Laborjournal 2018-01/02

| 1-2/2018 52 Wirtschaft Schon seit mehr als hundert Jahren kultivie- ren Biowissenschaftler Zellen in Schalen oder Flaschen. Zellkulturpioniere wie der amerika- nische Physiologe Ross Harrison versuchten bereits Anfang des 20. Jahrhunderts, entnom- mene Gewebe als hängende Tropfen an der Unterseite von Deckgläschen oder als Plasma- Klümpchen auf dem Boden von Glasflaschen zu kultivieren. Richtig los ging die Zellkultur in Schalen, Flaschen und Platten jedoch in den fünfziger Jahren, als Forscher die ersten Zellkulturlinien, wie zumBeispiel HeLa-Zellen, entwickelten, die als adhärente Zellen an der Oberfläche der Zellkulturgefäße anhafteten. Wurden die Zellen von einem entsprechen- den Zellkulturmedium mit den notwendi- gen Nährstoffen versorgt, breiteten sie sich als Einzelzellschichten auf der Oberfläche aus und vermehrten sich. Die Zellkultivierer mussten jedoch schnell feststellen, dass nicht alle Zellen mit den da- mals üblichen Zellkulturgefäßen aus Borosili- katglas zurecht kamen. Insbesondere primäre Zellen taten sich sehr schwer damit, auf den glatten Glasoberflächen halt zu finden. Nach verschiedenenVersuchen die Glasoberflächen zu beschichten, um den Zellen das Anhaften zu erleichtern, kam den Forschern letztend- lich Kollege Zufall zu Hilfe. Bei Experimenten des Plastikherstellers Falcon Plastics in den sechziger Jahren, Plastikoberflächen für die Zellkultur ausgerechnet mit Glas zu beschich- ten, stießen die Ingenieure auf ein plasmaba- siertes Verfahren, mit dem sie die äußerst hy- drophobe Oberfläche von Polystyrol in eine hydrophile Oberfläche umwandeln konnten. Benzolreste werden rausgekickt Das Prinzip der Plasmabehandlung ist im Grunde simpel: Das mithilfe von Korona-Ent- ladungen oder Mikrowellen erzeugte ener- giereiche Plasma kickt Benzolreste aus den Polystyrol-Polymeren heraus und ersetzt sie durch sauerstoffhaltige, hydrophile Grup- pen. Das hieraus resultierende Tissue Culture Polystyrol , kurz TC-PS, bietet adhärenten Zel- len einen perfekten Untergrund zum Anhaf- ten und ist zudem sehr gut wasserbenetzbar. Seit dem Siegeszug von Zellkulturgefä- ßen aus Polystyrol oder anderem Plastikma- terial in den sechziger und siebziger Jahren haben diese die früher üblichen Glasschalen oder -flaschen beinahe vollständig verdrängt. Verschiedene Firmen bieten siemittlerweile in allen erdenklichen Größen sowie Ausführun- gen an. Obwohl alle Hersteller sehr ähnliche Produktionstechniken und Plasmabehandlun- gen einsetzen, kommt es aber immer wieder vor, dass Zellen nicht auf allen Kulturschalen oder -flaschen gleich gut wachsen. Die Gruppe der amerikanischen Material­ wissenschaftlerin Krystyn van Vliet vomMas- sachusetts Institute of Technology hat sich die Zellkulturgefäße verschiedener Herstel- ler deshalb genauer angeschaut ( Acta Bioma- ter. 9: 7354-61). Mit dem winzigen Ausleger eines Rasterkraftmikroskops (AFM) tasteten van Vliets Mitarbeiter im Kontaktmodus klei- ne Areale der Gefäßoberflächen ab. Ein ent- sprechendes Imaging-Programm berechne- te hieraus hochaufgelöste Bilder der Oberflä- chen-Topographie. Schon auf den ersten Blick ist auf den AFM-Abbildungen zu erkennen, dass dieOber- flächen alles andere als glatt sind (siehe Ab- bildung auf Seite 53). Die meisten sind mit ei- nem Netz feinster Riefen und Furchen über- zogen, so als hätte man sie mit Schmirgelpa- pier geschliffen. Einige sehen zwar glatt aus und enthalten keine Rillen, dafür sind sie mit „Was soll sich bei Zellkulturgefäßen schon groß getan haben“, werden sicher einige denken. Seit Jahrzehnten die gleichen Formen und immer die gleichen Plastikmaterialien. Aber Vorsicht: Plastik ist nicht gleich Plastik und auch bei den Oberflächenbehandlungen gibt es Neues. Zellen mögen’s rau Produktübersicht: Zellkulturflaschen,-schalen und -platten Mit bloßem Auge sind keine Unterschiede zwischen den Oberflächen von Zellkulturflaschen und -schalen einzelner Hersteller zu erkennen. Unter dem Rasterkraftmikroskop offenbaren sich jedoch deutliche Unterschiede in der Rauigkeit sowie bei den Mustern der vorhandenen Strukturen, die sich auf das Wachstum der kultivierten Zellen auswirken können. Foto: Gruppe Krystyn van Vliet

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