Ny teknik muliggør vellykket dyrkning af stamceller på overfladen af ​​ioniske væsker

National Institute for Materials Science (NIMS) har etableret en teknik til dyrkning af humane mesenkymale stamceller, som er almindeligt anvendt i regenerativ medicin, på overfladen af ​​en ionisk væske.

Denne innovation lover en betydelig stigning i effektiviteten af ​​celledyrkning af værdifulde cellulære ressourcer, som traditionelt udføres i plastikskåle, samtidig med at plastaffald, der genereres under dyrkning, reduceres. Forskningen er publiceret i tidsskriftet Advanced Materials .

Konventionelt anvender dyrkning og proliferation af (stam)celler, der er egnede til anvendelser såsom regenerativ medicin, solide plastikskåle. Celledyrkning på overfladen af ​​en væske, som olie, der ikke blandes med vand, har været et længe undersøgt koncept på grund af dets potentiale til betydeligt at øge effektiviteten af ​​dyrkning pr. volumenhed ved at sprede væsken i kulturopløsningen som "salat påklædning."

Denne tilgang reducerer ikke kun det stadigt stigende plastaffald, men den baner også vejen for teknologiske innovationer, såsom celleadskillelse/genvinding gennem filtrering, der udnytter væskeegenskaber og fuldstændig automatisering af celledyrkningsprocessen.

Fluorholdige væsker, der anvendes i forskningsfeltet, er dog blevet fremhævet for deres lave kemiske nedbrydelighed i miljøet, hvilket bringer opmærksomheden på "for evigt kemikalier" og vækker bekymring over de høje omkostninger og miljøpåvirkninger som en afvejning for avanceret cellekulturteknologi.

NIMS-forskerholdet har nu med succes dyrket humane mesenkymale stamceller på overfladen af ​​ioniske væsker, som ikke blandes med vand og udviser ekstremt lav cytotoksicitet. Ioniske væsker består udelukkende af positive og negative ioner og er karakteriseret ved deres ikke-fordampende og ikke-flygtige egenskaber.

Efter cellekultur kan væsken renses, opvarmes, tørres og steriliseres, hvilket giver mulighed for genbrug i stedet for bortskaffelse. Yderligere opdagede forskergruppen, at kombinationen af ​​ioner i den ioniske væske signifikant ændrer adsorptionstilstanden af ​​proteiner på væskeoverfladen, hvilket er afgørende for dannelse af overlegne væskestilladser.

Fremover sigter holdet på at etablere teknikker til at kontrollere stamcellernes differentieringstilstand på den ioniske væskeoverflade, forbedre dyrkningseffektiviteten af ​​værdifulde stamcelleressourcer gennem dispersionskultur og udvikle en dyrkningsproces, der ikke producerer plastikaffald.

Holdet vil fortsætte med at fremme udviklingen af ​​rengørings- og steriliseringsprocesser for ioniske væsker, der er egnede til cellekultur.

Flere oplysninger: Takeshi Ueki et al., Ionic Liquid Interface as a Cell Scaffold, Avancerede materialer (2024). DOI:10.1002/adma.202310105

Journaloplysninger: Avanceret materiale

Leveret af National Institute for Materials Science