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3D细胞培养生物材料选择
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自WillhelmRoux于1885年首次从鸡胚中成功分离细胞从而建立的体外细胞培养至今已有一百多年历史。在此期间，单层细胞培养，尤其是针对哺乳动物细胞的二维细胞培养有了蓬勃的发展。二维细胞培养操作简便、成本相对低廉而被广泛应用于生物医学研究。我们常见的使用培养瓶、培养皿或多孔板中进行的贴壁细胞培养就是最为常见的二维细胞培养模式。但不可回避的一个关键问题是细胞在体内的自然生长环境往往是三维的生长状态，而非仅限于二维平面生长。所以在很多情况下，通过二维细胞培养所获得的研究成果往往无法体现体内的真实情况，这和在不同生长环境下长大的孩子往往具备不同性格相类似，绝大多数动物细胞在二维和三维生长环境下往往表现出截然不同的生理状况和基因表达情况，所以不同的生长环境对于细胞的增生、迁移和分化等至关重要。 直接选择动物来模拟人体内环境相较体外二维细胞培养而言的确能够提供更为接近的体内环境模拟效果，但由于动物体内各种因素的相互制约和影响会导致问题的复杂化，从而难以研究单一作用或进程。由此可见，在二维细胞培养和动物实验之间还缺少一个关键环节。那么如何做到在体外有效模拟体内的细胞微环境呢？近期随着生物材料领域的蓬勃发展，体外三维细胞培养技术应运而生。 三维细胞培养技术的关键在于具备良好生物相容性的各类生物材料。这些生物材料就像建造大楼时所使用的脚手架一样可以把珠子一样的细胞一个个串起来从而让细胞能够接收到来自周围各个方向的信号传递，甚至可以在体外模拟非常接近动物体内微环境的三维立体空间，从而在体外构建成熟的细胞载体复合物。该技术不仅能够在体外快速构建患者的各类病灶进行药敏测试，甚至能够在不久的将来有效制备临床紧缺的各类器官，拯救病人的宝贵生命。 三维构建的体外微组织模型除了能够为细胞提供三维培养空间以外，将所使用的生物材料支架通过适当优化和调整后也能够为所包埋的细胞提供非常接近于体内微环境的生长条件。所包埋的细胞和细胞之间、细胞与胞外间质之间的相互作用和相互影响都明显优于二维细胞培养，从而能够提供更为优化的生物准确性、组织完整性和临床预测性，从而在组织工程、再生医学、肿瘤研究和干细胞生物学等研究领域均有广泛的应用。 然而体内环境非常复杂，三维细胞培养技术在当下还存在着许多问题需要改进。尤其对于相对复杂的组织结构，三维细胞培养技术需要与细胞生物学、发育生物学、分子免疫学、生物材料学、生物物理学等领域紧密结合，从而能够更好地服务应用于转化医学领域。 发自小木虫Android客户端 |
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2楼2018-11-08 13:37:24
