作为生命科学领域的一项长期技术，二维细胞培养使人类能够在体外研究细胞的生理和病理。然而，随着对细胞微环境概念的逐渐了解，科学家发现二维培养细胞的生理状态和活性与体内细胞并不*一致，结果往往与动物实验和临床结果不一致。实验。因此，在过去的十年里，科学家们一直致力于开发各种3D细胞培养技术，为细胞提供更类似于体内环境的培养环境。研究人员逐渐意识到，为了在体外实现细胞的形态、结构和生理功能，3D细胞培养需要能够模拟体内环境的关键特征，包括细胞、细胞和细胞外基质之间的相互作用，以及细胞和器官。
 

　　3D细胞培养技术是细胞生物学与组织工程交叉领域的研究热点之一。其特点是利用相容性高、生物降解性好的材料制备所需的多孔结构，在体外构建类似于细胞在体内生长的空间和基质环境，使细胞表现出不同于平面二的特性。生物材料具有生物相容性高、生物降解性好等特点。其三维网络结构可以嵌入细胞，有效模拟细胞外基质的生长环境，促进细胞生长、增殖和分化。

　　3D细胞培养已成功应用于构建由各种组织组成的四种人体基础组织和器官：大量软硬支架（生物陶瓷、羟基磷灰石和胶原蛋白）用于模拟骨组织并应用于临床；微孔海藻酸钠细丝可用于模拟包裹神经细胞的神经纤维结构；3D生物打印产生的内皮化心肌在微流控灌注生物反应器中培养后，心肌细胞定向正确，可自发同步收缩；胶原凝胶和PCL膜已在动物模型中用作重建角膜细胞载体。3D细胞微球可用于研究肿瘤发病机制和药物筛选；骨骼、软骨组织、心脏组织、皮肤和神经组织已在动物实验中再生；3D细胞培养也被证明可以显着维持干细胞的结构和功能。