北海道大学和资生堂全球创新中心的研究小组通过使用数学模型进行预测，成功构建了具有高屏障功能的三维培养表皮。
使用人表皮细胞制作的人工表皮（表皮模型）对于阐明表皮的机制等基础研究以及皮肤外用制剂、化妆品等的开发具有重要意义。表皮细胞经过细胞分裂，屏障功能不完整。
本课题组在日本科学技术振兴机构的战略性创新研究推进项目CREST中，建立了反映表皮稳态维持机制的数学模型。当用这个数学模型进行各种计算机模拟时，表皮的结构和厚度受基膜结构的影响很大，当基膜具有波浪状结构时，表皮变得更厚。由于目前的表皮模型底部几乎是笔直的，研究小组认为，如果表皮模型的底部不平，就可以构建出具有高阻隔功能的厚表皮模型。
因此，当在培养箱底部铺上各种图案的涤纶布来培养表皮细胞时，在计算机模拟预测的图案的情况下，即使是经过反复细胞分裂的表皮细胞，也具有与人表皮相同的厚度和屏障功能。我们能够构建一个功能强大的 3D 表皮。
这种三维表皮模型可用于研究各种皮肤病，有可能应用于皮肤外用制剂和化妆品的效果评估，或用于再生医学。此外，可以说这个结果表明数学建模是医学和生命科学领域的一种有效方法。
