三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)使用天然或合成材料(如膠原蛋白、Matrigel基質(zhì)膠、聚乳酸等)制備三維支架，模擬體內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的物理和生化特性；將細(xì)胞懸液接種至三維支架中，細(xì)胞通過自身相互作用或支架引導(dǎo)形成多細(xì)胞聚集體(如球狀體)，模擬體內(nèi)組織形態(tài)；通過旋轉(zhuǎn)燒瓶、微流體控系統(tǒng)等動(dòng)態(tài)培養(yǎng)技術(shù)，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、氧氣和代謝廢物的均勻分布，避免靜態(tài)培養(yǎng)中的梯度差異；在培養(yǎng)基中添加生長(zhǎng)因子、激素等，模擬體內(nèi)微環(huán)境的生化信號(hào)，調(diào)控細(xì)胞增殖、分化和遷移。
 

　　三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：
 

　　1.生理相關(guān)性更高
 

　　-模擬真實(shí)環(huán)境：三維結(jié)構(gòu)更接近體內(nèi)組織形態(tài)，支持細(xì)胞間、細(xì)胞-基質(zhì)間的復(fù)雜相互作用，使細(xì)胞功能(如藥物代謝、基因表達(dá))更貼近真實(shí)生理狀態(tài)。
 

　　-疾病模型優(yōu)化：可重建腫瘤微環(huán)境(如血管生成、侵襲機(jī)制)，為癌癥研究提供可靠模型；還能模擬多細(xì)胞組織的機(jī)械特性(如彈性、硬度)。
 

　　2.細(xì)胞形態(tài)與功能穩(wěn)定
 

　　-維持立體結(jié)構(gòu)：細(xì)胞在三維環(huán)境中形成球形、管狀或片狀結(jié)構(gòu)，避免二維培養(yǎng)中因鋪展導(dǎo)致的形態(tài)畸變，更好保留細(xì)胞極性、頂端-基底極性等特征。
 

　　-功能表達(dá)增強(qiáng)：例如肝細(xì)胞在三維培養(yǎng)中分泌白蛋白的能力明顯高于二維培養(yǎng)。
 

　　3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確可靠
 

　　-減少離體偏差：三維培養(yǎng)的細(xì)胞對(duì)藥物、毒物的響應(yīng)更接近體內(nèi)反應(yīng)，降低傳統(tǒng)二維模型的假陽性/陰性率，提高藥物篩選效率。
 

　　-支持長(zhǎng)期培養(yǎng)：動(dòng)態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)改善營(yíng)養(yǎng)和氧氣供應(yīng)，延長(zhǎng)細(xì)胞存活時(shí)間，適用于組織工程和慢性病研究。
 

　　4.應(yīng)用范圍廣泛
 

　　-干細(xì)胞研究：促進(jìn)干細(xì)胞定向分化(如胚胎干細(xì)胞分化為器官組織)，用于再生醫(yī)學(xué)。
 

　　-藥物開發(fā)：評(píng)估藥物滲透性、療效及毒性，尤其適用于抗癌藥、抗生素等研究。
 

　　-組織工程：結(jié)合生物打印技術(shù)，構(gòu)建皮膚、骨骼、血管等仿生組織。