三维细胞培养技术
类器官培养技术及方法
类器官培养技术及方法
类器官培养技术是一种通过体外培养细胞或组织，使其形成特定器官样结构和功能的方法。
这种技术对于研究器官发育和疾病机制，以及药物筛选和再生医学等方面具有重要的应用价值。
在类器官培养技术的研究中，有各种不同的方法和技术可供选择。
以下是一些常用的类器官培养技术和方法：
1.三维培养技术：
三维培养技术是一种将细胞或组织在三维空间中进行培养的方法。
这种方法可以模拟体内细胞的生长环境，更好地重建和维持器官的结构和功能。
常见的三维培养技术包括组织工程、生物打印、胶束和微流控技术等。
2.器官片段培养：
器官片段培养是一种将器官切割成小片，并在培养基中进行培养的方法。
这种方法可以保持组织的相对完整性，并为其提供养分和氧气。
器官片段培养通常用于增殖、研究发育和分化的细胞以及观察组织的生理功能。
3.基因编辑技术：
基因编辑技术是一种通过人工干预和修改基因组来改变细胞或组织特性的方法。
这种技术可以用于改变器官的特定性状、修复基因缺陷以及研究基因在器官发育和功能中的作用。
4.体外器官灌注：
体外器官灌注是一种通过灌注血液或培养基，模拟体内血液
循环环境来培养器官的方法。
这种技术可以维持器官的生理和
代谢功能，并为其提供养分和氧气。
体外器官灌注可以用于器
官保存、器官移植前的评估以及研究器官功能和药物的影响等。
总的来说，类器官培养技术和方法在组织工程、药物研发、
疾病研究等领域具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和
创新，相信将来会出现更多更高效的类器官培养技术。
三维细胞培养技术及其应用前景
三维细胞培养技术及其应用前景在医学研究领域中，细胞培养技术一直都是一个非常重要的研究方向。
在20世纪早期，二维细胞培养技术成为了主流的细胞培养方式。
然而，和真实情况不同的是，二维细胞培养技术无法完全重现和模拟细胞在体内的行为，这已经成为一个广泛关注的问题。
因此，近年来，三维细胞培养技术渐渐开始引起人们的关注。
下面，本文将探讨什么是三维细胞培养技术，以及它的应用前景。
一、三维细胞培养技术的概念三维细胞培养技术是指细胞在三维空间中进行的培养方法，与二维细胞培养技术相比，三维细胞培养技术更能模拟细胞在体内的真实行为。
在三维细胞培养技术中，细胞可以自由扩散和聚合，同时也可以形成细胞-细胞和细胞-基质之间的相互作用。
另外，三维细胞培养技术可以更准确地模拟细胞生长的微环境，包括细胞外基质的柔软和硬度、细胞生长的空间限制等等。
因此，三维细胞培养技术在预测细胞行为、疾病的建模以及药物筛选等方面具有非常广泛和重要的应用前景。
二、三维细胞培养技术的应用前景1.癌症研究在癌症研究中，三维细胞培养技术可以更好地模拟肿瘤的生长和发展过程。
在三维环境中，细胞能够形成肿瘤球，并根据外部信号进行自我组织和分化。
这种模拟可以更好地解释肿瘤的生长和发展，为癌症的预测和治疗提供了新的思路。
同时，三维细胞培养技术还可以更准确地预测癌症药物的有效性，从而提高治疗效果和患者的生存率。
2.器官损伤和再生在器官损伤和再生的研究中，三维细胞培养技术也有着广泛的应用前景。
比如，在肝细胞培养中，三维环境可以更好地模拟肝脏的结构和功能，从而有效地模拟肝细胞在体内的生理行为。
研究者可以探究肝细胞在三维环境下的增殖和分化行为，为器官损伤和再生提供新的思路和方法。
3.药物筛选另外，由于三维培养技术更能模拟细胞在体内的行为，因此它的应用前景在药物筛选中也非常广泛。
三维培养技术可以更准确地预测药物分子和细胞之间的相互作用，以及药物分子在三维环境中的扩散和效果。
细胞培养技术的前沿发展
细胞培养技术的前沿发展近年来，细胞培养技术已经成为了一个备受研究关注的领域。
随着人类对细胞水平的理解越来越深入，细胞培养技术的应用范围也越来越广泛。
在这个领域，许多新的技术和方法不断涌现，真正实现了细胞培养领域的飞速发展。
一、三维细胞培养技术三维细胞培养技术是指将细胞通过人工手段构建成三维结构，以更加贴近生理环境的方式进行培养。
相比于传统的二维细胞培养技术，三维细胞培养技术在模拟细胞外基质、培养液压力等方面更具有拟生性。
这样做可以更好的逼近体内细胞的生长环境，进而更真实准确地反映细胞的生理状态。
三维细胞培养技术的应用非常广泛。
例如，该技术被成功应用于组织工程领域的研究，目前已经获得了一定的成功。
此外，三维细胞培养技术还可以被广泛应用于药物研发、生物测试等领域。
二、组织芯片技术组织芯片技术是指以微小芯片上工程化构建出的人工组织为对象，通过多通道的微流控传输系统，模拟出真实人体内部微环境。
组织芯片是细胞培养技术中最新也是最为前沿的技术之一。
在组织芯片技术中，通过在微米级别的管道中流动不同的药物或生理液体，来模拟出生物组织相互作用的全部过程。
组织芯片技术除了可以更真实地反映生物组织相互作用的过程以外，还有助于更加快速准确地筛选药物和疗法的有效性。
三、量子点探针技术量子点探针技术是指通过特殊化学方法制造出的纳米级光学探针，可以实时高效地追踪细胞的物质交换过程。
量子点探针技术通常被用于研究细胞和分子运输的准确过程，并为开发新的癌症治疗方式和药物研究提供了新方法。
通过量子点探针技术，研究人员可以更加精准地观测到分子在它的周围环境中发生的变化，并能探究细胞重要代谢途径的细节。
此外，该技术还有助于开发新型的细胞境内标记物以便在分子水平上进行控制。
四、智能细胞培养箱智能细胞培养箱是一种内部控制系统非常强大的设备，它可以自动控制细胞培养过程中的环境供给，如液体、温度、湿度和氧气等。
智能细胞培养箱不仅方便了细胞培养作业，还优化了实验的结果。
3D培养技术在细胞培养中的应用
3D培养技术在细胞培养中的应用作者：窦毅鹏来源：《科技资讯》2018年第03期摘要：细胞培养是研究体内细胞在体外生物学行为的重要的研究手段。
传统的细胞培养是在培养皿或培养瓶的二维平面上进行的，这与细胞在体内所处的三维生长环境有着很大的区别。
三维（3D）培养则是一种可以使细胞在体外条件下在进行三维生长的培养方法，可以更好地模拟细胞在体内的生长状况及环境。
在三维培养条件下细胞的许多生物学行为与传统的二维培养有着很大的不同，其应用领域也有更广泛的扩张，具有重要的研究意义。
本文将对三维细胞培养的发展、特点及应用进行简要的综述。
关键词：3D 细胞培养体外培养支架技术中图分类号：Q813 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（c）-0247-021 3D细胞培养的发展过程自从四十多年前常规真核细胞培养出现以来，支持细胞生长的最常见的物质为聚苯乙烯或玻璃，细胞在其平坦的二维表面可以进行生长。
应用这种细胞贴壁培养的方法，已经有成千上万的关于肿瘤细胞或正常细胞生物行为的研究被发表。
然而，对这些研究所基于的一个主要假设是，体外单层培养的细胞可以再现生物细胞在体内的生理学行为。
显然，在二维的玻璃或聚苯乙烯底物上生长的真核细胞并不能准确地反映出自然条件下组织中细胞的生长及与细胞外基质的准确的相互作用。
已经有研究发现，在体外培养条件下所观察到的许多复杂的生物学反应如受体表达、RNA 转录、细胞迁移和细胞凋亡等与在体内器官或组织中所观察到的并不相同。
从正常的细胞分裂、细胞增殖到细胞迁移及细胞凋亡等细胞生物学行为都是需要依赖于空间和时间的精确调控。
相比之下二维的细胞的培养方法则相对简单，忽略了这些已知的对细胞生长和组织生理学的精确调控有重要意义的参数。
这其中包括机械力的信号、细胞与细胞基质之间的信号传递以及相邻细胞微环境之间的信号沟通。
特别是在细胞间信号传递方面，许多二维培养实验未考虑不同细胞类型之间的相互作用，绝大多数培养物是单一细胞类型。
3d细胞培养原理
3d细胞培养原理
3D细胞培养原理
细胞培养是生物学研究中的重要手段之一，它可以为科学家提供大量的细胞样本，以便进行各种实验和研究。
传统的细胞培养方法是在平板上进行的，但是这种方法存在一些缺陷，比如细胞无法形成真正的三维结构，这对于某些研究来说是非常不利的。
因此，3D细胞培养方法应运而生。
3D细胞培养是一种新型的细胞培养方法，它可以让细胞在三维空间中自由生长和发育，从而形成真正的三维结构。
这种方法可以更好地模拟人体内部的环境，因此在药物研发、组织工程等领域有着广泛的应用前景。
3D细胞培养的原理是将细胞种植在一种特殊的基质中，这种基质可以模拟人体内部的环境，比如细胞外基质、胶原蛋白等。
这种基质可以提供细胞所需的营养和支持，同时也可以模拟细胞在人体内部的生长环境，从而促进细胞的生长和发育。
在3D细胞培养中，细胞可以自由生长和发育，形成各种不同的结构，比如球形、管状、片状等。
这些结构可以更好地模拟人体内部的组织结构，从而为药物研发和组织工程提供更加真实的模型。
3D细胞培养的优点不仅在于可以模拟人体内部的环境，还在于可以提供更加真实的实验结果。
传统的细胞培养方法往往只能提供一
些基本的实验结果，而3D细胞培养可以更加真实地模拟人体内部的环境，从而提供更加准确的实验结果。
3D细胞培养是一种新型的细胞培养方法，它可以让细胞在三维空间中自由生长和发育，从而形成真正的三维结构。
这种方法可以更好地模拟人体内部的环境，因此在药物研发、组织工程等领域有着广泛的应用前景。
3D细胞培养
cytoskeleton, ECM, RNA metabolism, protein metabolism, signal transduction, and other functions
Fold changes> 1.5-fold or greater. RT-PCR: GAPDH(三磷酸甘油醛脱氢酶) mRNA. The gene expression changes reflected influences of culture dimension.
定的底物，体外时，这些底物可以是其他细胞、 胶原、玻璃、或塑料等。
生长方式： 贴附生长型 悬浮生长型：血细胞、癌肿细胞 CHO （中国仓鼠卵巢）
在活体体内时各自具有其特殊的形态， 在体外培养时细胞常在形态上表现得比较
单一化，失去其在体内原有的某些特征。 体外培养贴壁细胞形态 上皮样细胞 成纤维样细胞
美国约翰·霍普金斯大学研究人员发现
通过3D细胞培养，可以弥补基于2D细 胞培养的药物研究结果和临床研究结果存 在差异的不足，有助于抗癌药物的筛选。
美国俄亥俄州立大学研究人员ห้องสมุดไป่ตู้
用3D细胞培养技术来培养包括人胚胎干 细胞和结肠癌细胞在内的许多不同类型的 人源细胞 ，来筛选抗癌药物 3D培养细胞的 药物反应更加接近体内的情况，因此，在 此基础上的药物筛选也更加可靠。
3D细胞培养
学生：董浩 导师：李红民老师
简要介绍 与2D细胞培养异同
实现方法
一、简要介绍
1.细胞培养
从动物活体体内取出组织，模拟体内生 理环境，在体外孵育培养，使之生存并增 殖。可分为：细胞培养、组织培养、器官 培养。
三维细胞培养技术
背景资料
体外建立适合细胞和组织生长旳生理微环境对 医学研究至关主要，而老式旳单层平面培养旳细 胞不论是在形态，构造和功能方面都与在体内自 然生长旳细胞相去甚远，因为无基质支持，细胞 仅能贴壁生长，从而失去其原有旳形态特征及生 长分化能力。
三维细胞培养技术以其能为细胞和组织发 明一种均衡获取营养物质、进行气体互换 和废物排出旳理想生理场合，又易于形成 具有合理形态和生理功能旳组织器官等特 点。
• 肝脏修复：利用具有独立中空纤维膜系统旳三维 多室生物反应器，培养人原代肝实质和非实质细 胞。成果显示所培养旳实质细胞团块内可见复杂 旳胆管网络和祖细胞样旳细胞集落，并检测到血 管样结节部位旳分裂细胞中含肝细胞生长因子， 为临床上体外培养肝细胞，用于肝脏移植提供根 据。
• 心脏旳修复：采用微米和纳米级旳三维细胞培养 系统培养心肌干细胞，观察到心肌干细胞在i维灌 流培养系统中粘附、增殖旳潜伏期明显高于二维 静止培养，提醒三维细胞培养技术为心肌细胞旳 再生，以及心脏疾病旳治疗提供了有效旳途径。
三维细胞培养技术也常被应用于药物载体 、药物毒理、药物筛选、肿瘤治疗等方面 旳研究。
两种措施
Top-down 措施
可生物降解旳支架材料和水凝胶由生物可降解聚 合物构成，例如聚（乳酸），聚（乙醇酸）。
细胞封装在支架能主动成长并汇集。虽然它们旳 生长速率能够经过培养基中旳生长因子控制，但 是三维设计旳 组织具有精确控制旳细胞类型，但 是目前 细胞 - 细胞相互作用旳机理还未明确。这 些纳米纤维支架能够向暂定单元格对齐方式或粘 连因 形态，但它难以保持这些效果，因为 纳米纤 维完全覆盖培养旳细胞和体现 旳ECM旳细胞。所 以，使用可生物降解基质如凝胶或纤维支架旳常 规做法有若干限制。
三维细胞培养技术在再生医学研究中的应用
第２ ７卷 第 ４期
２ １ 年 ７月 ０１
科 技 通 报
ＢＵＬ ＥＴ Ｎ ０Ｆ Ｓ Ｉ Ｌ Ｉ Ｃ ＥＮＣ Ｅ ＡＮＤ Ｔ ＨＮＯＬ ＧＹ ＥＣ Ｏ
Ｖｏ ．７ １ Ｎｏ４ ２ ．
Ｊ ｌ ２ １ ｕｙ ０ １
三维细胞培 养技术在 再 生 医学研 究 中的应用
赵 燕娜 ， 许 健 ， 同乐 邓
改性设 计研； 三 再生 医学 ； 细胞 ； 干 血管再 生；器官与组织修 复
中图分类号 ： ８ ３１ Ｑ １． 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：１０ — １９ ２ １ ）４ ０ ３ — ５ ０ １７ １ （０ １０ — ５ １ ０
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｅ－ｉ ｅ ｓｏ ａ ｌ Ｃｕ ｔ ｒ ｎ ｅ－ｅ ｅ ａ ｉ ｅ Ｍ ｅ ｉｉ ｅ Ｓ ｕ ｙ ｐ ｉ ｔｏ ｆＴｈ ｅ ・ ｍ ｎ ｉ ｎ ｌＣｅｌ ｃ ｄ ｌ ｅ Ｉ ｒ － ｎ ｒ ｔ ｄ ｃｎ ｔ ｄ ｕ ｇ ｖ
Ｚ ＨＡ０ Ｙ ｎ ａ ， ａ ｎ ＸＵ ｉｎ’ＤＥ ｏ ｇｅ Ｊａ ， ＮＧ Ｔ ｎ ｌ
（． ｏ ｅｅｏ ｉ ｃ ｎ ｅＺ ｅ ａｇＣ ｉｅｅＭｅ ｉ ｌ ｎｖｒｉ ， ｎ ｚｏ １０ ３ Ｃ ｉ ；． ｅ ａｔ ｎ ｉ ｅ ｉ ｌ １Ｃ ｌ ｇ ｆ ｆ Ｓｉ ｃ ，ｈｊ ｎ ｈｎ ｓ ｄｃ ｉ ｓｙ Ｈａｇｈ ｕ３ ０ ５ ，ｈｎ ２ Ｄ ｐｒ ｌ Ｌｅ ｅ ｉ ａＵ ｅ ｔ ａ ｍｅｔ ｆ ｏ ｄｃ ｏＢ ｍ ａ
悬滴法三维细胞培养操作
悬滴法三维细胞培养操作指南
哎呀，说起这个悬滴法三维细胞培养，咱们得仔细点儿整，毕竟这活儿精细得很。
首先嘞，你得准备好个干净得跟镜子似的培养皿，还有那些个细胞悬液，浓度要调得刚刚好，稀了浓了都不得行。
接下来，就是技术活了。
拿根细长的吸管，手要稳，心要细，轻轻地把细胞悬液滴到培养皿的盖子上，注意哦，不是直接滴到皿里，是盖子上头，一滴一滴，均匀得很。
这滴子要悬在半空中，不能沾到边上的，这就叫悬滴，懂了吧？
滴好之后，赶紧把培养皿的盖子轻轻盖上，别让空气进去搅了局。
然后，放到那恒温恒湿的培养箱里头，温度、湿度都得调得巴巴适适的，让细胞娃娃们舒舒服服地长。
过个几天，你再去瞅一眼，嘿，那悬滴里的细胞，已经开始抱团取暖，长成个小球球了，三维结构就这么自然而然地出来了。
这时候，你就可以根据实验需要，进行下一步的操作了。
记得哦，整个过程中，无菌操作是关键，手别抖，心别急，慢慢来，悬滴法三维细胞培养，就是这么个讲究的活儿。
3D细胞培养在药物研发中的研究进展
3D细胞培养在药物研发中的研究进展新靶标的发现及发挥作用的分子与化合物的合成是药物研发的基础与重中之重，药代动力学和毒性效应是它们的作用机制。
技术的进步和学科之间的交叉渗透，使药物发现过程变得不那么繁琐反而更加简易。
生物信息学的发展使得药物在体内的代谢、作用及预后等方面可进行体外模拟，进而确定潜在的药物靶点成为可能。
应用生物信息学（结构建模）结合药物化学和细胞培养进行的体外药物检测已成为初期药物研发的主要方式，这种方法不仅有助于节省时间和成本，还有助于发现针对患者治疗的正误和有效与否。
近年，对三维细胞培养（three-dimensional cell culture，TDCC）技术最新进展的报道层出不穷，主要描述了该模型中癌细胞生长的不同物理特性和信号调控，癌细胞对药物的敏感性和如何使药物渗透至细胞，还报道了细胞对抗癌药物的敏感性受到基质性质和使用的细胞类型的影响。
业已证明，TDCC模型结合微阵列和生物信息学对于药物发现和筛选具有潜在的应用前景。
1 TDCC诱导的基因表达和药物效应候选药物在靶细胞中诱导的损伤程度是药物研发的价值体现，而安全性检测为副作用的发现提供了可能，是药物筛选的基础。
与单层细胞培养相比，TDCC 会诱导细胞基因和蛋白的差异表达，对识别新的药物靶标更具实际意义。
Li等对人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y进行了3D细胞培养，使用微阵列和RT-PCR分析了1766个基因的表达变化，发现不同基质特性诱导的TDCC可发生特征性变化，并强调了该研究可直接应用于药物剂量、代谢途径、药效等的检测，为个体化精准医疗提供最佳治疗结果。
另一项关于TDCC诱导的基因表达差异的综合研究是使用了对血管平滑肌细胞的9600个基因的微阵列分析。
显示在3D培养物（也称为球体）中超过77种与药物重新定位的相关基因发生过表达。
Peyton团队将TDCC技术引入平滑肌细胞的培养，结果显示TDCC中细胞外基质的力学特性可调节RhoA表达和活化，对细胞增殖具有显着影响，有助于改善抗增殖药物的使用。
细胞培养技术的新进展
细胞培养技术的新进展细胞培养技术在生物医学领域中占据着重要的位置，它可以帮助科学家们研究细胞的生长、分化和病理机制等，同时也能够为新药研发和组织工程等方面提供技术支持。
随着科技的不断进步，细胞培养技术也在不断地发展与创新。
本文将从不同的角度，探讨细胞培养技术的新进展。
一、三维细胞培养技术传统上，细胞培养是通过将细胞放置在平板上，让它们在二维平面上生长和繁殖。
然而，近年来，科学家们开始逐渐发现，三维环境才更真实地反映了人体内组织和细胞的生长和发育过程。
因此，三维培养技术应运而生。
它可以将细胞放置在材料的支架中，形成一种生物仿生环境。
这种环境可以更好地模拟人体生理环境，提高细胞的繁殖速度，并可以完成更多的细胞文化方案。
二、人工智能在细胞培养中的应用人工智能技术的迅速发展，为无菌细胞培养领域带来了一场变革。
使用人工智能技术来自动化监测和控制样品培养器的运行状态已成为最主要的应用之一。
人工智能技术的优势在于可以快速、准确地分析和存储生产和培养过程的数据，并根据实际需求和条件调整培养方案，提高生产效率，大大缩短培养周期，促进实验的顺利进行。
三、细胞基因编辑技术CRISPR/Cas9是细胞基因编辑领域中的最新技术之一。
它是一种高精度、高效率的基因编辑技术，可以在细胞基因组中准确、快速的编辑和更改基因，这对于探索基因及其功能，改善遗传疾病的治疗等方面有着重要意义。
相比于其他基因编辑技术，CRISPR/Cas9更容易实现，并且效率也更高。
当然，这项技术在细胞基因编辑方面还有许多挑战和未知领域，比如如何避免对非目标基因的影响，如何提高系统的可靠性等等。
四、多功能细胞培养板的研发植入人体的生物材料必须要符合特定的标准。
在过去，人们为生物材料的生产和加工付出了很多心血。
最近，一个功能强大的细胞培养板引起了广泛的关注。
这个细胞培养板除了提供细胞生长的环境外，还有一些其他特殊功能。
比如，它可以调节细胞间的连接，促进细胞与邻近组织之间的相互作用。
三维细胞培养技术及其在生物学中的应用
三维细胞培养技术及其在生物学中的应用细胞培养是现代生命科学研究中不可或缺的技术之一。
传统的细胞培养主要采用两维培养模式，即将细胞在培养皿的平面上生长。
然而，由于它无法模拟真实的生物环境，很难反映细胞在人体内的复杂行为和互动，因此近年来三维细胞培养技术应运而生。
本文将从三维细胞培养技术的发展、主要类型及其应用三个方面进行探讨。
一、三维细胞培养技术的发展三维细胞培养技术一般被定义为将细胞在三维环境中培养至形成复杂结构的过程。
第一次提出该技术的是著名的发育生物学家威尔伯·伯德温（Wilbur B. H. Beyers）在上世纪50年代。
他在研究组织形成的过程中发现，细胞在三维空间中受到的物理和化学刺激与在二维表面上不同，因此这种技术可以模拟真实的生物环境，有助于更好地研究细胞的特性和行为。
上世纪90年代以来，随着基因工程、组织工程、再生医学等新兴领域的不断涌现，三维细胞培养技术开始蓬勃发展。
其中最具代表性的技术是生物印迹法（bioprinting）和组织工程技术（tissue engineering）。
生物印迹法是一种将细胞、细胞培养基和生物材料按照特定的结构、比例和空间排列，通过打印机喷头喷射到培养皿或患者体内基质中，形成三维组织结构的先进技术。
组织工程技术则是利用多种生物材料和生物信号分子复合成三维结构，以替代血液、细胞或器官等特殊情况下的缺陷组织的方法。
二、主要类型目前，三维细胞培养技术主要包括生物印迹法、细胞自组装技术（cell self-assembly）、多孔载体法（porous scaffold）、胶原蛋白基底法（collagen-based substrates）等。
下面就几种典型的技术进行简要介绍。
1. 生物印迹法生物印迹法是利用打印机将含有细胞和生物材料的墨水喷印在基质上，逐层叠加形成特定的三维结构。
这种技术具有精度高、速度快、成本低等优点，可以被应用在各个领域，如组织再生、器官移植等。
3D细胞培养，你了解吗？
3D细胞培养，你了解吗？欲了解更多⾎清与细胞学资讯，请关注↑↑CellMax胎⽜⾎清微信号导读通过模仿体内环境的特性，并利⽤传统的细胞培养研究⼯具，三维细胞模型提供了独特的视⾓来观察⼲细胞的⾏为、组织器官和肿瘤的发展过程。
建⽴体外三维培养模型将有助于跨越⼆维细胞培养与动物实验之间的鸿沟，有利于加速癌症⽣物学和组织⼯程领域的转化研究。
体外3D模型的关键特性就是能够模拟体内特定的细胞⾏为，使得能够精确预测组织发育和形态形成、细胞分化、药物和毒性筛选试验中基因型和/或表型对化合物的反应。
⼀些更基础的3D模型还在不使⽤基质胶底物情况下悬浮培养细胞团。
但是，多数更复杂的3D细胞培养模型都会使⽤⽔凝胶基质或固态⽀架。
⼤量的材料和制造技术被⽤于开发具有不同物理和⽣物特性的⽀架，以满⾜体内不同类型细胞的需求。
展开剩余88%3D细胞培养的主要类型⽔凝胶固体⽀架磁⼒悬浮1⽔凝胶三维培养天然的细胞外基质来源的⽔凝胶最被⼴泛⽤于体外3D细胞培养应⽤。
⽔凝胶是由交联的多聚链或复杂的天然或合成蛋⽩分⼦组成的⽹络构成。
由于含⼤量⽔，⽔凝胶具有和天然组织⾮常相似的⽣物物理学特性，因⽽可以作为⾼效的3D细胞培养基质。
⽔凝胶可以单独或和其他技术（如固体⽀架、可通透⽀持物、细胞微阵列和微流体设备）联⽤。
在3D培养系统中⽔凝胶有多种使⽤⽅法：包括为固体⽀架在内的多种细胞培养表⾯做包被，也可以将细胞包裹或夹在基质中间。
⽔凝胶基质中细胞的形态、⽣长和功能取决于⽣物物理学和⽣物化学特性，以及如通透性和基质硬度在内的物理特性。
天然来源的细胞培养⽔凝胶通常由蛋⽩和ECM成分（如胶原、层纤连蛋⽩、纤维蛋⽩、透明质酸、壳聚糖等）构成。
由于来源于天然成分，存在多种有助于多种细胞存活、增殖、功能实现和发育的内源因⼦，这些凝胶本⾝具有⽣物兼容性和⽣物活性，有利于细胞功能的完成。
细胞外基质（ECM）具有多种重要功能。
⾸先，它能够提供复杂的纳⽶级的结构蛋⽩架构（如胶原、层纤连蛋⽩和纤连蛋⽩），构建细胞微环境中的机械特性。
生物科学中的三维细胞培养技术
生物科学中的三维细胞培养技术随着科学技术的不断发展和进步，生物中的三维细胞培养技术正在逐渐被广泛应用于生物学、医学、药理学等领域。
三维细胞培养技术是一种体外培养细胞的方法，用于模拟细胞在生物体内的三维环境，并探究其生理和病理过程的机制。
一、三维细胞培养技术的概述三维细胞培养技术是一种针对二维细胞培养的补充，它可以更加真实地再现细胞在活体中所处的三维环境。
一般情况下，三维细胞培养技术分为两种类型。
一种是“组织球”（spheroid）的培养，另一种则是“生物纳米技术”（bio-nanotechnology）。
组织球培养法是指直接在培养基中培养细胞，形成一定大小的细胞聚合物，被称为“组织球”，因而也常被称为“多小球体法”（multicellular spheroid method）或“细胞小球法”（cellular spheroid method）。
而生物纳米技术则是指通过生物成分的组装，构建出仿生环境。
生物体内主要由三种主要的细胞外基质成分组成：蛋白质、多糖和透明质酸。
在生物纳米技术中，这些生物成分被加工处理成结构性的生物材料，模拟出细胞周围的三维环境。
二、三维细胞培养技术的应用三维细胞培养技术已经被广泛应用于科研、医学、药理学等领域。
其主要的应用方向包括肿瘤研究、疾病治疗、药物筛选等。
1.肿瘤研究三维细胞培养技术被广泛应用于癌症研究。
多数癌症细胞在二维环境下生长的模型仅仅只能反映细胞的某些方面，不利于深入研究肿瘤的发生、发展和治疗。
而三维细胞培养模型则能在造血干细胞、肿瘤细胞的分化机制、肿瘤抗药性、肿瘤微环境、药物筛选等多个领域中作出更加贴近真实的模拟。
2.疾病治疗三维细胞培养技术在医学和疾病治疗方面的应用已经逐渐成熟。
例如，在器官细胞培养中，可将诱导后的干细胞转化为所需的细胞类型。
这些转化出来的细胞可以被用于疾病的治疗，例如：肝细胞、胰岛细胞、心肌细胞、神经细胞等等。
3.药物筛选最近几年，人们对三维细胞培养技术在药物筛选方面的应用越来越广泛。
三维细胞培养技术培训ppt课件
3 水凝胶三维细胞培养
试剂盒组分 ① BD Matrigel ② PBS缓冲液 ③ 细胞回收液
赛哲生物®水凝胶三维细胞培养系列试剂盒（#SZCE13001~#SZCE13010） 乳腺癌系列、胃癌系列、宫颈癌系列、肝癌系列、肺癌系列 分别用于胶上培养、胶内培养
3 水凝胶三维细胞培养
胶内培养
胶上培养
Байду номын сангаас
3 水凝胶三维细胞培养
细胞处理
药物刺激： 胶上层培养液中加入刺激药物
细胞转染： 胶上培养： ① 使用sagene 3D-HG（#SC1201） 三维培养专用转染试剂 ② 使用慢病毒or 腺病毒感染 胶内培养： 使用慢病毒or 腺病毒感染
3 水凝胶三维细胞培养
细胞的回收
细胞回收液（cell recovery solution）：不含酶，能够解聚matrigel 1-2ml 细 胞 回 收 液 ， 轻 轻 刮 起 含 有 细 胞 的 凝 胶 （ 禁 止 吹 吸 ） ， 转 入
水凝胶三维细胞培养
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1 什么是三维细胞培养
——Kenneth M. Yamada, and Edna Cukierman. Modeling Tissue Morphogenesis and Cancer in 3D. [J]cell. 130, 601-610.
2 如何实现三维细胞培养
水凝胶三维培养：
将细胞培植在一定的细胞外基质中 , 细胞外基质（extracellularmatrix, ECM ）蛋白充当生长支架。
三维细胞培养简介
3 三维细胞培养技术的亮点
① 三维培养体系为细胞提供类似体内生长环境 的支架或基质，细胞通过紧密连接和/或缝隙连接等 连接方式建立细胞间及细胞与胞外基质间的联系， 形成一定的三维结构； ② 三维培养细胞在基因表达、基质分泌及细胞 功能活动等方面与单层培养均有明显差异，而与体 内细胞生长情况更为相似；因此，三维细胞培养既 能保留体内细胞微环境的物质结构基础，又能体现 细胞培养的直观性及条件可控制性，把体外无细胞 及单层细胞培养体系与组织器官及整体研究联系起 来。
6三维细胞培养技术的发展前景
近年来,三维细胞培养作为一项新兴的细胞培 养技术,其与二维细胞培养中细胞的平面生长 相比,最大的优势在于提供了一个三维的立体 微环境,细胞在这个微环境中完成增殖、分化、 运动、凋亡等等一系列过程,很大程度上模拟 了人体微环境中的细胞状态,因而具有极大的 可开发性。
尤其是在抗肿瘤研究领域,模拟肿瘤微环境,关 注肿瘤细胞外基质在肿瘤发生发展过程中的 作用成为了一个热点话题。三维细胞培养技 术,恰恰为肿瘤细胞的生长提供了与人体相一 致的微环境,因而在为抗肿瘤治疗寻找新靶点 等方面具有不可替代的价值,值得进一步的开 发和利用。但是必须承认,目前的三维培养技 术仍然有待发展,一方面其成本仍较高,另一方 面由于培养条件尚处于亚最佳状态,细胞的生 存能力和分化程度有限,与真实人体尚存在差 异,所以如何通过技术上的继续完善使培养条 件尽可能地模拟体内,是摆在研究人员面前的 重要任务。
[3]王铭洁,蔡文杰,姚泰,朱依纯.血管内皮细胞和心脏组织块的立体培养[J].生理学 报,2005,57(2):259一269.
[4]吴亚妹.体外三维培养条件下肝癌细胞侵袭、转移的实验研究 [J]. [5]杨志林,徐如祥.三维细胞培养在肿瘤研究中的进展[J].国外医学肿瘤学分
3D细胞培养.pptx
本文利用 Liquid Overlay 的制备方法，以乳腺癌细胞 MDA-MB-231 和 MCF-7 为模 型制备 3D 多细胞肿瘤球并采用倒置显微镜、激光共聚焦显微镜和环境扫描电镜 对其进行详细表征。
5.若要采用 3D 多细胞肿瘤球进行药物试验，在培养 7 天后，用移液器取出孔内 的 100 μL 培养基，加入 100 μL 给药溶液，然后置于培养箱内培养并定期采用 倒置显微镜观察肿瘤球的生长状况（图 2）。 5 3D 多细胞肿瘤球的表征
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书山有 路 1.倒置显微镜观察 3D 多细胞肿瘤球形态：直接将 96 孔板置于倒置显微镜下观 察即可。 2.激光共聚焦显微镜观察：用移液器小心取出孔内的肿瘤球，用 PBS 清洗 3 遍 后，采用 4%多聚甲醛固定，并用 Hoechst 33258 对细胞核进行染色，PBS 清洗 3 遍后在激光共聚焦显微镜下观察（图 3）。
书山有 路
3D 多细胞肿瘤球的培养
原创 2017-04-20 医生科研助手
3D 多细胞肿瘤球是在体外应用组织培养方法使肿瘤细胞以多细胞集聚 体的形式生长成为具有三维结构的球体。 与传统的 2D 贴壁细胞培养模型相比，3D 多细胞肿瘤球可以通过模拟三维细胞网 络、细胞与基质、细胞与细胞之间的相互作用，从而更加贴近肿瘤组织中相应的 病理生理特征。 因此，3D 多细胞肿瘤球培养模型已经逐渐应用于干细胞培养和分化、癌症研究、 药物和毒性筛选及组织工程等特定应用中。
注意：由于琼脂糖溶液在室温时会凝固，因此从灭菌锅内取出琼脂糖溶液后一定 要快速转移至超净台内并迅速加入至 96 孔板中。
3d细胞球培养方法
3d细胞球培养方法## 3D Cell Spheroid Culture Methods.In 3D cell spheroid culture, cells are cultured in a three-dimensional environment that more closely mimics the in vivo microenvironment. This is in contrast totraditional 2D cell culture, where cells are grown on a flat surface. 3D cell spheroids can be used to study a variety of cellular processes, including cell-cell interactions, cell migration, and cell differentiation.There are a number of different methods for generating 3D cell spheroids. One common method is the hanging drop method. In this method, cells are suspended in a culture medium and then placed in a hanging drop on the lid of a petri dish. The drops are allowed to incubate for a period of time, during which the cells will aggregate and form spheroids.Another method for generating 3D cell spheroids is thespinner flask method. In this method, cells are suspendedin a culture medium and then placed in a spinner flask. The flask is rotated at a speed that is sufficient to keep the cells in suspension, but not so fast that the cells are damaged. The cells will aggregate and form spheroids over time.Once 3D cell spheroids have been generated, they can be cultured in a variety of ways. One common method is to culture the spheroids in suspension. In this method, the spheroids are maintained in a culture medium that is agitated to keep them in suspension. Another method is to culture the spheroids on a surface. In this method, the spheroids are attached to a substrate, such as a petri dish or a microcarrier.3D cell spheroid culture has a number of advantages over traditional 2D cell culture. First, 3D cell spheroids more closely mimic the in vivo microenvironment. This is important because the microenvironment can have a significant impact on cell behavior. Second, 3D cell spheroids allow for the study of cell-cell interactions. In2D culture, cells are only able to interact with cells that are directly adjacent to them. In 3D culture, cells are able to interact with cells from all sides. Third, 3D cell spheroids can be used to study cell migration. In 2D culture, cells can only migrate on a flat surface. In 3D culture, cells can migrate in all directions. Finally, 3D cell spheroids can be used to study cell differentiation. In 2D culture, cells are often unable to differentiate into mature cell types. In 3D culture, cells are more likely to differentiate into mature cell types.3D cell spheroid culture is a powerful tool for studying cell biology. This method can be used to study a variety of cellular processes, including cell-cell interactions, cell migration, and cell differentiation. 3D cell spheroid culture is also a promising tool for drug discovery and regenerative medicine.## 3D 细胞球培养方法。
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背景资料
体外建立适合细胞和组织生长的生理微环境对 医学研究至关重要，而传统的单层平面培养的细 胞无论是在形态，结构和功能方面都与在体内自 然生长的细胞相去甚远，由于无基质支持，细胞 仅能贴壁生长，从而失去其原有的形态特征及生 长分化能力。
三维细胞培养技术以其能为细胞和组织创 造一个均衡获取营养物质、进行气体交换 和废物排出的理想生理场所，又易于形成 具有合理形态和生理功能的组织器官等特 点。
对神经再生的研究： Controlled surface morphology and hydrophilicity of polycaprolactone toward selective differentiation of mesenchymal stem cells to neural like cells
Bottom-up 方法
fibronectin(FN) 纤维蛋白 gelatin (G) 明胶 layer-by-layer (LbL)
三维细胞培养技术及应用
干细胞分化、生长 骨髓间充质干细胞又称为骨髓基质干细胞，为
造血干细胞的生长、分化及自我更新提供重要的 微环境，具有多向分化潜能。能分化为造血实质 细胞和基质细胞，以及肌肉细胞、脂肪细胞、骨 细胞、软骨细胞等各种类型细胞。
器官与组织修复
• 肝脏修复：利用具有独立中空纤维膜系统的三维 多室生物反应器，培养人原代肝实质和非实质细 胞。结果显示所培养的实质细胞团块内可见复杂 的胆管网络和祖细胞样的细胞集落，并检测到血 管样结节部位的分裂细胞中含肝细胞生长因子， 为临床上体外培养肝细胞，用于肝脏移植提供依 据。
• 心脏的修复：采用微米和纳米级的三维细胞培养 系统培养心肌干细胞，观察到心肌干细胞在i维灌 流培养系统中粘附、增殖的潜伏期显著高于二维 静止培养，提示三维细胞培养技术为心肌细胞的 再生，以及心脏疾病的治疗提供了有效物载体 、药物毒理、药物筛选、肿瘤治疗等方面 的研究。
两种方法
Top-down 方法
可生物降解的支架材料和水凝胶由生物可降解聚 合物组成，例如聚（乳酸），聚（乙醇酸）。
细胞封装在支架能积极成长并聚集。虽然它们的 生长速率可以通过培养基中的生长因子控制，但 是三维设计的 组织具有精确控制的细胞类型，但 是目前 细胞 - 细胞相互作用的机理尚未明确。这 些纳米纤维支架可以向暂定单元格对齐方式或粘 连因 形态，但它难以保持这些效果，因为 纳米纤 维完全覆盖培养的细胞和表达 的ECM的细胞。因 此，使用可生物降解基质如凝胶或纤维支架的常 规做法有若干限制。
血管组织再生
血管组织再生需要细胞、细胞外基质和信号系 统共同参与完成。三维细胞培养技术可使细胞呈 立体生长。更接近于体内生长模式，为血管生长 模拟了类似于体内的三维空间．并在生长因子的 作用下诱导细胞发生出芽、增生、迁移或分化等 一系列变化，对于评估各种影响因素对血管生成 更具有实际应用价值。
优势
提供类似体内生长环境的支架或基质， 建立细胞间及细胞与胞外基质间的联系
促进细胞近似于体内的基因表达、基质分泌 及细胞功能活动，形成一定的三维结构
因不同的方式提供给细胞最适宜的生长环境， 形成以下几种培养方式:
皮氏培 养瓶
灌注 小室
搅拌式生物 反应器
中空纤 维生物 反应器
微重力旋转生 物反应器
• 骨组织的修复：用光敏感脂质体．藻酸盐凝胶对 骨源细胞进行三维固化培养，观察到细胞被较好 地定位于凝胶中。并保持良好的活力．显示该三 维固化方法可促进骨源细胞在理想位置的生长， 利于骨组织工程支架和人工骨组织的研究。
在神经科的应用
对机理的研究： A three-dimensional human neural cell culture model of Alzheimer's disease.