Morphometric description of pig ear hair follicles and their similarity to human hair follicles

Abstract

Porcine ear skin is frequently used as a substitute or model for human skin in skin penetration studies due to the significant similarity that both present and several studies verified. For several years, the hair follicle has moved to focus of interest as a penetration pathway of topically applied substances. Moreover, it is important if the hair follicle of porcine ear skin represents a good model for human hair follicles. Unfortunately, there are no comprehensive morphometric data of porcine hair follicles available. The aim of this thesis was the morphometric description of the hair follicles of the dorsal pig ear with the purpose to compare the data with the available data of human hair follicles and to be able to extrapolate the results of the cutaneous penetration studies carried out on the skin of the pig ear to humans in the near future. The investigations were performed on the back zone of porcine ears. In total, 10 pig ears and cryosection of 345 hair follicles were analyzed. Through microscopy, 7 parameters were studied for each hair follicle: the length of the follicle, the orifice of the follicle, the length of the infundibulum, the thickness of the follicular epithelium in the infundibular area, the position and length of the bulge region as well the thickness of the interfollicular epidermis. The analysis of the results revealed that the follicular density in the skin of the pig ear varied according to the studied area, whereby the cranial area offered the highest follicular density. Moreover, it was determined that the hair follicles had an average length of approximately 1458 ± 286 μm and that the length of the infundibulum varied directly proportional to the total length of the follicle. Comparing the present data to morphometric data obtained in previous studies performed in human skin, it was observed that there was a remarkable similarity between the hair follicles of humans and pigs. Considering these results, it can be postulated that pig ear skin is a suitable human skin model in cutaneous and follicular penetration studies.

Zur Durchführung von Hautpenetrationsstudien wird häufig Schweineohrhaut als Ersatz oder Modell für die menschliche Haut verwendet, da Schweineohrhaut und menschliche Haut hinsichtlich Aufbaus und Struktur eine große Ähnlichkeit aufweisen, wie verschiedene Studien belegen. Seit einigen Jahren ist der Haarfollikel als Penetrationsweg von topisch applizierten Substanzen in die Haut zunehmend in das Zentrum des Interesses gerückt und ebenso die Frage, ob die Haarfollikel der Schweineohrhaut hier ebenfalls als gutes Modell geeignet sind. Bislang wurden die morphometrischen Eigenschaften von Schweinehaarfollikeln jedoch noch nicht umfassend untersucht. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war daher die morphometrische Bestimmung der Haarfollikel im dorsalen Bereich der Schweineohrhaut, um einen Vergleich mit Haarfollikeln der menschlichen Haut durchzuführen und in naher Zukunft die Ergebnisse von Hautpenetrationsstudien an Schweineohrhaut auf den Menschen übertragen können. Zur Durchführung dieser Studie wurde der dorsale Bereich des Schweineohrs verwendet. Insgesamt wurden 10 Schweineohren analysiert und insgesamt 345 Follikel untersucht. Hierzu wurden Kryoschnitte angefertigt. Durch Mikroskopie wurden insgesamt 7 Parameter für jeden Haarfollikel bestimmt: die Gesamtlänge des Follikels, der Durchmesser der Eintrittsöffnung des Follikels, die Länge des Infundibulums, die Dicke des Follikelepithels im Bereich des Infundibulums, die Position und Länge der Wulstregion sowie die Dicke der interfollikulären Epidermis. Die Auswertung der morphometrischen Daten ergab, dass die Follikeldichte des Schweineohrs je nach untersuchtem Bereich variiert, wobei der kraniale Bereich des Ohrs die höchste Follikeldichte aufwies. Ferner wurde unter anderem festgestellt, dass die Haarfollikel eine mittlere Länge von 1458 ± 286 μm aufwiesen und dass die Länge des Infundibulums direkt proportional zur Gesamtlänge des Follikels war. Beim Vergleich der erhobenen Daten mit morphometrischen Haarfollikeldaten humaner Haut aus früheren Studien konnte gezeigt werden, dass eine große Ähnlichkeit zwischen den Haarfollikeln von Menschen und Schweinen besteht. Daher scheint die Schweineohrhaut ein geeignetes Modell für die menschliche Haut in dermalen und insbesondere follikulären Penetrationsstudien zu sein.