert (DIN ISO 10993-5) und kann – je nach Bedarf – auch um andere Zelltypen wie Melanozyten, Hauttumorzellen oder mikrovaskuläre Endothelzellen erweitert werden.

Diese erweiterten Modelle eignen sich wie das Hautäquivalent als Vorstufe zum Tierversuch für Untersuchungen funktioneller Parameter wie Penetration, Verteilung und Metabolisierung von Testsubstanzen in verschiedenen Gewebeschichten. Weiterhin können mithilfe geeigneter Marker Einwirkungen physikalischer Art oder von Substanzen auf Proliferation, Differenzierung, Zelltod (Nekrose, Apoptose), aber auch Tumorinitiation und -promotion der eingesetzten Zelltypen untersucht werden.

Am Fraunhofer IGB kann die Irritationswirkung von Prüfsubstanzen untersucht werden. Hierbei appliziert man die zu testende Probe direkt auf die Oberfläche der Hautäquivalente. Kommt es daraufhin zu einer Zellschädigung, kann dies innerhalb von Sekunden nachgewiesen werden. Der quantitative Nachweis erfolgt durch eine Reduktion von nicht toxischem Tetrazoliumsalz zu wasserlöslichem Formazan, das photometrisch quantifiziert wird. Dieses einfache wie effiziente Testsystem erlaubt es uns, im Kundenauftrag jegliche Art von Substanzen in hohem Durchsatz zu analysieren. Durch zelluläre Erweiterungen des Modells können wir auch Untersuchungen im medizinischen Bereich (Dermatologie, Allergologie) durchführen.