德國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了在三維結(jié)構(gòu)中培養(yǎng)細(xì)胞

據(jù)德國(guó)卡斯魯爾技術(shù)學(xué)院（KIT）網(wǎng)報(bào)導(dǎo)，其下屬功能納米結(jié)構(gòu)研究中心以三維結(jié)構(gòu)培養(yǎng)目標(biāo)細(xì)胞獲得成功。有意思的是，科研人員在支架上給目標(biāo)細(xì)胞提供了微米細(xì)小的“把手”，以便細(xì)胞粘附，而細(xì)胞只能粘附于這些“把手”，在支架的其余部位則不行。如此德國(guó)科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了在三維結(jié)構(gòu)中對(duì)細(xì)胞附著與細(xì)胞形態(tài)的精確把控，Mastmeyer教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)也因此在生物材料工程領(lǐng)域里向前邁進(jìn)了一大步。

迄今為止，在立體環(huán)境中培養(yǎng)細(xì)胞的嘗試已有不少，其支架建造大多采用瓊脂糖、膠原纖維或是基底膜。它們模擬三維現(xiàn)狀的靈活性，以便進(jìn)行比利用“二維培養(yǎng)皿”更貼近現(xiàn)實(shí)的試驗(yàn)。但是所有這些方法有一個(gè)共同點(diǎn)，即它們的組合是非均一的，孔徑大小具有偶然性，因而在結(jié)構(gòu)與生化方面性能欠佳。

Mastmeyer教授科研團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是，為細(xì)胞的培養(yǎng)，研發(fā)有明確定義的三維生長(zhǎng)基板。細(xì)胞在其中不是偶然、而是僅在一定的位置附著，如此可以利用其對(duì)外部幾何形狀環(huán)境的依賴，對(duì)細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞體積、細(xì)胞內(nèi)力量發(fā)展或是細(xì)胞分化等參數(shù)做系統(tǒng)規(guī)定。這個(gè)成果為今后有目的地培養(yǎng)生物組織——如再生醫(yī)學(xué)所需要的那樣——而較大規(guī)模地制造三維培養(yǎng)環(huán)境非常有用。

此目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)是借助了一個(gè)特殊的聚合物支架，支架本身由帶有小方形“手柄”的抗蛋白聚合物組成，“手柄”采用一種蛋白質(zhì)連接材料。建造此支架依靠的是Mastmeyer等教授研發(fā)的“激光直接寫(xiě)入法”。通過(guò)這項(xiàng)基礎(chǔ)研究，KIT研究人員首次制造出合適的材料，可在三維狀態(tài)下控制并操縱單個(gè)細(xì)胞的生長(zhǎng)。