Плазма в пакете

Пластиковые пакеты, обработанные плазмой при атмосферном давлении, служат лабораторией класса GMP для культивирования адгезивных клеток. Плазма используется для целенаправленного модифицирования внутренней поверхности пакета, чтобы на ней могли расти различные типы клеток.

Исследовательская группа под руководством доктора Кристины Лахманн и доктора Михаэля Томаса из Института прикладных исследований поверхности и тонких пленок Фраунгофера в Брауншвейге использует плазму для активации внутренних поверхностей пластиковых пакетов. Плазма действует как дезинфицирующее средство и одновременно изменяет поверхность пакета так, что клетки могут и хотят на ней расти.

Целью было создание закрытой системы, в которой клетки растут без помех и риска загрязнения. Обработка пакетов плазмой позволяет использовать их как лабораторию GMP. Это важно для исследований стволовых клеток и идеи лечения болезней собственными клетками пациента. До сих пор для культивирования стволовых клеток в основном использовали чашки Петри, флаконы и биореакторы в стерильных условиях, но эти системы приходится открывать для добавления питательной среды или извлечения клеток, что часто приводит к контаминации.

Плазменные покрытия для разных типов клеток

В Центре исследования инфекций имени Гельмгольца в Брауншвейге уже работали над пакетами для культивирования стволовых клеток. Совместный проект, поддержанный Федеральным министерством экономики и технологий Германии, детально исследовал закрытую систему пакетов и рост клеток.

Ключевой частью метода является нанесение покрытия плазмой. Для этого обычные пакеты (например, для инфузий) заполняют благородным газом и подают напряжение. Это создает внутри пакета на короткое время плазму — светящийся ионизированный газ, который химически изменяет и одновременно дезинфицирует поверхность пластика.

Пакеты покрывали на опытной установке в Институте Фраунгофера, а затем тестировали в Центре Гельмгольца и Брауншвейгской городской клинике, чтобы определить, какое покрытие лучше всего подходит для конкретного типа клеток. Работа ведется со стволовыми клетками костей, хрящей, жира и нервов — покрытие можно оптимизировать для каждого из этих типов.

Опытная установка была оптимизирована так, что отдельные этапы нанесения покрытия автоматизированы. Это позволяет производить стандартизированные и воспроизводимо модифицированные пакеты для культивирования клеток. Используются медицински одобренные пакеты, но безвредность плазменной обработки должна быть доказана перед клиническим применением.

За разработку метода использования плазмы в пакетах для культивирования клеток в закрытых системах доктора Кристина Лахманн, Михаэль Томас, Хенк Гарритсен, Вернер Линденмайер и Курт Э.Й. Диттмар получили премию Фраунгофера за технологии, ориентированные на человека.