三维细胞培养材料

三维细胞培养材料（materials for 3D cell culture），工学-材料科学与工程-高分子材料-功能高分子材料，为各类细胞在体外提供三维立体培养所需的生物材料。三维细胞培养是在体外模拟体内组织中一种或多种细胞立体生长、交互的培养方式，与基于平板细胞培养皿的传统二维细胞培养相比可提供更加接近体内组织中真实细胞生长和相互作用的微环境。作为模拟天然组织中细胞外基质的生物材料是三维细胞培养系统的重要组成部分，为细胞黏附、生长、迁移和相互作用提供了立体支架。对组织工程、基于三维体外模型的病理研究和药物筛选等下游应用均十分重要。三维细胞培养材料按照外观形态可分为多孔支架和水凝胶两大类。多孔支架通常采用冷冻干燥、制孔剂、3D打印等方式产生几十微米到几百微米的孔洞，形成各向异性的类似蜂窝状或编织网的立体支架。细胞（通常直径在10微米左右）可种植到立体的孔洞中进行培养。水凝胶材料是富含水分、均质性的果冻状材料，细胞通常先与亲水性水凝胶预聚物溶液混合后再通过物理或化学方法进行交联，形成镶嵌有细胞的高分子网状聚合物。三维细胞培养材料按照化学成分可分为天然材料、合成材料和两者的混合材料。