MC应用｜如何改善细胞粘附性？

廉价，一次性透明的，经过等离子体处理的聚苯乙烯或组织培养塑料（TCP），是使用最广泛的细胞培养材料，这不仅是由于其上述特性，还因为其生物亲和力。哺乳动物细胞依赖其与其他细胞，细胞外基质（ECM）和/或物质基质的连接来控制锚定，以控制重要功能，例如细胞内和细胞外通讯，细胞凋亡（程序性细胞死亡），形态，功能和分化。跨膜蛋白，整联蛋白和细胞粘附分子（CAM）固定在其周围，并通过驱动这些过程的细胞骨架发送信号[1]。为了在组织培养中产生功能上和形态上准确的细胞群体，平台必须模仿衍生特定细胞类型的生物环境。

未经处理的聚苯乙烯表面主要由疏水性苯基组成，在人体中天然存在，对细胞锚定有害。等离子体处理将这些苯基替换为亲水性羰基，羟基或含胺官能团（取决于工艺气体），这些官能团更适合细胞粘附[2]。另外，组织培养塑料的带负电荷的（空气或氧气）和亲水性表面增加了细胞培养基成分的非特异性吸附，并使后续涂层能够进一步促进细胞粘附。

尽管市场上可买到的组织培养塑料容器（经等离子体处理的烧瓶，平板和孔）可用于细胞培养，但由于多种原因，研究人员可能会从将等离子体处理添加到自己的实验方案中受益。例如，聚苯乙烯表面经过等离子处理后会进行疏水性恢复，从而降低表面能力并将水接触角增加到50到80度之间[3]。所获得的接触角反映了亲水性官能团的可用性，亲水性官能团的最佳数量可能因不同的细胞类型而异。等离子体处理可用于通过实验优化特定应用的接触角。另外，50-80度的接触角不足以添加许多生物学上相关的涂层。通过等离子体处理获得的增强的表面润湿性可提高仿生涂层的质量。最后，定制的TCP容器比商用TCP容器更适合某些应用。聚苯乙烯薄膜，支架和微成型设备为研究人员提供了新的机会来模仿生物环境，从而改善细胞增殖，形态和功能。

补充参考资料 :

[1] Khalili AA, Ahmad MR. “A Review of Cell Adhesion Studies for Biomedical and Biological Applications”. Int J Mol Sci. (2015) 16: 18149-84.

[2] Lerman MJ, Lembong J, Muramoto S, Gillen G, Fisher JP. “The Evolution of Polystyrene as a Cell Culture Material”. Tissue Eng Part B Rev. (2018) 24: 359–372.

[3] Zeiger AS, Hinton B, Van vliet KJ. “Why the dish makes a difference: quantitative comparison of polystyrene culture surfaces.” Acta Biomater. (2013) 9: 735461.