Page 10 - 2015 April 3D 細胞培養新趨勢

如何選擇適當的3D 細胞支架? Scaffold format

3D 細胞支架是組織工程學與再生醫學上的重要工具。細胞支架的功能，必需能讓細胞種
植與吸附其上；並具有良好的生物相容性，且能在生物體內自然的降解。

3D 細胞支架的選擇考量

3D 細胞支架需要具備的特性
3D Cell Culture
支架需對於細胞無毒性，並能讓細胞生長、附著、增殖，且能夠被鄰近的組織
生物相容性 與細胞完全接受， 不會引起溶血、發炎等免疫反應，有利於細胞的生長與分化。

生物降解性 支架材料應能降解，降解速率應與細胞生長速率相適應。生物體的代謝功能會
生物可吸收 將可降解產 物吸收或是排出體外。

為了提供細胞生長的環境，支架材料須具有良好的可塑性，並具有一定的機械
機械性質及柔韌性
強度，為新生組織提供適當的支撐。

由於材料會與體內組織直接接觸，材料必須可消毒，而且這些材料經過消毒後，
可消毒性
需保留原始的材料特性。
材料應提供良好的材料細胞作用介面，利於細胞粘附、生長，更重要的是能啟
良好的材料/細胞介面
動細胞基因表達，維持正常細胞的表達。

常見的3D 細胞支架材料

天然高分子材料 分子特性
Collagen 是細胞外基質最重要的成分，能提供組織所需的強度與柔軟性，有免疫性低與生
膠原蛋白 物相容性佳的特點。

是 Chitin經過Deacetylation而得的非均一性聚合體。擁有良好的生物相容性、生
Chitosan 物可分解性、無毒性，抗菌性、抗凝血和高親水性等作用，在生醫材料研究上佔
幾丁聚醣
有很重要的地位。
Hyaluronic acid 又稱為玻尿酸，是具黏性的水膠，有潤滑、吸震、保護細胞等功能。有良好的生
透明質酸 物吸收性、生物相容性、黏稠性、保水性、無毒性以及低免疫反應性。
Alginic acid 是一個帶許多負電荷的聚醣類高分子。藻酸鹽可與二價陽離子如鈣或鎂等，鍵結
褐藻酸 形成網狀結構之膠體，來進行為包覆動物細胞或藥物的載體。
Gelatin 是一種變性的膠原蛋白分子。其水溶液在低溫時(~ 4)℃成膠，高溫時成水溶液狀
明膠 態，為一生物可分解的材料。

合成的高分子材料 分子特性

聚乳酸 PLA
(Polylactic acid) 有良好生物相容性與機械性質，在生物體內可被分解吸收。

聚乙醇酸 PGA 聚乙醇酸降解後的產物為甘醇酸，具有良好的生物相容性與親水性，但降解速度
(Polyglycolic acid) 太快，支架結構容易崩塌。

聚乳酸-甘醇酸 為 PGA 與 PLA 的共聚物，可藉由Lactide與Glycolide單體的比例來調控材料降解
PLGA 的速度，具有良好的生物相容性與機械性

聚己內酯 PCL 為彈性表面的半結晶聚合物，具有高度熱穩定性。PCL降解的速度相較於PLA、
(Polycaprolactone) PGA、PLGA 慢許多，適合應用於長時間的植入物。

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