三维细胞培养

基于支架的三维细胞培养技术

在基于支架的培养中，细胞在所有维度上都由人工结构或称为水凝胶的聚合物网络支撑。这些亲水网络可能含有 90% 以上的水分，可以由动物源性细胞外基质 (ECM) 蛋白组成，也可以是无动物源性的合成制剂。

所谓的 "硬 "支架也可以使用具有纤维或海绵状结构的专用培养器皿来制作，通常由聚己内酯或光学透明聚苯乙烯等生物可降解材料组成，以优化成像效果。

无支架三维细胞培养系统

当细胞不在支架上生长时，它们可以形成称为球体的三维聚集体，球体分泌自身的 ECM，变得更像原生实体组织。常见的例子包括癌症肿瘤球，通过它可以研究肿瘤形成过程中的氧气梯度和营养获取。在药物开发和毒理学的高通量化合物筛选中，球形培养通常受到青睐，因为球形培养比二维培养能提供更具生物相关性的模型。球形培养可以在不同的环境中实现，包括低附着力微孔板、生物反应器和微流体培养系统。有支架和无支架系统都能实现与基质、其他细胞和细胞外因子的全方位互动。

三维细胞培养的高级应用

高级三维细胞系统使研究人员能够在经典二维细胞培养技术的易用性和体内动物模型的生物学相关性之间实现混合，同时减少伦理方面的顾虑。最近，人们开始使用先进的三维细胞培养方法，如肿瘤球形体、干细胞和患者衍生的器官组织，以及通过三维生物打印与细胞和生物墨水进行的组织工程，以更接近地模拟体内细胞反应。由iPS细胞衍生的器官组织已可用于某些组织的商业培养，与实验室培养的器官组织相比，提高了可重复性的潜力并加速了结果的产生。