肝细胞体外三维培养技术进展
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改进肝细胞培养技术,实现大规模体外培养活力旺盛、功能稳定的肝细胞在生物型人工肝支持系统、肝细胞移植等方面具有广泛的用途。近年来,国内外在肝细胞三维组织化培养的研究方面取得了较大的进展,使体外肝细胞培养密度大大增加,肝细胞功能维持时间大大延长。本文就相关文献,对肝细胞体外组织化培养技术的研究进展进行综
述。
1胞外生物支架材料的应用
研究者对各种胞外支架材料进行了研究,包括聚乙烯树脂、海藻酸盐、聚氨酯泡沫等,都是具有亲水多孔性结构的天然或人工合成的有机大分子。在一定的培养条件下,肝细胞在基质孔隙中重组形成许多有功能的聚集体,这些聚集体中可能具有接近的细胞-细胞接触,且形成类似于体内组织的结构,因而表现出比早先单层贴壁培养的肝细胞更好的生理功能。
1.1海藻酸盐(alginate)海藻酸盐是目前常用的促进肝细胞聚集的物质,藻酸盐海绵体具有高度多孔的结构,孔径在100~150 μm,由于藻酸盐是亲水性物质,所以肝细胞能容易地进入基质内部。Glicklis[1]等以藻酸盐海绵体为支持基质培养肝细胞。DNA测定表明最初两周肝细胞的数量并不增加,MTT测定显示绝大多数细胞保持活力。接种24 h内在藻酸盐海绵状结构内观察到活细胞聚集体,这种聚集体在培养的第四天平均直径100 μm,与基质孔径同一数量级。聚集体的三维结构促进了细胞功能的表达:1周内达最大白蛋白分泌量。微囊化肝细胞培养利用半透膜将肝细胞包在囊内(囊壁分子量截率[2]以磁共振成像(MRI)扩散检测法观察了肝组织内肝细胞、分离肝细胞及海藻酸盐微囊化肝细胞,发现与肝内细胞相比,分离肝细胞在细胞容积及直径方面均明显增大,而海藻酸盐微囊化肝细胞则较稳定,植入固定床反应器后活力优于非微囊化肝细胞。
1.2聚氨酯泡沫(Polyurethane foam,PUF)聚氨酯泡沫是另一种高度多孔性的过滤材料。日本Gion等[3]以PUF为材料设计出一种填充床式生物反应器,以该反应器为基础组成的混合型生物型人工肝(Bioartificial Liver,BAL),在狗肝衰竭模型中,可显著降低血氨和血清肌酐,升高血糖和血压。Pahernik等[4]研究了以PUF材料进行猪肝细胞高密度培养的可行性,作者认为PUF是一种生物相容性较好的材料,适于肝细胞的高密度培养。Kurosawa等[5]采用聚氨酯膜(Polyurethane membrane ......
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