Sistemi di immobilizzazione di cellule animali: intrappolamento o coltura in matrice idrogel

Gli idrogel sono materiali costituiti da polimeri idrofilici che possono assorbire dal 10% a migliaia di volte il loro peso secco in acqua. Le matrici idrogel si distinguono in due principali classi, sulla base delle caratteristiche del processo di reticolazione delle catene polimeriche: 1) gel fisici o reversibili sono matrici gel nelle quali le catene polimeriche sono reticolate mediante legami ionici, legami idrogeno o forze idrofobiche; i gel fisici non sono omogenei a causa d “cluster” di reticoli molecolari o presenza di domini associati idrofobicamente o mediante ioni; 2) gel chimici o permanenti sono matrici gel nelle quali le catene polimeriche sono reticolate con legami covalenti. Uno dei polimeri più frequenti, che va a costituire le matrici di idrogel, è l'alginato che contiene due  monosaccaridi: l'acido α-L-guluronico (G) e l'acido β-D-mannuronico (M). Comunque, questo polimero naturale è estratto dalle alghe e a seconda della tipologia di quest'ultime, la composizione in G e M cambia. Ad esempio l'alginato estratto dall'alga Laminarea Hyperborea, che si trova nell'emisfero settentrionale, sulle coste della Norvegia, ha un alto contenuto di acido guluronico e quindi frequenti sequenze G. Invece, l'alginato estratto da Macrocystis Pyrifera, che si trova in Argentina e Cile, ha un alto contenuto di acido mannuronico e quindi, frequenti sequenze in M. I parametri che influenzano la transizione verso il gel sono soprattutto: la composizione dei monomeri, la temperatura, il pH, la forza ionica, le dimensioni e il tempo di reticolazione. Le sfere di alginato si osservano spesso con microscopia cofocale attraverso la variazione della luminosità. Invece, con la microscopia a fluorescenza possiamo osservare le cellule (verdi: vive, rosse: morte).