Long term preservation of human red blood cells by freeze-drying with hydroxyethyl starch and various intracellular stabilizers

• Applicant: Professor Dr. Günter Rau
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 2000 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5279834

Die Perspektiven der Gefriertrocknung zur Langzeitkonservierung lebender Zellen sollen am Beispiel menschlicher Erythrozyten untersucht werden. In umfangreichen Voruntersuchungen konnte die Wiederfindungsrate gefriergetrockneter Erythrozyten von anfänglich weniger als 5% auf etwa 50% gesteigert werden. Ausschlaggebend hierfür waren einerseits die Entwicklung einer speziellen Tieftemperatur-Gefriertrocknungsanlage, welche eine Optimierung der Temperaturführung während der Vakuumtrocknung ermöglichte, andererseits neue Erkenntnisse über die Schädigungsmechanismen während der Probenerstarrung. Darauf aufbauend stellt der Einsatz von bestimmten Stabilisatoren einen neuen Ansatz dar. In der Literatur ist für einfachere zelluläre Systeme der schützende Einfluß verschiedener Saccharide auf dehydrierte Membranen und Proteine beschrieben. Hier soll insbesondere die Erforschung des Einflusses intrazellulär wirkender Stabilisatoren auf die Integrität der Zellmembran sowie auf den Erhalt des sauerstofftragenden Hämoglobins (Oxyhämoglobin) im Vordergrund stehen. Aufgrund der wechselnden Zusammenstzung und den damit verbundenen Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des Probenmaterials sind iterative Optimierungen der einzelnen Prozeßschritte des Gefriertrocknungsverfahrens notwendig. Eine wichtige Kenngröße für die Temperaturführung während der Vakuumtrocknung ist beispielsweise die Glasübertragungstemperatur der Proben, die mit Hilfe von DSC-Untersuchungen bestimmt werden soll.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Ingo Heschel; Professor Dr. Khosrow Mottaghy