三維細胞培養(yǎng)系統以其新的、方便的，類體內細胞環(huán)境的特點得到了越來越多的應用。三維細胞培養(yǎng)是指在包含三維結構的微器件內培養(yǎng)細胞，從而對組織和器官特定微結構進行模擬的一種細胞培養(yǎng)方式。
三維細胞培養(yǎng)系統是指在人工環(huán)境中培養(yǎng)細胞，從而來研究細胞對環(huán)境的反應行為。目前細胞培養(yǎng)方式有很多，我們一般會根據培養(yǎng)細胞的特性和應用不同來選擇適合的細胞培養(yǎng)方式。
在發(fā)育生物學領域，迫切需要建立一套細胞培養(yǎng)技術，既能生長傳代，還能大程度地維持體內性狀，并分化產生新的組織結構，以便研究發(fā)育過程。隨著組織工程的新興發(fā)展，三維細胞培養(yǎng)技術就應運而生了。
傳統的二維細胞培養(yǎng)不僅被用于在體外研究不同類型的細胞，而且還用于進行藥物篩選和測試。通常，這種二維的單層系統提供了一種培養(yǎng)基來喂養(yǎng)不斷增長的細胞群，從而使得細胞在聚酯或玻璃平面上生長。過去的很多生物學突破都要歸功于二維細胞培養(yǎng)。
在很多情況下，單層細胞培養(yǎng)技術所取到的研究結果和體內的情況不符合，因為細胞在體外改變的環(huán)境下增生，逐漸喪失了原有的性狀。動物實驗在體內進行，但由于體內的多種因素制約以及體內和外界環(huán)境相互影響而變得復雜化，難以研究單一過程。
然而，二維的細胞培養(yǎng)模型比較簡單，并且這種模型不能準確描述和模擬在體內觀察到的豐富的環(huán)境和復雜的過程，如細胞信號轉導、化學梯度或空間結構變化等。
因此，用2D細胞培養(yǎng)方法收集的數據可能對其體內應用預測具有誤導性。這就是為什么科學家們一直致力于三維仿生細胞培養(yǎng)，這項技術能夠更準確地模擬細胞在體內成長的實際微環(huán)境。
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