特溫特大學MIRA研究所的研究人員開發出一種芯片，可以捕獲并保持單個細胞位于微小水凝膠液滴的確切中心。他們的新方法使細胞存活數周，這使它更容易研究它們。這使得有可能，例如，測試新藥的作用和改善干細胞療法與無與倫比的控制。這項研究的詳細信息發表在著名的科學期刊Small上，甚至在封面上也有展示。許多科學家需要策略來研究個體細胞(例如干細胞)數周的時間。這在專注于藥物測試，基礎疾病研究和細胞療法開發的領域中非常重要。

研究體外個體細胞的常規方法包括“捕獲”并在稱為微凝膠的微小水凝膠液滴中培養它們。然而，直到最近，所有在這種受控條件下長時間培養單個細胞的嘗試都失敗了，因為細胞在幾天內從微凝膠中逃逸出來。到目前為止，這個問題已經極大地限制了這種有前景的技術的潛在應用范圍。

特文特大學MIRA研究所的研究人員發現逃逸的細胞幾乎總是位于微凝膠的邊緣。他們使用高速攝像機發現這是由于目前的生產方法。他們通過開發一種芯片來解決這個問題，該芯片捕獲微凝膠中心的細胞。這種方法不僅可以防止細胞逃逸，還可以使細胞存活率達到90%以上至少28天。根據特溫特大學的研究科學家Tom Kamperman(他即將捍衛他關于這一主題的博士論文)，這種創新方法是朝著例如改進的干細胞療法或復雜組織工程邁出的重要一步。

方法

水凝膠主要由水溶脹的聚合物網絡組成。其結構類似于天然組織，這使得水凝膠非常適合3-D細胞培養。可以使用例如UV光或將各個聚合物交聯在一起的酶來產生水凝膠。特溫特大學的研究人員發現，在液滴仍然形成的同時，不是交聯聚合物，而是在此之后觸發這一過程，這種技術稱為“延遲凝膠化”。這允許細胞重新定位到水凝膠前體液滴的中心，該液滴還含有聚合物和酶。在細胞定中后，液滴暴露于過氧化氫，過氧化氫將它們轉化為穩定的微凝膠。

應用

細胞具有個性。即使在同一組織內，每個細胞對其環境的影響也會有不同的反應。新芯片使單個細胞(例如干細胞)能夠在自然的3-D環境中分離和培養很長一段時間。這使研究人員能夠測試新藥對個體細胞的影響，從根本上研究疾病，并使細胞療法更有效。在本研究中，特溫特大學的研究人員表明，通過改變微凝膠的組成，他們可以將個體干細胞轉化為特定的細胞類型，如骨骼或脂肪細胞。

正如特溫特大學的研究人員在他們今年早些時候發表的一篇論文中所表明的那樣，微凝膠也可以用作打印具有復雜內部結構的組織的構件。

使用新芯片，每秒可以產生數百個微凝膠，每個微凝膠包含一個單獨的細胞。雖然這看起來很快，但對于許多臨床應用來說仍然太慢。Kamperman指出，“我們目前正在測試一種改進的原型，其生產速度要快一千倍。這最終將使這種微凝膠技術得以臨床轉化。”