Onderzoekers bereiken hoogwaardige cryopreservatie van levende cellen op basis van synergetische ijsremmingseffecten

Synergetische ijsremmingseffecten van tweedimensionale Ti₃C₂T_x MXene nanosheet. Krediet: CAO Yuan et al.

Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Zhao Gang van de University of Science and Technology of China (USTC) van de Chinese Academy of Sciences, in samenwerking met prof. Liu Huilan van het First Affiliated Hospital van USTC, heeft hoogwaardige cryopreservatie van levende cellen met behulp van synergetische ijsremmingseffecten van tweedimensionaal (2D) titaniumcarbide (Ti₃C₂T_x) MXene-nanoblad.

Deze prestatie breidt de toepassing van efficiënte cryopreservatie op basis van fysieke velden uit. Relevante resultaten zijn gepubliceerd in ACS Nano.

IJsvorming, groei en letsel zijn een van de belangrijkste uitdagingen voor succesvolle cryopreservatie van cellen, weefsels, organen en biocomposieten zoals levende celconstructies en culturen. Een diepgaand begrip van ijskristalvorming en de ontwikkeling van effectieve methoden of materialen om ijsvorming en -groei te beheersen, heeft een diepgaande invloed op fundamenteel onderzoek en praktische toepassingen.

Functionele nanomaterialen zijn een onderzoekshotspot geworden voor ijsremmende materialen. De meeste onderzoeken richten zich echter alleen op het moleculaire ijsonderdrukkingseffect van nanomaterialen. Studies naar synergetische ijsremmende effecten, zoals combinatie met fotothermische of magnetothermische effecten, zijn nog zeldzaam.

Met het oog hierop onderzochten de onderzoekers synergetische ijsonderdrukkingseffecten van 2D Ti₃C₂T_x MXene nanosheets, inclusief hun regulerende functie van ijskristallen morfologie, groei en ontdooien.

Volgens de onderzoekers, in het koelproces, Ti₃C₂T_x kan de scherpe randmorfologie van ijskristallen remmen en directe schade verminderen. In de ontdooifase is de zeer efficiënte fotothermische conversie-eigenschap van Ti₃C₂T_x vergemakkelijkt het snel smelten van ijs, waardoor de ontglazing en herkristallisatie van ijs wordt verminderd.

Hoogwaardige cryopreservatie van met stamcellen beladen hydrogelconstructies werd gerealiseerd met behulp van het synergetische ijsonderdrukkende effect van deze 2D MXene-nanobladen.