Новости химической науки > Управляемая био-адгезия

Исследователи разработали новый тип полимера с изменяющимися свойствами. Новый материал отталкивает воду при 37°C, это обстоятельство делает его идеальным субстратом для культивирования биологических клеток. При комнатной температуре полимер становится гидрофильным, позволяя клеткам отсоединиться от поверхности.

При 37°C клетки прилепляются к полимеру (показано выше). При охлаждении субстрата до комнатной температуры клетки отсоединяются от поверхности полимера. (Рисунок: © Fraunhofer IAP)

Фармацевтические компании регулярно изучают токсичность новых лекарственных препаратов на клеточном уровне, используя для этих анализов клеточные культуры. Обычно в ходе таких тестов отдельные клетки помещают в маленькие пластиковые чашечки Петри, добавляют питательную среду и инкубируют при 37 градусах Цельсия.

Для того чтобы добиться идеального роста клеток, чашечки Петри изготавливают из полистирола. Лекарство добавляют после того, как количество размножившихся клеток достигает требуемого количества. Тем не менее, для выяснения ответной реакции клеток на присутствие лекарства исследователям приходится удалять культуру клеток из пластиковой чашки Петри. Основная проблема заключается в том, что часто клетки так прочно держатся на пластиковой поверхности, что для их отделения приходится использовать ферменты, влияние которых на жизнедеятельность клеток также приходится учитывать. Таким образом, всегда остается открытым вопрос – что повлияло на клетку – лекарство или фермент.

Возможным решением этой проблемы может являться реагирующий на измнение условий полимер, который был разработан в группе Жан-Франсуа Лютца (Jean-François Lutz) из Фраунтгоферского Института Исследования Применения Полимеров.

При 37 градусах Цельсия (обычная температура для инкубирования клеточных структур) этот материал проявляет гидрофобные свойства, в безводном окружении клетки отлично себя чувствуют и интенсивно размножаются. При охлаждении субстрата до комнатной температуры новый материал становится гидрофильным. В результате этого клетки стараются избежать контакта с полимерным субстратом, уменьшают свою площадь поверхности и переходят в почти сферическую форму. Благодаря этому изменению они могут достаточно легко отделиться от поверхности без необходимости использования фермента.

Разработанный немецкими учеными полимер отнюдь не является первым терморезистивным материалом. Главная его особенность заключается в том, что за основу нового материала взят полиэтиленгликоль, который, в отличие от других полимеров, биосовместим, что позволяет говорить о нем, как об идеальном субстрате для культивирования клеток. Новый материал нетоксичен. По оценкам Лютца, организация массового производства чашек Петри с покрытием из нового полимера может быть налажена в течение ближайших двух-трех лет.

Источник Fraunhofer-Gesellschaft press release

метки статьи: #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #медицинская химия, #новые материалы, #химия поверхности, #химия полимеров