作為生命科學領域的一項長期技術(shù)，二維細胞培養(yǎng)使人類能夠在體外研究細胞的生理和病理。然而，隨著對細胞微環(huán)境概念的逐漸了解，科學家發(fā)現(xiàn)二維培養(yǎng)細胞的生理狀態(tài)和活性與體內(nèi)細胞并不*一致，結(jié)果往往與動物實驗和臨床結(jié)果不一致。實驗。因此，在過去的十年里，科學家們一直致力于開發(fā)各種3D細胞培養(yǎng)技術(shù)，為細胞提供更類似于體內(nèi)環(huán)境的培養(yǎng)環(huán)境。研究人員逐漸意識到，為了在體外實現(xiàn)細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能，3D細胞培養(yǎng)需要能夠模擬體內(nèi)環(huán)境的關鍵特征，包括細胞、細胞和細胞外基質(zhì)之間的相互作用，以及細胞和器官。
 

　　3D細胞培養(yǎng)技術(shù)是細胞生物學與組織工程交叉領域的研究熱點之一。其特點是利用相容性高、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)建類似于細胞在體內(nèi)生長的空間和基質(zhì)環(huán)境，使細胞表現(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。其三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可以嵌入細胞，有效模擬細胞外基質(zhì)的生長環(huán)境，促進細胞生長、增殖和分化。

　　3D細胞培養(yǎng)已成功應用于構(gòu)建由各種組織組成的四種人體基礎組織和器官：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用于臨床；微孔海藻酸鈉細絲可用于模擬包裹神經(jīng)細胞的神經(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器中培養(yǎng)后，心肌細胞定向正確，可自發(fā)同步收縮；膠原凝膠和PCL膜已在動物模型中用作重建角膜細胞載體。3D細胞微球可用于研究腫瘤發(fā)病機制和藥物篩選；骨骼、軟骨組織、心臟組織、皮膚和神經(jīng)組織已在動物實驗中再生；3D細胞培養(yǎng)也被證明可以顯著維持干細胞的結(jié)構(gòu)和功能。