Jednolite kropelki w systemie mikroprzepływowym zaprojektowanym do biokonserwacji

Podczas zamrażania oprócz fizycznego uszkodzenia błony komórkowej krystalizacja może spowodować śmiertelne uszkodzenie komórek poprzez wypchnięcie ruchomych cząsteczek i uwięzienie ich w niewielkich fragmentach objętości komórkowej co powoduje dramatyczny spadek lokalnego stężenia jonów a ostatecznie prowadzi do zatrucia organelli komórkowych. Witryfikacja cząsteczek wewnątrzkomórkowych może rozwiązać problemy związane z kriokonserwacją spowodowane krystalizacją. Aby osiągnąć witryfikację należy zastosować ogromne tempo usuwania ciepła z komórek wynoszące około 10^6 C/s co obecnie nie jest możliwe w przypadku materiałów biologicznych. W ramach niniejszych badań zbadaliśmy nową metodę wykorzystującą urządzenia mikroprzepływowe zaproponowaną przez dr Mehmeta Tonera polegającą na wstępnej koncentracji komórek za pomocą CPA przy czym komórki poddawane są znacznie mniejszym obciążeniom mechanicznym i osmotycznym niż w przypadku metod tradycyjnych. Nowa metoda polega na uwięzieniu komórek w kropelkach wody i kontrolowaniu stężenia CPA w kropelkach poprzez regulację temperatury systemu. Przeprowadzając obliczenia metodą elementów skończonych dla systemu mikroprzepływowego odkryliśmy że dzięki nowej metodzie opartej na BioMEMS możliwe jest wstępne zagęszczenie komórek ssaków przy użyciu CPA w stężeniu 10 razy większym od początkowego w ciągu 3 minut.