Los plásticos para cultivo celular constituyen la interfaz física entre los sistemas biológicos in vitro y su entorno experimental. Aunque históricamente se han empleado numerosos polímeros —incluidos el tereftalato de polietileno (PET), el polietileno (PE), el policloruro de vinilo (PVC) y el polipropileno (PP)—, el poliestireno (PS) sigue siendo el material predominante debido a su bajo costo, claridad óptica y naturaleza químicamente inerte. Sin embargo, el rendimiento biológico del PS no es intrínseco; está profundamente modificado por la ingeniería de superficies y los parámetros de fabricación que dictan la adhesión, proliferación y mantenimiento fenotípico de las células.
Selección de polímeros y propiedades ópticas
La elección del polímero base se rige por requisitos específicos de la aplicación. El poliestireno ofrece una excelente transparencia óptica, lo que lo hace indispensable para la microscopía de contraste de fases y de fluorescencia. Su punto de distorsión térmica de 64 a 80 °C lo hace inadecuado para la esterilización en autoclave, pero compatible con la irradiación gamma y la esterilización por plasma de gas. El policarbonato, por el contrario, resiste la esterilización en autoclave (distorsión térmica de 138 a 143 °C) pero muestra una menor claridad óptica, mientras que el polipropileno proporciona una resistencia química superior para aplicaciones que involucran disolventes orgánicos. El polietileno de alta densidad posee una alta permeabilidad a los gases, una propiedad que se explota en bolsas y membranas de cultivo permeables al oxígeno, mientras que el poliestireno muestra una baja permeabilidad al oxígeno (coeficiente de aproximadamente 2,6 $\times$ 10−11 mL(O2)·cm/(cm2·sec·mmHg)).
Tecnologías de tratamiento de superficies
El poliestireno nativo es hidrófobo, con una energía superficial de aproximadamente 20 a 40 mN/m, lo que resiste la adsorción de proteínas mediadoras de la adhesión e impide que las células dependientes de anclaje se adhieran. El tratamiento de cultivo tisular (TC) aborda esta limitación mediante dos métodos principales: descarga de corona (empleada para matraces, placas y microplacas) y tratamiento con plasma de gas (utilizado para botellas rotatorias y tubos de cultivo). Ambos procesos generan iones de oxígeno altamente energéticos que se injertan en la superficie del poliestireno, escindiendo las cadenas poliméricas e introduciendo grupos funcionales que contienen oxígeno —específicamente restos hidroxilo (–OH) y carboxilo (–COOH)—, así como grupos amina que contienen nitrógeno. La superficie resultante se vuelve hidrófila y cargada negativamente cuando se sumerge en el medio de cultivo, lo que permite la adsorción de proteínas derivadas del suero como la fibronectina y la vitronectina, que a su vez median la adhesión celular dependiente de integrinas.
