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疾病治療,內分泌系統疾病治療等。細胞培養技術中利用生物反應器進行干細胞的體外培養,使干細胞大量增殖量產,已成為3D干細胞擴培的主流手段。
一、干細胞的培養方法
干細胞的培養方法主要有兩種,一種是2D培養,另一種是3D立體培養。
2D培養多采用貼壁培養技術,在培養瓶或培養皿等容器中加入細胞生長所必須的營養物質,在特定的培養環境下,細胞貼附于培養器皿壁上,分裂生長,形成致密的細胞層的細胞培養方式。由于這種培養只在平面進行增殖生長所以也成為2D 培養。
細胞的2D培養技術簡單,對于培養液的更換也相對容易,不需要完整的過濾系統所以 適用于較多大多數動物細胞。但是它的缺點是:細胞的擴大培養較難,投資大,且不能及時有效地監測細胞生長狀態和細胞生長環境。
為了實現細胞規模化擴增,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細胞的規模擴增,比如采用微載體生物反應器來擴增培養CHO細胞、成肌細胞等。利用懸浮細胞培養生物反應器進行昆蟲細胞,紅細胞的規模化擴增等。