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隨著生物醫(yī)學研究和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的不斷深入，細胞培養(yǎng)技術(shù)已成為推動其發(fā)展的關(guān)鍵。而微載體作為細胞培養(yǎng)領(lǐng)域的一項重要創(chuàng)新，以其獨特的優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景，為細胞的增殖、分化以及輸送等過程提供了全新的解決方案。本文將帶您走進微載體的世界，一探其究竟。
 

 

微載體（Microcarrier）是指直徑 50-350μm、密度略高于水的一類具有細胞培養(yǎng)、增殖和輸送等生物功能的微球形支架。在細胞增值分化過程中，可以粘附細胞，為細胞提供支持基質(zhì)。
 

最初貼壁細胞培養(yǎng)是往培養(yǎng)液中加入一定數(shù)量的小滾瓶，增加細胞生長的貼壁面積。此方法構(gòu)造簡單，成本低，重復(fù)性好，放大過程可依靠滾瓶數(shù)量的增加。但產(chǎn)率低，勞動強度大，占空間大。
1967 年，Van Wezel 首次使用 DEAE-Sephadex A-50 引入微載體，打破傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的局限性，為貼壁依賴性細胞的大規(guī)模培養(yǎng)提供了新的思路和方法，也為微載體技術(shù)的后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
之后，科學家們開始嘗試使用利用各種材料制備微球制劑，為不同類型細胞的培養(yǎng)提供了更多選擇，推動細胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，使其在生物醫(yī)學研究和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用逐漸擴大并出現(xiàn)商品化。
 

貼壁依賴性細胞只有貼附在固體基質(zhì)表面才能增殖，故細胞在微載體表面的黏附是進一步鋪展和生長的關(guān)鍵。黏附主要是靠靜電引力和范德華力，而細胞能否在微載體表面黏附主要取決于細胞與微載體的接觸概率和相融性。
 

 

（1）靜電引力：
一般細胞表面在生理 pH 值下帶負電荷，若微載體表面帶正電荷，則細胞與微載體之間可通過靜電引力相互吸引，加快細胞貼壁速度。
若微載體帶負電荷，則細胞與微載體之間存在靜電斥力，不利于細胞貼壁。培養(yǎng)液中溶有或微載體表面吸附著二價陽離子作為媒介時，帶負電荷的細胞也能貼附于帶負電的微載體上。
但也有不帶電荷的微載體，一般是表面包被有一層膠原或明膠，或是表面耦合纖粘連蛋白或纖粘連蛋白多肽。
（2）范德華力：
除了靜電引力外，細胞與微載體之間還存在范德華力。范德華力是一種分子間作用力，細胞與微載體之間也存在這種作用力，它能夠使細胞與微載體相互吸引并發(fā)生貼壁。
除了微載體表面的電荷性質(zhì)，也可以通過化學修飾等方法改變微載體表面的電荷性質(zhì)，調(diào)控細胞與微載體之間的相互作用，從而優(yōu)化細胞貼壁效果。
比如：
表面親疏水性： 親水性表面有利于細胞粘附和擴散，而疏水性表面則可能抑制細胞貼壁。
表面形貌：光滑的表面有利于細胞擴展，而多孔的表面則可能使細胞擴展速度減慢。
 

微載體根據(jù)物理學特性主要分為固體微載體和液體微載體兩類。
最常見的一種分類是基于材料，包括葡聚糖基質(zhì)微載體、明膠類基質(zhì)微載體、纖維素基質(zhì)微載體、聚苯乙烯微載體、甲殼質(zhì)微載體、聚氨酯泡沫微載體、藻酸鹽凝膠微載體、磁性微載體及其他微載體等多種類別。
又因為這些原材料可形成多種不同形狀，又延伸出根據(jù)形狀分類，常見的有球狀、片狀、纖維狀、管狀、微孔狀等。
 

 
 

微載體憑借其卓越的性能和多樣化的應(yīng)用場景，在生物醫(yī)學研究和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。而微載體的種類繁多，不同材料制成的微載體各具特色，其性能和適用范圍也有所不同。為了幫助您更深入地了解微載體，我們將在后續(xù)文章中詳細介紹各種不同材料的微載體，敬請期待，讓我們一起探索微載體的更多奧秘！