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