三維細胞培養(yǎng)技術(shù).ppt

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三維細胞培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用 背景資料 體外建立適合細胞和組織生長的生理微環(huán)境對醫(yī)學研究至關(guān)重要 而傳統(tǒng)的單層平面培養(yǎng)的細胞無論是在形態(tài) 結(jié)構(gòu)和功能方面都與在體內(nèi)自然生長的細胞相去甚遠 由于無基質(zhì)支持 細胞僅能貼壁生長 從而失去其原有的形態(tài)特征及生長分化能力 三維細胞培養(yǎng)技術(shù)以其能為細胞和組織創(chuàng)造一個均衡獲取營養(yǎng)物質(zhì) 進行氣體交換和廢物排出的理想生理場所 又易于形成具有合理形態(tài)和生理功能的組織器官等特點 優(yōu)勢 因不同的方式提供給細胞最適宜的生長環(huán)境 形成以下幾種培養(yǎng)方式 皮氏培養(yǎng)瓶 攪拌式生物反應(yīng)器 中空纖維生物反應(yīng)器 灌注小室 微重力旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器 三維細胞培養(yǎng)技術(shù)也常被應(yīng)用于藥物載體 藥物毒理 藥物篩選 腫瘤治療等方面的研究 兩種方法 Top down方法 可生物降解的支架材料和水凝膠由生物可降解聚合物組成 例如聚 乳酸 聚 乙醇酸 細胞封裝在支架能積極成長并聚集 雖然它們的生長速率可以通過培養(yǎng)基中的生長因子控制 但是三維設(shè)計的組織具有精確控制的細胞類型 但是目前細胞 細胞相互作用的機理尚未明確 這些納米纖維支架可以向暫定單元格對齊方式或粘連因形態(tài) 但它難以保持這些效果 因為納米纖維完全覆蓋培養(yǎng)的細胞和表達的ECM的細胞 因此 使用可生物降解基質(zhì)如凝膠或纖維支架的常規(guī)做法有若干限制 Bottom up方法 fibronectin FN 纖維蛋白gelatin G 明膠layer by layer LbL 三維細胞培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用 干細胞分化 生長骨髓間充質(zhì)干細胞又稱為骨髓基質(zhì)干細胞 為造血干細胞的生長 分化及自我更新提供重要的微環(huán)境 具有多向分化潛能 能分化為造血實質(zhì)細胞和基質(zhì)細胞 以及肌肉細胞 脂肪細胞 骨細胞 軟骨細胞等各種類型細胞 血管組織再生血管組織再生需要細胞 細胞外基質(zhì)和信號系統(tǒng)共同參與完成 三維細胞培養(yǎng)技術(shù)可使細胞呈立體生長 更接近于體內(nèi)生長模式 為血管生長模擬了類似于體內(nèi)的三維空間 并在生長因子的作用下誘導細胞發(fā)生出芽 增生 遷移或分化等一系列變化 對于評估各種影響因素對血管生成更具有實際應(yīng)用價值 器官與組織修復肝臟修復 利用具有獨立中空纖維膜系統(tǒng)的三維多室生物反應(yīng)器 培養(yǎng)人原代肝實質(zhì)和非實質(zhì)細胞 結(jié)果顯示所培養(yǎng)的實質(zhì)細胞團塊內(nèi)可見復雜的膽管網(wǎng)絡(luò)和祖細胞樣的細胞集落 并檢測到血管樣結(jié)節(jié)部位的分裂細胞中含肝細胞生長因子 為臨床上體外培養(yǎng)肝細胞 用于肝臟移植提供依據(jù) 心臟的修復 采用微米和納米級的三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)心肌干細胞 觀察到心肌干細胞在i維灌流培養(yǎng)系統(tǒng)中粘附 增殖的潛伏期顯著高于二維靜止培養(yǎng) 提示三維細胞培養(yǎng)技術(shù)為心肌細胞的再生 以及心臟疾病的治療提供了有效的途徑 骨組織的修復 用光敏感脂質(zhì)體 藻酸鹽凝膠對骨源細胞進行三維固化培養(yǎng) 觀察到細胞被較好地定位于凝膠中 并保持良好的活力 顯示該三維固化方法可促進骨源細胞在理想位置的生長 利于骨組織工程支架和人工骨組織的研究 在神經(jīng)科的應(yīng)用 對機理的研究 Athree dimensionalhumanneuralcellculturemodelofAlzheimer sdisease 對神經(jīng)再生的研究 Controlledsurfacemorphologyandhydrophilicityofpolycaprolactonetowardselectivedifferentiationofmesenchymalstemcellstoneurallikecells 謝謝