作為生命科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)長(zhǎng)期技術(shù)，二維細(xì)胞培養(yǎng)使人類(lèi)能夠在體外研究細(xì)胞的生理和病理。然而，隨著對(duì)細(xì)胞微環(huán)境概念的逐漸了解，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)二維培養(yǎng)細(xì)胞的生理狀態(tài)和活性與體內(nèi)細(xì)胞并不*一致，結(jié)果往往與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床結(jié)果不一致。實(shí)驗(yàn)。因此，在過(guò)去的十年里，科學(xué)家們一直致力于開(kāi)發(fā)各種3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，為細(xì)胞提供更類(lèi)似于體內(nèi)環(huán)境的培養(yǎng)環(huán)境。研究人員逐漸意識(shí)到，為了在體外實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能，3D細(xì)胞培養(yǎng)需要能夠模擬體內(nèi)環(huán)境的關(guān)鍵特征，包括細(xì)胞、細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)之間的相互作用，以及細(xì)胞和器官。
 

　　3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)與組織工程交叉領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。其特點(diǎn)是利用相容性高、生物降解性好的材料制備所需的多孔結(jié)構(gòu)，在體外構(gòu)建類(lèi)似于細(xì)胞在體內(nèi)生長(zhǎng)的空間和基質(zhì)環(huán)境，使細(xì)胞表現(xiàn)出不同于平面二的特性。生物材料具有生物相容性高、生物降解性好等特點(diǎn)。其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以嵌入細(xì)胞，有效模擬細(xì)胞外基質(zhì)的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和分化。

　　3D細(xì)胞培養(yǎng)已成功應(yīng)用于構(gòu)建由各種組織組成的四種人體基礎(chǔ)組織和器官：大量軟硬支架（生物陶瓷、羥基磷灰石和膠原蛋白）用于模擬骨組織并應(yīng)用于臨床；微孔海藻酸鈉細(xì)絲可用于模擬包裹神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)纖維結(jié)構(gòu)；3D生物打印產(chǎn)生的內(nèi)皮化心肌在微流控灌注生物反應(yīng)器中培養(yǎng)后，心肌細(xì)胞定向正確，可自發(fā)同步收縮；膠原凝膠和PCL膜已在動(dòng)物模型中用作重建角膜細(xì)胞載體。3D細(xì)胞微球可用于研究腫瘤發(fā)病機(jī)制和藥物篩選；骨骼、軟骨組織、心臟組織、皮膚和神經(jīng)組織已在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中再生；3D細(xì)胞培養(yǎng)也被證明可以顯著維持干細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能。