科学家开发细胞培养新三维结构材料

近日，德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员在出版的《先进材料》杂志上发布了一项重大成果。他们成功在一种新型三维结构材料上培养出细胞，实现了细胞粘附及细胞形状的三维精确控制。

一直以来，细胞培养实验在模拟真实生物体内环境方面存在挑战。以往采用的材料，如琼脂糖、胶原纤维或基质胶等，虽然为细胞提供了三维生长环境，但其孔径大小混杂，使得从结构和生化角度对实验结果进行精确表征变得困难。

这项新研究采用了独特的策略。研究人员使用了一种具有疏蛋白性的柔性聚合物，并巧妙地结合了蛋白材料作为盒状支撑点。借助激光直刻法，他们制作出了特殊的聚合物支架。这种支架的构造精细复杂，由高度仅25微米的支柱组成，支柱间通过细棒连接，而盒状支撑点则精准地置于其间。

当含有粘附蛋白的溶液渗入这种支架时，蛋白质只会与盒状支撑点结合。令人惊奇的是，仅两小时内，细胞便占满了整个支架，并且只粘附在预设的特定位点。这一发现为细胞培养实验带来了革命性的进步，因为它允许研究人员通过调整支撑点和细棒的位置，实现对细胞形状的三维精确控制。

这项研究的成功离不开精密的仪器支持。研究人员使用的是先进的激光共聚显微镜LSM 510 META型激光直刻系统。这一系统的应用使得支架的制作精确且高效，为细胞的精确培养提供了可能。

该成果来自于马丁·巴斯特梅尔课题组，该课题组位于卡尔斯鲁厄理工学院的动物研究所、DFG功能纳米结构中心、应用物理研究所和纳米技术研究所。他们的研究不仅为细胞生物学、生物医学工程等领域提供了有力支持，也为未来的组织工程和再生医学等领域的研究开辟了新的道路。这项成果无疑将引发更多科学家对这一领域的深入研究与。