发明可逆三维细胞培养凝胶

新加坡生物工程和纳米技术研究所(IBN)发明了一种用户友好的凝胶，可以按需液化，有可能彻底改变医学研究中的三维(3D)细胞培养。

据《自然纳米技术》杂志报道(Y.S. Pek, a.c.a. Wan, A. Shekaran, L. Zhuo和J. Y. Ying，“用于三维细胞培养的触变纳米复合凝胶”)，IBN的新型凝胶介质在受到中等剪切力时具有液化的能力，并在去除力后一分钟内重新凝固成凝胶。这种在凝胶和液体状态之间恢复的现象被称为触变性。

IBN的触变凝胶是由二氧化硅和聚乙二醇(PEG)的纳米复合材料在室温下合成的，没有特殊的储存条件。这种新型材料促进了3D细胞的安全方便培养，因为细胞可以添加到凝胶基质中，而不需要任何化学过程。

根据IBN执行董事Jackie Y. Ying博士的说法，“细胞培养通常是在玻璃载玻片等平面上进行的。它是生物学和医学研究中的一个基本过程，被广泛用于处理细胞，合成生物制剂和开发各种疾病的治疗方法。

“与平面上传统的2D细胞培养相比，3D基质中的细胞培养可以更好地模拟体内的实际情况。3D细胞培养也为药物筛选提供了更好的细胞分析方法。”

IBN凝胶的另一个关键特征是，研究人员可以通过从液化凝胶中移液所需量，轻松地从基质中转移培养的细胞。

与传统的细胞培养不同，胰蛋白酶不需要从固体培养基分离培养的细胞。由于胰蛋白酶是一种已知会破坏细胞的酶，特别是在干细胞培养中，使用IBN的触变凝胶培养的细胞的长期质量和活力将在不接触这种酶的情况下得到显著改善。

研究人员还能够控制凝胶的硬度，从而促进干细胞分化为特定的细胞类型。

“控制干细胞分化的方法很重要，因为干细胞可以分化成各种类型的细胞。我们的凝胶可以提供一种研究干细胞分化的新方法，以及一种将生物信号引入细胞以研究其在3D培养中的作用的有效新手段，”IBN研究官员Shona Pek说。