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浅谈3D细胞培养,你知道哪些基础的3D细胞培养技术

发布时间:2022-06-01 10:39:35 阅读:1772次 来源:生物实验菌

  日常的细胞培养大多指的是在培养皿中进行的,也就是2D培养,虽然它在细胞生物学中的研究具有重要的作用,但在模拟体内环境具有一定的局限性。人体是处于动态变化的,因而科学家们发展了3D细胞培养,将具有三维结构的材料载体与各种细胞在体外共培养,可以使细胞在三维空间内生长迁移形成三维的细胞-载体复合体,更有利于支持细胞在模拟体内环境下的状态与趋势。

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  3D细胞培养技术为医学发展做出了相当的贡献,研究人员也不断开发设计出更多的3D细胞培养系统,改善细胞培养环境,辅助它们生长于更接近体内的环境条件。那么问题来了,你知道目前都有哪些基础的3D细胞培养技术和我们息息相关吗?其实,3D细胞培养技术发展相对迅速种类很多,但与我们最直接相关的无非就是两类:水凝胶和支架

  1.水凝胶

  水凝胶由于其特殊的结构和性能,具有和天然组织非常相似的生理学特性,因而可以作为高效的培养基质。水凝胶还可以复合多种特异性功能材料,如导电、磁性、环境敏感性材料,从而得到细胞受到响应之后的更真实行为。

  不得不说的是,其中第一代三维培养的水凝胶就是从小鼠肉瘤细胞基底膜提取的ECM聚合物,既可以提供丰富的营养也可以提供与细胞生长高度兼容的生长环境。因此,天然水凝胶成为了3D细胞培养有力的基质。究其原因,主要是因为天然水凝胶具有扎实的技术支持,可以提供天然的生物配体和有益的细胞因子或生长因子。

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  2.支架

  支架是另一种我们接触较多的培养基质材料,它可以提供物理支撑,细胞可以进入支架内部进行生长和行使功能。当然,支架的表面结构、孔隙率和支架的力学性能也都会影响细胞的迁移行为和生长状态。支架同样可以进行功能化赋予不同的性能进一步探究细胞的3D行为。

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  支架的种类有很多,大体可以分天然支架如胶原等天然物质或琼脂等糖类,这种支架具有良好的生物相容性但其稳定性和机械性能相对较差,对微环境要求相对较高的细胞不是很友好;另一种是合成支架如聚苯乙烯、聚氨酯等材料。相对的,合成材料不具有优异的生物安全性,但稳定性和力学性能相对较好。

  不同的细胞培养技术都有各自的优势和不足,因此选择合适的3D细胞培养要考虑多方面因素,比如需要解决的问题、实验模型的建立、选用的细胞类型、下游分析方法和样品数量及其价值等等。总之,构建合适的3D细胞培养支架需要构建理想的细胞微环境,具体包括以下几点:

  (1)合适的比表面积;

  (2)细胞外基质或仿生细胞外基质能够满足细胞迁移的能量和生理活动;

  (3)利于细胞粘附的表面;

  (4)利于细胞迁移的结构。

  构建这些所需的微环境需要我们对材料进行整体设计选择添加合适的功能更好的保持细胞的活力和良好的生长状态。也就是说,需要我们对材料的设计体系和方向有着全面的了解,所以多看文献多学习,少吃零食多运动,为科研生活创造美好条件~

本文链接:https://www.zjby-biotech.com/news/hyzx/1214.html

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