3D细胞培养的生物材料有哪些，康宁来给大家分析

3D细胞培养的应用

3D细胞培养已成功应用于构建四种人体基本组织及多种组织构成的器官：大量的软硬支架（生物陶瓷，羟基磷灰石和胶原蛋白）已被用来模仿骨骼组织并应用于临床；微孔藻酸钠细丝可用于模拟包裹神经细胞的神经纤维的结构；使用3D生物打印制作的内皮化的心肌在微流灌注生物反应器中培养后，心肌细胞定向正确，能够自发并同步收缩；胶原蛋白凝胶和PCL膜已被用作在动物体内模型中重建角膜的细胞载体。可使用3D细胞微球来研究肿瘤的发病机理和药物筛选；骨、软骨组织、心脏组织、皮肤和神经组织都已在动物实验中获得了再生应用；3D细胞培养也已证明可以显著维持干细胞的结构和功能。

3D培养的生物材料：

1.水凝胶

水凝胶是一种有效的3D细胞培养基质，它由交联的聚合物链或复杂的天然或合成蛋白质分子网络组成。由于存在大量水，水凝胶的生物物理特性与天然组织的生物物理特性非常相似。作者对3D细胞培养中常用的不同类型的水凝胶及其性质进行了总结。

于3D细胞培养的水凝胶需具有多孔性且孔间相互连通，孔径应与目标组织的细胞大小匹配。此外，在物理性质上，由于来自不同组织类型的细胞需要生长基质的不同机械性能，其弹性模量应与目标组织相匹配。水凝胶还应具有生物相容性和可降解性，可为细胞和促进细胞分化的官能团提供附着位点。同时，它在保持液态的同时需具有可成形性，在物理或化学交联后能保持其形状，为细胞提供稳定微环境。

2.脱细胞基质

通过脱细胞技术处理不同类型的组织和器官，可以获得脱细胞的支架。此种支架不含细胞和遗传物质，但可以保留复杂的超微结构并模仿靶组织的自然生理解剖结构，促进定植的干细胞分化为目标组织。但是，残留的免疫原性物质和较低的机械强度阻碍了其在体内的应用。

3.其他细胞支持材料

聚合物、金属、陶瓷生物活性玻璃和碳纤维、纳米管可制成各种形式的3D细胞培养支架，并与细胞包封材料组合使用。将纤维或颗粒添加到水凝胶中可以增加其强度，并充当细胞粘附的结构，进一步改善水凝胶的生物学特性。

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