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告別 2D 扁平培養(yǎng)!微重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng),讓實(shí)驗(yàn)更貼近體內(nèi)真相
微重力三維培養(yǎng),核心是模擬微重力(10?3g 級(jí))+ 低剪切力,讓細(xì)胞自發(fā)聚集成三維球 / 類器官,更貼近體內(nèi)生理狀態(tài),用于腫瘤、干細(xì)胞、藥物研發(fā)等。
一、核心原理
主流方案:RWV 旋轉(zhuǎn)壁容器、RPM 隨機(jī)定位儀、雙軸回轉(zhuǎn)裝置,靠旋轉(zhuǎn)抵消重力沉降,讓細(xì)胞持續(xù)懸浮、自由落體,平均重力矢量趨近零。
關(guān)鍵優(yōu)勢(shì):低剪切力(≈0.01Pa),避免機(jī)械損傷,保障細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)與物質(zhì)交換,利于形成異質(zhì)性結(jié)構(gòu)。
二、核心優(yōu)勢(shì)
更真實(shí)的 3D 結(jié)構(gòu):形成腫瘤球、類器官,還原核心壞死 / 增殖邊緣 / 血管化區(qū),保留細(xì)胞異質(zhì)性。
更準(zhǔn)的生物學(xué)表型:細(xì)胞 - 細(xì)胞 / 基質(zhì)互作、信號(hào)通路、耐藥性與體內(nèi)更一致,藥物篩選數(shù)據(jù)更可靠。
更低損傷:低剪切力設(shè)計(jì),適合干細(xì)胞、類器官等脆弱細(xì)胞長期培養(yǎng)。
更高通量:支持多組學(xué)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與高通量藥物篩選,加速實(shí)驗(yàn)周期。
三、主流技術(shù)方案
| 技術(shù) | 原理 | 優(yōu)勢(shì) | 局限 |
|---|---|---|---|
| RWV 旋轉(zhuǎn)壁容器 | 水平旋轉(zhuǎn)抵消重力,細(xì)胞自由懸浮 | 結(jié)構(gòu)成熟,低剪切,易操作 | 轉(zhuǎn)速 / 容器半徑需精準(zhǔn)匹配 |
| RPM 隨機(jī)定位儀 | 三軸隨機(jī)旋轉(zhuǎn),重力矢量隨機(jī)化 | 模擬更均勻,適合長期培養(yǎng) | 設(shè)備成本高,需專業(yè)維護(hù) |
| 雙軸回轉(zhuǎn)裝置 | 兩軸聯(lián)動(dòng)分散重力,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) | 兼顧微重力 / 超重力,參數(shù)可控 | 體積較大,培養(yǎng)規(guī)模有限 |
| 磁懸浮 | 磁性標(biāo)記細(xì)胞,磁場(chǎng)懸浮 | 無機(jī)械接觸,剪切力極低 | 需特殊標(biāo)記,適用細(xì)胞有限 |
四、典型應(yīng)用場(chǎng)景
腫瘤研究:構(gòu)建腫瘤球 / 類器官,模擬免疫逃逸、血管生成,用于腫瘤微環(huán)境與耐藥性研究。
干細(xì)胞 / 再生醫(yī)學(xué):提升分化效率,構(gòu)建心肌、肝臟等類器官,助力組織工程與再生研究。
藥物研發(fā):高通量篩選與藥效評(píng)估,降低臨床前 / 臨床差異,減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成本。
空間生物學(xué):模擬太空微重力,研究重力對(duì)細(xì)胞骨架、基因表達(dá)的影響,服務(wù)航天醫(yī)學(xué)。
五、北京科譽(yù)興業(yè)產(chǎn)品亮點(diǎn)
自研微重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng),支持微重力(10?3g)與超重力(2-3g) 雙向模擬。
雙軸旋轉(zhuǎn) + 實(shí)時(shí)重力監(jiān)測(cè),精準(zhǔn)控環(huán)境,適配腫瘤、干細(xì)胞、類器官等多領(lǐng)域。
低剪切力 + 高效氣體交換,細(xì)胞成活率與 3D 結(jié)構(gòu)形成率顯著提升。
六、關(guān)鍵操作要點(diǎn)
細(xì)胞接種:密度 1×10?-1×10? cells/mL,無氣泡,避免剪切損傷。
轉(zhuǎn)速控制:初始 5-10 rpm,細(xì)胞聚團(tuán)后調(diào)至 10-20 rpm,維持懸浮不沉降。
培養(yǎng)基與氣體:優(yōu)選無血清 / 低血清,按需補(bǔ)加生長因子;O? 5%-21%,CO? 5%,37℃恒溫。
監(jiān)測(cè)與質(zhì)控:定期鏡檢形態(tài),檢測(cè)活力 / 凋亡 / 標(biāo)志物,結(jié)合成像與多組學(xué)分析。
七、常見問題與解決
細(xì)胞聚團(tuán)不均:調(diào)整接種密度、轉(zhuǎn)速或添加促聚集因子(如基質(zhì)膠)。
細(xì)胞凋亡增加:降低剪切力、優(yōu)化培養(yǎng)基成分,或縮短培養(yǎng)周期。
球徑過大 / 壞死:控制接種量,定期換液,或采用動(dòng)態(tài)灌注系統(tǒng)。



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