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.2011年3月4日；8(3):252-61.
doi:10.1016/j.stem.2011.02.014。

人类干细胞研究的仿生平台

戈尔达娜·武尼雅克·诺瓦科维奇 1, 大卫·T·斯卡登
附属公司

人类干细胞研究的仿生平台

戈尔达娜·武尼雅克·诺瓦科维奇等。 细胞干细胞. .

摘要

干细胞是开发组织再生新治疗方案和构建生物研究可控模型的核心。将微环境控制与组织特异性运输和信号传递相结合的生物工程细胞培养环境是我们在预测人体体内环境条件下研究组织发育、再生和疾病的关键工具。我们认为，在生物、工程和医学科学的界面上进行实验对于充分发挥干细胞的潜力至关重要。在这里，我们重点关注体外平台的设计和利用，该平台概括了与组织发育、疾病和再生相关的环境。

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数字

图1
图1。生物工程平台
干细胞科学和生物工程之间的接口工作目前正在产生高生物保真度的可控模型，推动三个主要领域的进展：(我)再生医学的新治疗模式(ii（ii）)发育和疾病研究，以及(三)基础生物学研究。
图2
图2。仿生范式
干细胞的命运和功能由细胞微环境（生态位）的整个环境通过细胞与分子、结构和物理等多种因素级联的动态相互作用进行调节。通过综合使用支架（为细胞分化和功能组装提供结构和逻辑模板）和生物反应器（提供环境控制、分子和物理信号），可以构建天然（仿生）细胞环境。
图3
图3。人类干细胞支架生物反应系统
使用旋转生物反应器在多孔藻酸盐支架中培养人胚胎干细胞(一)在支架孔内形成空间限定的EB(b条)符合人体颞下颌关节髁状突精确大小和形状的解剖正确的骨移植（经Gerecht等人2004年许可复制）。(c（c）)已通过使用解剖形状的脱细胞骨支架进行设计(d日)人骨髓间充质干细胞接种培养基灌注培养(e（电子）)在“解剖”生物反应器中（面板c、d、e经Grayson等人2009年许可复制）
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