三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)以其新的、方便的，類體內(nèi)細(xì)胞環(huán)境的特點(diǎn)得到了越來越多的應(yīng)用。三維細(xì)胞培養(yǎng)是指在包含三維結(jié)構(gòu)的微器件內(nèi)培養(yǎng)細(xì)胞，從而對(duì)組織和器官特定微結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬的一種細(xì)胞培養(yǎng)方式。
三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)是指在人工環(huán)境中培養(yǎng)細(xì)胞，從而來研究細(xì)胞對(duì)環(huán)境的反應(yīng)行為。目前細(xì)胞培養(yǎng)方式有很多，我們一般會(huì)根據(jù)培養(yǎng)細(xì)胞的特性和應(yīng)用不同來選擇適合的細(xì)胞培養(yǎng)方式。
在發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域，迫切需要建立一套細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，既能生長傳代，還能大程度地維持體內(nèi)性狀，并分化產(chǎn)生新的組織結(jié)構(gòu)，以便研究發(fā)育過程。隨著組織工程的新興發(fā)展，三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。
傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)不僅被用于在體外研究不同類型的細(xì)胞，而且還用于進(jìn)行藥物篩選和測(cè)試。通常，這種二維的單層系統(tǒng)提供了一種培養(yǎng)基來喂養(yǎng)不斷增長的細(xì)胞群，從而使得細(xì)胞在聚酯或玻璃平面上生長。過去的很多生物學(xué)突破都要?dú)w功于二維細(xì)胞培養(yǎng)。
在很多情況下，單層細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)所取到的研究結(jié)果和體內(nèi)的情況不符合，因?yàn)榧?xì)胞在體外改變的環(huán)境下增生，逐漸喪失了原有的性狀。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)在體內(nèi)進(jìn)行，但由于體內(nèi)的多種因素制約以及體內(nèi)和外界環(huán)境相互影響而變得復(fù)雜化，難以研究單一過程。
然而，二維的細(xì)胞培養(yǎng)模型比較簡單，并且這種模型不能準(zhǔn)確描述和模擬在體內(nèi)觀察到的豐富的環(huán)境和復(fù)雜的過程，如細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、化學(xué)梯度或空間結(jié)構(gòu)變化等。
因此，用2D細(xì)胞培養(yǎng)方法收集的數(shù)據(jù)可能對(duì)其體內(nèi)應(yīng)用預(yù)測(cè)具有誤導(dǎo)性。這就是為什么科學(xué)家們一直致力于三維仿生細(xì)胞培養(yǎng)，這項(xiàng)技術(shù)能夠更準(zhǔn)確地模擬細(xì)胞在體內(nèi)成長的實(shí)際微環(huán)境。
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