干細(xì)胞是指具有無限分裂增長能力,可以進(jìn)行自我更新,并能在不同誘導(dǎo)條件下,分化成不同類型的細(xì)胞的一種特殊生物細(xì)胞。比如我們常見的骨髓干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞,廣泛應(yīng)用于免疫系統(tǒng)疾病治療,內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病治療等。細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中利用生物反應(yīng)器進(jìn)行干細(xì)胞的體外培養(yǎng),使干細(xì)胞大量增殖量產(chǎn),已成為3D干細(xì)胞擴(kuò)培的主流手段。
一、干細(xì)胞的培養(yǎng)方法
干細(xì)胞的培養(yǎng)方法主要有兩種,一種是2D培養(yǎng),另一種是3D立體培養(yǎng)。
2D培養(yǎng)多采用貼壁培養(yǎng)技術(shù),在培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿等容器中加入細(xì)胞生長所必須的營養(yǎng)物質(zhì),在特定的培養(yǎng)環(huán)境下,細(xì)胞貼附于培養(yǎng)器皿壁上,分裂生長,形成致密的細(xì)胞層的細(xì)胞培養(yǎng)方式。由于這種培養(yǎng)只在平面進(jìn)行增殖生長所以也成為2D 培養(yǎng)。
細(xì)胞的2D培養(yǎng)技術(shù)簡單,對(duì)于培養(yǎng)液的更換也相對(duì)容易,不需要完整的過濾系統(tǒng)所以 適用于較多大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞。但是它的缺點(diǎn)是:細(xì)胞的擴(kuò)大培養(yǎng)較難,投資大,且不能及時(shí)有效地監(jiān)測細(xì)胞生長狀態(tài)和細(xì)胞生長環(huán)境。
為了實(shí)現(xiàn)細(xì)胞規(guī);瘮U(kuò)增,半個(gè)世紀(jì)以來,生命科學(xué)領(lǐng)域逐漸使用新型的生物反應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的規(guī)模擴(kuò)增,比如采用微載體生物反應(yīng)器來擴(kuò)增培養(yǎng)CHO細(xì)胞、成肌細(xì)胞等。利用懸浮細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器進(jìn)行昆蟲細(xì)胞,紅細(xì)胞的規(guī);瘮U(kuò)增等。