3D培养| 无需“冰上操作”的VitroGel水凝胶

2D细胞培养作为最早期的细胞培养模式，对于体外研究细胞的生理和病理具有重要意义。然而随着对细胞微环境概念的逐渐了解，科学家们发现细胞在2D平面上的生长是人为的且不自然的，这样无法让细胞以最佳的生长状态去适应外界环境的变化，从而导致与动物实验或临床实验结果相矛盾。正是2D细胞培养存在的局限性，另一种被称为3D细胞培养的模式在细胞形态学、细胞增殖、刺激反应、分化、药物代谢以及蛋白质合成等方面显示出了较为良好的改进。至此，三维细胞培养进入了一个快速发展的新阶段。

美国TheWell公司专注于生物材料研发，为3D细胞培养和体内注射系统相关领域的研究提供先进的产品和服务。水凝胶VitroGel系统为多聚糖体系，无任何动物源成分，准确构建天然的细胞外基质环境，不可调节硬度的即用型或可调节硬度的高浓度型水凝胶可应用于3D细胞培养、类器官、血管生成、细胞侵袭、动物体内研究等。

图1 VitroGel可调节型水凝胶（左图）；即用型水凝胶（右图）

为了展示水凝胶的灵活性，我们列出了利用水凝胶可进行的5种受欢迎的细胞培养方法：

今天给大家介绍其中三种培养方法搭配细胞回收的具体操作与视频演示，供大家学习参考。

（适用所有即用型和高浓度型水凝胶）

VitroGel系统是3D细胞培养的理想选择。在室温下将VitroGel溶液与细胞悬液简单混合后转移到培养皿中，室温下静置后加入上层覆盖培养基，细胞即可孵育。这种3D培养的模式让细胞完全封装在水凝胶体系内，增强了细胞-水凝胶基质的相互作用，可应用于药物筛选、免疫荧光分析、细胞毒性分析等研究。

图2 3D包裹细胞培养操作方法及下游应用

（适用所有即用型和高浓度型水凝胶）

2D水凝胶包被法在传统二维培养和三维包裹细胞培养之间架起了一座桥梁。将VitroGel溶液与细胞培养基在室温下混合，转移至培养板内包被一层较厚的凝胶结构，室温下静置10-15 min后可在水凝胶顶部添加细胞悬液。2D水凝胶包被方法允许细胞与水凝胶相互渗透，并可以良好的暴露于培养液中，可应用于细胞共培养、细胞侵袭、血管生成等研究。

图3 2D包被细胞培养操作方法及下游应用

（适用所有即用型和高浓度型水凝胶）

VitroGel系统是一种良好的动物体内注射的载体。水凝胶在注射器等机械剪切力作用下，由凝胶-溶胶状态转变为自由流动状态。当剪切力停止后，水凝胶的机械强度可以迅速恢复，重新转变为水凝胶状态。可应用于细胞治疗或缓释的体内细胞/药物递送。

图4 动物体内注射操作方法及下游应用

（适用MS03-100）

从大多数水凝胶基质中获取细胞或类器官并不容易。使用刺激性的化学溶液、强酶或改变温度等都有可能损害细胞或类器官，且这些方法的回收率低。VitroGel细胞回收液在中性pH和37℃的工作温度下作用于固态水凝胶混合物，有助于从水凝胶基质中释放离子分子，这种状态下的水凝胶仍保持独特的剪切性，稍加机械强度（如摇动）和稀释，就能进一步转为液体，一旦水凝胶呈液态形式，就可以通过离心的方式收集细胞或类器官。

图5 VitroGel细胞回收液操作方法

高品质的VitroGel水凝胶系统精确地模拟了天然的细胞外基质环境，具有良好的生物功能平衡和操作易用性，以建立一个强大的3D细胞培养平台和注射传递系统，推进药物发现、组织工程、细胞治疗、个性化治疗等的发展。

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