Cellspace-3D 軟骨細(xì)胞 3D 培養(yǎng)系統(tǒng)是一款專為軟骨細(xì)胞三維培養(yǎng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新設(shè)備，結(jié)合微重力模擬、低剪切力環(huán)境與三維支架技術(shù)，能夠更真實(shí)地模擬體內(nèi)軟骨組織的生理環(huán)境，為軟骨修復(fù)、組織工程及藥物篩選提供高效、可靠的實(shí)驗(yàn)平臺。以下從技術(shù)原理、核心優(yōu)勢、應(yīng)用場景及操作維護(hù)四個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹：
一、技術(shù)原理
1.微重力模擬
通過旋轉(zhuǎn)壁容器（RWV）或隨機(jī)定位儀（RPM）技術(shù)，抵消重力主導(dǎo)的細(xì)胞沉降效應(yīng)，使軟骨細(xì)胞在懸浮狀態(tài)下自由聚集，形成三維細(xì)胞團(tuán)或類器官。
旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力與重力矢量動態(tài)平衡，營造近似“自由落體”環(huán)境，減少細(xì)胞與容器底部的接觸，促進(jìn)自然三維聚集。
2.低剪切力設(shè)計(jì)
采用層流設(shè)計(jì)或低速旋轉(zhuǎn)（<10 rpm），降低培養(yǎng)基流動對細(xì)胞團(tuán)的機(jī)械剪切應(yīng)力，避免細(xì)胞團(tuán)解離或結(jié)構(gòu)破壞。
生物反應(yīng)器（如NASA開發(fā)的RWV）通過多軸旋轉(zhuǎn)和氣體滲透膜，維持氧氣與營養(yǎng)物質(zhì)的均勻擴(kuò)散。
3.三維支架支持
使用生物降解水凝膠（如Matrigel、膠原）或3D打印支架，為軟骨細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支持，模擬體內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）環(huán)境。
支架材料支持細(xì)胞附著與生長，促進(jìn)細(xì)胞間相互作用及基質(zhì)合成。
二、核心優(yōu)勢
1.更接近體內(nèi)環(huán)境
三維結(jié)構(gòu)使軟骨細(xì)胞呈現(xiàn)梯度氧分壓、代謝物濃度及ECM沉積，更接近真實(shí)組織微環(huán)境。
相比傳統(tǒng)二維培養(yǎng)，3D系統(tǒng)能更好地模擬細(xì)胞-細(xì)胞、細(xì)胞-ECM相互作用及藥物滲透屏障。
2.提升細(xì)胞功能
動態(tài)培養(yǎng)機(jī)制提供持續(xù)機(jī)械刺激，促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖、分化及基質(zhì)合成（如Ⅱ型膠原與糖胺聚糖）。
微重力環(huán)境下，細(xì)胞分化、增殖及應(yīng)激相關(guān)基因（如HIF-1α、VEGF）表達(dá)模式更接近體內(nèi)狀態(tài)。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性
減少傳統(tǒng)二維模型中的假陰性/陽性結(jié)果，降低臨床前試驗(yàn)失敗率。
集成光學(xué)成像（如共聚焦顯微鏡）、電生理傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測細(xì)胞形態(tài)、活性及功能。
4.操作便捷性
采用實(shí)驗(yàn)室常規(guī)通用培養(yǎng)瓶，無需專用耗材，降低實(shí)驗(yàn)成本。
夾持模塊設(shè)計(jì)方便裝卸，自適應(yīng)不同廠家培養(yǎng)瓶尺寸，提高設(shè)備通用性。
三、應(yīng)用場景
1.軟骨修復(fù)與組織工程
培養(yǎng)功能性軟骨組織，用于膝關(guān)節(jié)軟骨缺損修復(fù)的臨床前試驗(yàn)。
超重力環(huán)境促進(jìn)軟骨細(xì)胞分泌膠原，優(yōu)化組織工程軟骨力學(xué)性能。
2.藥物篩選與毒性測試
構(gòu)建三維軟骨模型，評估新藥物對軟骨細(xì)胞的影響（如抗炎藥、抗腫瘤藥）。
結(jié)合器官芯片技術(shù)，預(yù)測藥物對關(guān)節(jié)的跨器官毒性。
3.基礎(chǔ)生物學(xué)研究
深入研究軟骨細(xì)胞生物學(xué)特性及其在不同環(huán)境下的反應(yīng)（如微重力、超重力）。
解析重力信號對軟骨發(fā)育、代謝及疾病機(jī)制的調(diào)控作用。
4.太空生物學(xué)研究
模擬太空微重力環(huán)境，研究其對軟骨細(xì)胞生長、分化及基因表達(dá)的影響。
為長期太空任務(wù)中的宇航員關(guān)節(jié)健康保障提供數(shù)據(jù)支持。
四、操作與維護(hù)
1.智能化控制系統(tǒng)
配備高分辨率觸摸屏，界面直觀，支持參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行控制及數(shù)據(jù)監(jiān)測。
轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高（步進(jìn)0.1 rpm），滿足不同重力條件需求。
2.實(shí)時(shí)監(jiān)測與反饋
顯示X、Y、Z軸重力曲線變化圖及各軸重力值，實(shí)時(shí)監(jiān)控細(xì)胞培養(yǎng)狀態(tài)。
攝像頭影像界面支持拍照/截圖，記錄實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果。
3.數(shù)據(jù)記錄與分析
自動記錄全部操作記錄與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，支持后續(xù)數(shù)據(jù)分析與處理。
提供數(shù)據(jù)支撐科研成果發(fā)表，符合GMP要求標(biāo)準(zhǔn)。
4.設(shè)備維護(hù)
結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理，便于清潔與消毒。
電子器件防水處理，信號傳輸器件鍍金處理，保障傳輸穩(wěn)定性及壽命。
