Cellspace-3D類器官培養(yǎng)設備通過模擬微重力環(huán)境,促進細胞三維生長,維持干細胞干性,適用于腫瘤研究、藥物篩選、再生醫(yī)學及基礎科學研究,可提升細胞活率,支持個性化醫(yī)療與復雜疾病模型構建。
1.類器官培養(yǎng)與研究:
三維細胞培養(yǎng):Cellspace-3D通過模擬微重力環(huán)境,結合三維細胞培養(yǎng)技術,為類器官(如腸道類器官、腦類器官、肝臟類器官等)提供更接近體內(nèi)生理狀態(tài)的培養(yǎng)條件。其旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)通過消除重力引起的細胞沉降與極化,構建均勻的3D細胞結構,支持類器官的長期存活與功能成熟。
疾病模型構建:利用患者來源細胞培養(yǎng)類器官,構建個性化疾病模型(如癌癥類器官),模擬腫瘤異質(zhì)性和微環(huán)境,為腫瘤研究、藥物篩選及精準醫(yī)療提供高效平臺。例如,在乳腺癌模型中,微重力培養(yǎng)的腫瘤細胞對藥物的耐藥性提升3倍,與EMT標志物表達上調(diào)相關。
藥物篩選與毒性測試:直接在類器官上進行藥物處理,快速評估藥物療效和毒性。與傳統(tǒng)模型相比,類器官更能反映人體器官對藥物的反應,提高篩選準確性和效率。例如,通過RWV(旋轉(zhuǎn)壁容器)培養(yǎng)的腫瘤球體具有壞死核心與增殖外層,更接近實體瘤異質(zhì)性,為藥物研發(fā)提供關鍵數(shù)據(jù)。
2.細胞生物學基礎研究:
重力調(diào)控機制解析:研究微重力或超重力對細胞極性、組織形態(tài)發(fā)生(如血管化、腔隙形成)的調(diào)控作用。例如,在模擬微重力下,內(nèi)皮細胞VEGF表達上調(diào)2.3倍,揭示太空飛行中血管生成異常機制。
多細胞共培養(yǎng):支持肝竇類器官中肝細胞、內(nèi)皮細胞、星狀細胞等多細胞類型共培養(yǎng),構建更接近生理狀態(tài)的復雜模型,研究細胞間相互作用及信號傳導。
3.再生醫(yī)學與組織工程:
組織修復與再生:通過優(yōu)化培養(yǎng)條件(如旋轉(zhuǎn)速度、氣體濃度),促進軟骨細胞分泌Ⅱ型膠原與糖胺聚糖(GAG),含量達2D培養(yǎng)的2倍,更適合軟骨缺損修復。
生物打印整合:結合3D生物打印技術,構建含血管通道的3D肝組織,微重力培養(yǎng)使細胞存活率提升至85%,推動組織工程向功能化器官構建邁進。
4.航天醫(yī)學保障:
宇航員健康風險評估:模擬深空輻射與重力變化的協(xié)同效應,研究微重力導致肌肉退化、骨質(zhì)流失的細胞機制,開發(fā)對抗措施。例如,結合γ射線照射與RPM培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)DNA雙鏈斷裂修復效率降低40%,為宇航員健康保障提供數(shù)據(jù)支持。
太空生產(chǎn)生物制品:利用微重力環(huán)境生產(chǎn)高純度生物制品(如病毒載體、外泌體)。在國際空間站(ISS)中,RWV培養(yǎng)的HEK293細胞腺病毒產(chǎn)量提升5倍,雜質(zhì)蛋白含量降低80%。
5.藥物開發(fā)與臨床轉(zhuǎn)化:
高通量篩選:單芯片支持>100個類器官并行評估藥物療效與毒性,結合機器學習優(yōu)化培養(yǎng)參數(shù),加速藥物研發(fā)進程。
個性化醫(yī)療指導:通過構建患者來源的腫瘤類器官,測試藥物敏感性,指導臨床治療方案選擇。例如,在結直腸癌類器官中引入KRAS、APC等驅(qū)動突變,模擬腫瘤進展并篩選靶向藥物。