Os plásticos para cultura celular constituem a interface física entre os sistemas biológicos in vitro e o seu ambiente experimental. Embora historicamente se tenham empregado numerosos polímeros — incluindo o tereftalato de polietileno (PET), o polietileno (PE), o policloreto de vinilo (PVC) e o polipropileno (PP) —, o poliestireno (PS) continua a ser o material predominante devido ao seu baixo custo, clareza ótica e natureza quimicamente inerte. No entanto, o desempenho biológico do PS não é intrínseco; é profundamente modificado pela engenharia de superfícies e pelos parâmetros de fabrico que ditam a adesão celular, a proliferação e a manutenção fenotípica.
Seleção de polímeros e propriedades óticas
A escolha do polímero base é regida por requisitos específicos da aplicação. O poliestireno oferece uma excelente transparência ótica, o que o torna indispensável para a microscopia de contraste de fase e de fluorescência. O seu ponto de distorção térmica de 64–80 °C torna-o inadequado para autoclavagem, mas compatível com irradiação gama e esterilização por plasma de gás. O policarbonato, pelo contrário, resiste à autoclavagem (distorção térmica de 138–143 °C), mas apresenta menor clareza ótica, enquanto o polipropileno fornece uma resistência química superior para aplicações que envolvam solventes orgânicos. O polietileno de alta densidade possui uma elevada permeabilidade aos gases, uma propriedade explorada em sacos e membranas de cultura permeáveis ao oxigénio, enquanto o poliestireno apresenta uma baixa permeabilidade ao oxigénio (coeficiente de aproximadamente 2,6 $\times$ 10−11 mL(O2)·cm/(cm2·sec·mmHg)).
Tecnologias de tratamento de superfície
O poliestireno nativo é hidrófobo, com uma energia de superfície de aproximadamente 20–40 mN/m, o que resiste à adsorção de proteínas mediadoras da adesão e impede que as células dependentes de ancoragem se fixem. O tratamento de cultura de tecidos (TC) aborda esta limitação através de dois métodos principais: descarga por coroa (empregue para frascos, placas e microplacas) e tratamento por plasma de gás (utilizado para garrafas de rolamento e tubos de cultura). Ambos os processos geram iões de oxigénio altamente energéticos que se enxertam na superfície do poliestireno, clivando as cadeias poliméricas e introduzindo grupos funcionais contendo oxigénio — especificamente grupos hidroxilo (–OH) e carboxilo (–COOH) —, bem como grupos amina contendo azoto. A superfície resultante torna-se hidrófila e carregada negativamente quando imersa no meio de cultura, permitindo a adsorção de proteínas derivadas do soro, tais como a fibronectina e a vitronectina, que por sua vez medeiam a adesão celular dependente de integrinas.
