通常体内细胞与周围细胞和胞外基质之间存在紧密相关的生理活动。传统的细胞离体培养都是二维培养,脱离了在体所具备的最佳生长环境,细胞的形态、迁移、增殖、分化和基因表达等生理过程会受到一定的影响。细胞三维培养方法克服了传统二维培养的缺点,通过生物材料来构建支架或基质,在体外模拟细胞天然的微环境,来促进细胞间及细胞与环境间的联系和通信,接近细胞正常生理条件下的行为和功能。具有不同理化性质的生物材料均可用于构建细胞的生长环境。对此,本文利用不同材料构建了3种细胞三维培养模型,具体研究内容如下:(1)构建基于细胞球的三维培养体系。分别利用琼脂糖和基质胶的特性,培养胃癌(MGC-803)细胞的细胞球体。并对成球的过程进行48h动态观察与记录,建立一种简单、方便的细胞球培养方法。(2)构建基于胶原水凝胶的细胞三维培养体系。利用I型胶原在中性和弱碱性条件下成胶的原理,制备了浓度为2 mg/m L和6 mg/m L的水凝胶,实现了乳腺癌细胞(MCF-7)的三维培养。对制备的水凝胶进行了力学性能测试、原子力显微镜(AFM)表征、扫面电子显微镜(SEM)表征、含水量测试等,两种浓度水凝胶在硬度、孔径、含水量等方面都呈现出差异。对MCF-7进行了为期7天的三维培养后,MCF-7不同浓度的凝胶中也显示出不同的细胞活性、迁移速率,在浓度为6 mg/m L的凝胶中活性更高、迁移速率更快。并用SEM对培养后的细胞-凝胶复合物进行观察,可以看到细胞在凝胶纤维上附着生长,形状呈类球体,同时细胞间、细胞与细胞外基质建立紧密联系。(3)构建基于壳聚糖/明胶复合材料的细胞三维培养体系。壳聚糖和明胶以不同比例组合,通过冷冻干燥法,制备三维多孔支架,并创新性地使用双醛淀粉(DS)作为交联剂,克服了原支架易降解的缺陷。通过对支架进行力学、形貌、含水率、降解率等性能表征,结果表明DS通过席夫碱反应大幅度提升原支架性能。接着,对支架进行了细胞毒性测试,结果表明制备的支架具有良好的生物相容性。将其用于成纤维细胞(FB)培养时,细胞生长情况很好,呈现立体粘附生长,其中在壳聚糖:明胶=1:4、交联剂DS含量为10%的支架上生长活性最好,证明了壳聚糖-明胶-DS支架可以用于细胞的三维培养。