在細(xì)胞和組織培養(yǎng)領(lǐng)域,從上世紀(jì)70年代起2維(2D)培養(yǎng)的局限性和3維(3D)培養(yǎng)的優(yōu)點引來諸多關(guān)注,越來越多的研究希望將細(xì)胞從平面環(huán)境中轉(zhuǎn)變到3D空間來。當(dāng)前,雖然對基于細(xì)胞的效應(yīng)研究和毒性測試中,制藥工業(yè)如今常用的依舊是2D方式,
三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)技術(shù)已在學(xué)術(shù)研究中被廣泛應(yīng)用。隨著在生物相關(guān)性,通量,產(chǎn)出量等方面的改進(jìn),伴隨3D培養(yǎng)成本的降低,三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)在再生醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)研究和藥物研發(fā)中的應(yīng)用將越來越廣泛,一場細(xì)胞由2D培養(yǎng)走向3D的變革正在發(fā)生。
當(dāng)前市場上有多種類型的三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng),根據(jù)產(chǎn)品是否為細(xì)胞提供支撐(支架)材料(scaffold)大體可分為兩種類型:基于scaffold的培養(yǎng)體系和無scaffold的培養(yǎng)體系。Scaffold則又有天然成分和人工合成成分之分。
一、無scaffold的培養(yǎng)體系
沒有供細(xì)胞粘附、生長和擴(kuò)散的支撐結(jié)構(gòu),使培養(yǎng)基中的細(xì)胞聚集成為類似于組織的微組織球體。無scaffold的培養(yǎng)體系可通過懸滴讓細(xì)胞在重力的作用下通過自組裝形成微球體。這種
三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的方法優(yōu)點是可以通過控制懸滴而的控制微組織球,使其具有高一致性,為后續(xù)研究提供好的微組織材料。而且通過懸滴法可以實現(xiàn)對不同細(xì)胞類型的共培養(yǎng),保證共培養(yǎng)細(xì)胞間的信息交流。
二、基于scaffold的培養(yǎng)體系
1.根據(jù)支持物的性質(zhì)分類,基于scaffold的培養(yǎng)體系可分為天然細(xì)胞外基質(zhì)作為支持材料的3D培養(yǎng)和人造基質(zhì)作為支持材料的3D培養(yǎng);
2.如果按支持材料形成的方式分,基于scaffold的培養(yǎng)體系可分為如下兩類,一種是將細(xì)胞分散在液體水凝膠中,然后通過交聯(lián)實現(xiàn)3D培養(yǎng);另外一種是將細(xì)胞“播種"在3D基質(zhì)上。