由于3D模型可以更準確地模擬真實組織或腫瘤中的細胞行為，在癌癥研究等許多研究領域，對3D模型的研究興趣正在不斷增加。構建3D細胞培養(yǎng)模型比建立2D模型更具有挑戰(zhàn)性，通常需要試驗多種基質和技術，才能獲得最佳結果。

研究概況

本研究重點放在利用微絲組裝來模擬體內環(huán)境中的細胞外基質，以創(chuàng)建用于生物醫(yī)學應用的功能性組織，目前正在開發(fā)一種體外乳腺癌模型，用于評估候選藥物并作為生物醫(yī)學研究的創(chuàng)新系統(tǒng)。

Q  與其他 3D 基質相比，Biosilk™ 的主要優(yōu)勢是什么？

Biosilk™ 的主要優(yōu)勢在于細胞具有高度增殖性，對比封裝于水凝膠中的細胞，可更有效地進行擴散。此外，Biosilk™ 可用于獲得各種不同的支架，例如泡沫、膜和纖維。這些支架也可以相互組合，從而創(chuàng)建共培養(yǎng)系統(tǒng)。

初步研究結果表明，與2D培養(yǎng)相比，在3D Biosilk™ 中培養(yǎng)的相同類型細胞表現(xiàn)出更高的侵襲性標記。

Q  96孔板形式的 3D Biosilk™ 乳腺癌模型的詳細描述


圖1：3D Biosilk™ 乳腺癌模型。

目標是獲得3D模型，其中乳腺癌細胞生長嵌入Biosilk™ 泡沫。每個泡沫（厚度約130 μm，直徑約700 μm) 培養(yǎng)在96孔板的孔中作為浮動3D構建體培養(yǎng)（見圖1）。將Biosilk™ 泡沫培養(yǎng)一周，用于藥物試驗、增殖分析、基因表達水平測量和免疫熒光（見圖 2）。
 

圖2：用Biosilk™ 制備乳腺癌3D模型的工作流程概述型。

目前，這一方法的主要局限是通量低，造成這一問題的原因在于創(chuàng)建每個泡沫需要：A. 使用單通道手動移液器（賽多利斯Mline® 移液器）；B. 創(chuàng)建在聚四氟乙烯（Teflon）表面上，然后分離 Biosilk™ 泡沫，并轉移至96孔板。

目前，我們正在優(yōu)化發(fā)泡方案以實現(xiàn)高通量。在該研究方向上，我正在將3D Biosilk™ 浮動形式與“半3D形式”進行比較，后者是指將泡沫直接超低附著于96孔板，并保持附著在底部。請參閱表 1 中有關增加通量的詳細工作流程。這種格式也可與使用多通道電動移液器（例如賽多利斯Picus® Nxt 移液器）添加的細胞培養(yǎng)基兼容。下一步，我們將評估使用8通道Tacta® 移液器在半3D形式中直接將泡沫附著于96孔板；這似乎是非常有潛力的一種選擇，既可以增加通量，又可滿足我們快速混合的需求。

Q  您測試賽多利斯Picus® Nxt 電動移液器的主要動機是什么？

主要原因是嘗試采用一種新的、更高通量的方案，形成3DBiosilk™ 泡沫。與之前的方案相比，新方案的重要變化表現(xiàn)為：（1)使用Picus® Nxt 移液器（8通道，5–120μL）同時對8個。Biosilk™ 泡沫進行發(fā)泡處理；（2)發(fā)泡操作直接在96孔板中完成。

Q  您在使用賽多利斯Picus® Nxt 電動移液器時是否遇到任何問題或困難？

移液器速度可能稍微有點低，無法產(chǎn)生類似于手動控制移液器所獲得的泡沫。這樣一來，3D結構中的氣泡更大，從而導致最終的Biosilk™ 泡沫整體穩(wěn)定性較差。Picus® Nxt 移液器的增加速度選項設置可使得產(chǎn)生的氣泡更小，由此使Biosilk™ 泡沫更穩(wěn)定。
 

賽多利斯Picus® Nxt 移液器
 
Q  您對賽多利斯Picus® Nxt 電動移液器有何看法？


Picus® Nxt 移液器編程直觀，最重要的是，它在3D Biosilk™ 泡沫產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)方面顯示出了巨大潛力。目前，Biosilk™ 泡沫的手動起泡大約需要15秒。而一支8通道移液器將使我們的速度提高八倍。這將提高細胞存活率和操作員的人體工程學條件。

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