由美國宇航局（NASA）開發(fā)研制的旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器是模擬微重力的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。其主體部分為一個沿對稱軸自轉(zhuǎn)的圓柱形容器。該系統(tǒng)可以模擬實際的微重力條件，當(dāng)容器中任意一個流體微元旋轉(zhuǎn)1周時，引力向量的平均值是零向量。在整個1周的旋轉(zhuǎn)中，雖然向量的平均值為零向量，但向量幅度的平均值正好是引力向量的幅度值，即一個重力加速度值（g）。換言之，在旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器中，平均引力向量是零向量，但是平均引力向量的幅度值是重力加速度值（g）。而在真實微重力條件下，平均向量和平均向量幅度值都是零?；谡鎸嵨⒅亓托D(zhuǎn)生物反應(yīng)器中所謂的微重力之間的差異，這種模型的準(zhǔn)確性并不清楚。但這并不影響該系統(tǒng)的應(yīng)用。

隨著美國宇航局授權(quán)使用，這種生物反應(yīng)器在近年得到廣泛應(yīng)用。其中一個新的應(yīng)用領(lǐng)域是用于培養(yǎng)組織工程化組織。使用中，待培養(yǎng)的工程化組織（培養(yǎng)物）隨培養(yǎng)液一起繞生物反應(yīng)器的對稱軸旋轉(zhuǎn)。如果作用在培養(yǎng)物上的外力與其所受重力為同一數(shù)量級，可能會發(fā)生下列情況之一：當(dāng)所受重力稍大于外力時，培養(yǎng)物會下落至圓柱形容器最低點，靠近容器內(nèi)壁；通過增加圓柱形容器的旋轉(zhuǎn)角速度，提高外力，培養(yǎng)物會因培養(yǎng)液浮力作用拉離容器內(nèi)壁；進(jìn)一步提高外力會使培養(yǎng)物懸于培養(yǎng)液中并隨之旋轉(zhuǎn)。研究人員假定當(dāng)作用在懸于培養(yǎng)液中的培養(yǎng)物上的外力與其所受重力相等，即所受外力的合力為零時，培養(yǎng)物相對于固定在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上的坐標(biāo)而言是靜止的。當(dāng)然上述假定是近似的，只是假設(shè)培養(yǎng)物在旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)過程中相對靜止，因在使用中發(fā)現(xiàn)，實際情況是可明顯看見培養(yǎng)物在培養(yǎng)液中的滾動和平動。

這種組織培養(yǎng)生物反應(yīng)器具備兩大優(yōu)點：一方面，支架限定了構(gòu)建的工程化組織的形狀和空間結(jié)構(gòu)，允許細(xì)胞在其中發(fā)生生長和分化，同時支架降解與組織再生同步；另一方面，培養(yǎng)環(huán)境提供了有效的動態(tài)微環(huán)境，保證了空間均勻的細(xì)胞種植和各向同性的細(xì)胞增殖及組織再生。研究人員在攪拌條件下培養(yǎng)工程化軟骨，發(fā)現(xiàn)軟骨中細(xì)胞數(shù)和細(xì)胞外基質(zhì)比靜態(tài)培養(yǎng)方法多；但在模擬微重力的旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器中培養(yǎng)，軟骨中所含的糖胺聚糖最多。

模擬微重力的細(xì)胞培養(yǎng)最早見于美國宇航局約翰遜空間中心。他們用此方法培養(yǎng)出直徑達(dá)0．5～4mm的各種細(xì)胞聚集物和微載體細(xì)胞串珠。隨后又將微重力細(xì)胞培養(yǎng)用于將軟骨細(xì)胞和聚合物支架進(jìn)行復(fù)合培養(yǎng)，獲得直徑7mm、厚度3mm的軟骨片。由于模擬微重力細(xì)胞培養(yǎng)方法是通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)容器的轉(zhuǎn)動速度來滿足培養(yǎng)物處于懸浮狀態(tài)，因此提供了一種相對穩(wěn)定的流體動力環(huán)境，以確保有效的營養(yǎng)和氣體交換，同時，相對于其他動態(tài)培養(yǎng)方法具有較低的剪切應(yīng)力。模擬微重力培養(yǎng)有助于軟骨化組織的生長，其中含有很多圓形細(xì)胞和糖胺聚糖及膠原等細(xì)胞外基質(zhì)；用此方法培養(yǎng)的心肌組織含有許多梭形細(xì)胞，其收縮具有自律性和同步性。這些培養(yǎng)的工程化組織可用于體內(nèi)軟骨移植及關(guān)節(jié)表面覆蓋，也可用于體外研究缺氧、藥物及微重力對心肌組織的影響。

一、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)及其特點

在正常生理情況下，細(xì)胞間是相互聯(lián)系的。失去這種聯(lián)系將會導(dǎo)致疾病。這在研究正常和病理組織和器官的發(fā)生機(jī)制是很重要的。通常的二維細(xì)胞培養(yǎng)方法因重力的影響導(dǎo)致細(xì)胞間聯(lián)系失常而使組織和器官不能正常生長，只能得到平的、極薄的培養(yǎng)產(chǎn)物。美國宇航局（NASA）生命中心首次研制并推出的組織／細(xì)胞三維高分化度的培養(yǎng)系統(tǒng)，其核心部分是旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)（rotary　cell culture　system，RCCS），簡稱旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的圓柱狀培養(yǎng)容器中放置細(xì)胞或組織材料，并用培養(yǎng)液充滿整個容器。整個容器由電機(jī)驅(qū)動沿水平軸旋轉(zhuǎn)。細(xì)胞及組織在水平軸內(nèi)建立均質(zhì)的液體懸浮軌道，從而中和了大部分的重力效應(yīng)，使之處于微重力狀態(tài)。培養(yǎng)液及細(xì)胞／組織隨容器一起旋轉(zhuǎn)而不與容器壁和其他部件相撞，使得細(xì)胞維持在連續(xù)的自由落體狀態(tài)，以此來模擬細(xì)胞的微重力環(huán)境。在這樣的微環(huán)境中，細(xì)胞能以幾乎接近正常的方式進(jìn)行三維生長。由于系統(tǒng)無推進(jìn)裝置、氣體或液體加壓裝置、氣泡和攪拌器，使破壞性應(yīng)力降低。旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)中的細(xì)胞／組織通過膜式氣體交換器來吸入氧氣和排出二氧化碳。消除所有氣泡，以防其漩渦對細(xì)胞的生長帶來不利影響。消除破壞性應(yīng)力使生成的三維組織具有與父系相同的結(jié)構(gòu)和功能。其組織的培養(yǎng)密度為1010～1011細(xì)胞／ml；細(xì)胞的培養(yǎng)密度為108細(xì)胞／ml。與普通細(xì)胞培養(yǎng)裝置相比，有以下特點。

1．高分化度　旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)使具有高分化的人體組織能在實驗室中生長，以便模擬感興趣的器官和組織，如腺體和腫瘤。

2．模擬微重力　要在體外模擬正常組織的微環(huán)境因細(xì)胞外基質(zhì)太復(fù)雜和難適應(yīng)環(huán)境而受阻，而細(xì)胞外基質(zhì)對于調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架和細(xì)胞核基質(zhì)蛋白非常重要。旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)使分離原來在一起的細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)成分的重力問題得到解決，模擬體內(nèi)細(xì)胞所處的微重力狀態(tài)。

3．三維細(xì)胞培養(yǎng)　普通細(xì)胞培養(yǎng)裝置因要保持細(xì)胞的懸浮需要產(chǎn)生剪切力，這將影響細(xì)胞間或細(xì)胞與基質(zhì)間的穩(wěn)定，使組織和細(xì)胞集中于自身的修復(fù)，大大影響了細(xì)胞生長和其他正常生理功能。發(fā)酵罐主要用于培養(yǎng)大量細(xì)菌，不適于大量培養(yǎng)人及其他哺乳動物組織細(xì)胞，因很難把大量的細(xì)胞移植到發(fā)酵罐中，即使能夠培養(yǎng)，所得的細(xì)胞數(shù)也有限而且很難生成組織。旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)可用于培養(yǎng)任何組織，而且可用于大規(guī)模生產(chǎn)，其細(xì)胞的成活率平均為97%而且分化度高。

二、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)的分類

（一）旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞／組織灌注培養(yǎng)系統(tǒng)

1．基本結(jié)構(gòu)　該系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)容器和外圍的環(huán)路部件（蠕動泵、多歧管、氧交換器和手動閥門等）通過管道連接而成。氧氣和二氧化碳交換是通過與外環(huán)相連的由硅膠材料制成的交換器提供。蠕動泵用于保證培養(yǎng)液的注入和排出，以便得到更新。連接于裝有葡萄糖和NaOH溶液蓄液瓶的多歧管用于調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值。手動三通閥門用于使不需要的培養(yǎng)液流入到廢液瓶中或?qū)崿F(xiàn)培養(yǎng)液的循環(huán)。系統(tǒng)設(shè)計有兩個獨立的旋轉(zhuǎn)單元，故有兩個電機(jī)。一個用于驅(qū)動圓柱形培養(yǎng)瓶的旋轉(zhuǎn)，另一個用于驅(qū)動蠕動泵以調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的循環(huán)速度?？刂坪碗娫醋龀梢粋€單元，它的前面板按鈕可用于調(diào)節(jié)培養(yǎng)容器的旋轉(zhuǎn)速度和控制蠕動泵的轉(zhuǎn)速。速率計能顯示出兩個電機(jī)的轉(zhuǎn)速。連接旋轉(zhuǎn)基座與控制和電源單元的扁型電纜可穿過培養(yǎng)箱的密封條。

2．工作原理　該灌注式旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)通過使整個容器沿水平方向旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)容器中的細(xì)胞／組織在流體中懸浮的目的。在容器中無氣泡產(chǎn)生，這樣使抑制細(xì)胞生長的剪切應(yīng)力降低。所有的流體都通過蠕動泵來進(jìn)行循環(huán)，通過開啟培養(yǎng)液的閥門和把三通閥轉(zhuǎn)向廢液瓶，以此來注入、抽取和灌注整個系統(tǒng)。通過開啟葡萄糖或NaOH閥和把三通閥轉(zhuǎn)向廢液瓶，以此來注射葡萄糖溶液或NaOH溶液。通過關(guān)閉所有的輸入閥并把三通閥轉(zhuǎn)向循環(huán)系統(tǒng)，用于培養(yǎng)液的循環(huán)。用“回轉(zhuǎn)器”的懸浮原理，懸浮細(xì)胞和貼壁細(xì)胞（其載體為固態(tài)支架：微載體珠粒、膠原巨珠、藻朊珠?；騊GA支架）都可在該容器中能較好地生長。組織的移植物能較好地在培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)或修復(fù)。灌注式旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)是水平旋轉(zhuǎn)的、無氣泡的膜擴(kuò)散式氣體交換的培養(yǎng)系統(tǒng)。培養(yǎng)液、細(xì)胞和細(xì)胞團(tuán)塊在容器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，它們不與容器壁或任何其他易致傷的物體相碰，使之處于微重力狀態(tài)。因該系統(tǒng)無推進(jìn)器、空氣升液器、氣泡或攪拌器，故幾乎沒有破壞性的剪切應(yīng)力，使得大細(xì)胞團(tuán)得以在模擬的微重力環(huán)境中形成。懸浮細(xì)胞和微載體珠粒上的貼壁細(xì)胞在水平的旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)容器內(nèi)產(chǎn)生一個均勻的、極低剪切力的液體懸浮軌道。隨著細(xì)胞的長大，可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)的速度來抵償沉降速率。

3．系統(tǒng)說明

（1）系統(tǒng)清洗：用洗滌劑和高純水清洗或浸泡系統(tǒng)中的所有部件，保證系統(tǒng)從一開始就達(dá)到無菌狀態(tài)。

（2）泄漏測試：氧交換器及管道用吹入空氣后再將浸入水中來檢查，保證無泄漏；多歧管用氣壓表測試，在無漏洞時系統(tǒng)才能使用。

（3）滅菌：電機(jī)和蠕動泵用環(huán)氧乙烷氣體滅菌；其他部件用高壓蒸汽滅菌。

（4）加注系統(tǒng)：安裝系統(tǒng)后，用無菌培養(yǎng)液灌注整個系統(tǒng)。

（5）細(xì)胞培養(yǎng)：將系統(tǒng)放入CO2培養(yǎng)箱，待溫度平衡后，接種細(xì)胞并進(jìn)行培養(yǎng)。

（二）旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞組織批量培養(yǎng)系統(tǒng)

1．基本結(jié)構(gòu)　包括：①55ml高截面縱橫比容器；②110ml圓柱形容器；③10ml高截面縱橫比容器；④系統(tǒng)的主機(jī)單元；⑤系統(tǒng)的控制和電源單元。

旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞組織批量培養(yǎng)系統(tǒng)提供兩種基本的旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)容器：圓柱形容器，呈管狀，有一個中央氣體交換膜芯，它是為培養(yǎng)貼壁細(xì)胞所設(shè)計；高截面縱橫比容器，為盤狀的培養(yǎng)容器，其內(nèi)壁由氧交換膜所組成。它是為培養(yǎng)懸浮細(xì)胞所設(shè)計。同時也可用作貼壁細(xì)胞的培養(yǎng)容器。

2．工作原理　旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞組織批量培養(yǎng)系統(tǒng)也是水平旋轉(zhuǎn)的、無氣泡的膜擴(kuò)散式氣體交換的培養(yǎng)系統(tǒng)。培養(yǎng)液、細(xì)胞和細(xì)胞團(tuán)在容器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，它們不與容器壁或任何其他易致傷的物體相碰。幾乎沒有破壞性的剪切力，使得大細(xì)胞團(tuán)得以形成。懸浮細(xì)胞和微載體珠粒上的貼壁細(xì)胞在水平的旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)容器內(nèi)產(chǎn)生一個均勻的、極低剪切力的液體懸浮軌道。相比普通系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)的一個主要的優(yōu)勢是進(jìn)行能分化或模仿父系組織結(jié)構(gòu)和功能的組織培養(yǎng)。實驗者能得到和在人體內(nèi)一樣的培養(yǎng)產(chǎn)物。這些細(xì)胞生長后形成與其父系組織類似的三維組織材料。因為破壞性的漩渦和碰撞力在水平的旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞組織批量培養(yǎng)系統(tǒng)中是極小的，故這些生長是可能的。這個非常低的剪切力的培養(yǎng)環(huán)境對于需要通過培養(yǎng)來生長任何脆弱細(xì)胞類型是同樣重要的。用旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞組織批量培養(yǎng)系統(tǒng)使實驗者能在普通的組織培養(yǎng)實驗室內(nèi)生成非常復(fù)雜的、脆性的組織。實驗者如果需要連續(xù)監(jiān)測他們的細(xì)胞培養(yǎng)的話，可在很短的時間內(nèi)進(jìn)行采樣而并不損傷所進(jìn)行的培養(yǎng)。加入細(xì)胞成分、化療成分、營養(yǎng)成分、化學(xué)成分或試驗性的化妝品而導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)變化的結(jié)果可被嚴(yán)密地觀測。收集培養(yǎng)產(chǎn)物非常簡單，只要旋開底蓋，倒出培養(yǎng)產(chǎn)物或移液管吸取。無須釋放劑或使用刮器。

3．系統(tǒng)說明

（1）微載體的準(zhǔn)備：通常的方法是每1ml培養(yǎng)液中含5mg微載體珠粒。每個微載體珠粒中含10個細(xì)胞。對于大多數(shù)類型的細(xì)胞，細(xì)胞有效接種密度2．2×105細(xì)胞／ml培養(yǎng)液。

（2）容器的準(zhǔn)備：包括高截面縱橫比容器或圓柱形容器。注意不要把容器的任何部件放在漂白的、酸性的或堿性的清洗溶液中，因容器會吸收這些溶液而帶毒，進(jìn)而破壞細(xì)胞的生長。研磨性的清潔劑或丙酮等強力有機(jī)清潔劑將損壞塑料部件，從而使容器無法使用。應(yīng)嚴(yán)格按操作說明中所提供的清洗方法進(jìn)行。把容器的所有部件放入充滿用于清洗組織培養(yǎng)實驗器皿的中性的洗滌液中，浸泡1h。氧交換膜及塑料部件上的殘留物用軟刷來清洗。用超純水來連續(xù)漂洗并浸泡容器部件。把容器的部件從水中拿出，然后放置于吸墊上使其干燥。再重新組裝。用100%的乙醇注滿容器，浸泡24h。通過端口把乙醇倒出（先把旋鎖式注射器的閥打開）。用超凈水灌滿容器，浸泡24h。通過端口或旋鎖式注射器閥把水倒出。

（3）消毒：組裝好的容器可用高壓蒸汽滅菌法或用100%的乙醇注滿容器，浸泡過夜。用起消毒作用的磷酸鹽的緩沖液徹底漂洗以便去除乙醇的殘跡。

（4）容器的條件化：把容器接到旋轉(zhuǎn)基座上后，一起放入CO2培養(yǎng)箱內(nèi)。把電源和信號單元的扁形電纜通過培養(yǎng)箱的密封條連到旋轉(zhuǎn)基座上。電源必須放在培養(yǎng)箱的外面。確保旋轉(zhuǎn)基座是平穩(wěn)的。把最初速度置于12～14r／min。旋轉(zhuǎn)容器過夜，檢查是否有漏和消毒是否徹底。

（5）細(xì)胞培養(yǎng)：通過端口把培養(yǎng)液吸出。用無血清的培養(yǎng)液注滿容器的50%，加入細(xì)胞和微載體珠粒。因血清的加入會使泡沫產(chǎn)生，并會加大以后去除氣泡的難度，因此要去除血清。對所用的細(xì)胞進(jìn)行計數(shù)或切碎原組織（每5ml培養(yǎng)液中有10個1mm的小塊），調(diào)整細(xì)胞濃度，加入合適的清洗過的、預(yù)制的微載體珠粒（5mg／ml）來稀釋細(xì)胞。用10ml的注射器把細(xì)胞／微珠／培養(yǎng)液通過端口注入。加入合適數(shù)量的血清并把容器用培養(yǎng)液灌滿。把容器接到旋轉(zhuǎn)基座上后，一起放入CO2培養(yǎng)箱內(nèi)。開啟電源，若對組織顆粒或在微載體上的細(xì)胞培養(yǎng)，把初始旋轉(zhuǎn)速度置于15～20r／min；若培養(yǎng)懸浮細(xì)胞，則初始旋轉(zhuǎn)速度置于10r／min。細(xì)胞和細(xì)胞團(tuán)應(yīng)該隨著容器一起旋轉(zhuǎn)，而不應(yīng)沉淀于容器內(nèi)，也不會與容器壁或氧交換膜芯相碰。當(dāng)速度調(diào)好后，細(xì)胞和細(xì)胞團(tuán)將沿著容器內(nèi)的軌道旋轉(zhuǎn)。隨著細(xì)胞團(tuán)顆粒體積的增加，為了抵御不斷增大的貼壁細(xì)胞的沉降速率，旋轉(zhuǎn)速度需要相應(yīng)地增大。

（6）培養(yǎng)液的更換：關(guān)閉電源后馬上把容器的基座卸下，在超凈工作臺中通過端口把培養(yǎng)液吸出。通常留下少部分培養(yǎng)液于容器中。然后通過旋鎖式注射器或滅菌的滴定管來對容器加培養(yǎng)液。培養(yǎng)液須沿容器壁加入（不打擾細(xì)胞團(tuán)的顆粒）。把容器接到旋轉(zhuǎn)基座上后，一起放入到CO2培養(yǎng)箱內(nèi)，開啟電源，調(diào)好所需的旋轉(zhuǎn)速度。

三、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

由于旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)所具有的特點，使之在組織工程領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用。

1．組織移植　用旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)的肝和正常的肝組織在整體上無區(qū)別，可用于局部肝組織移植。經(jīng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)的人工皮膚具有極高分化度，避免了以前培養(yǎng)的皮膚在擴(kuò)展性、靈活性和膚色的不足，使皮膚移植成為可能。

2．組織再生　經(jīng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)的軟骨組織，密度極高，可用于治療關(guān)節(jié)損傷，促進(jìn)軟骨再生。經(jīng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)的骨髓，生長情況極佳，而且可以連續(xù)增生和低溫冷凍保藏，可建大型骨髓庫，推行大規(guī)模的骨髓再生。

3．疾病治療　胰島素經(jīng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)后能植入體內(nèi)繼續(xù)生長，無數(shù)患者可望免去長期注射胰島素。對腫瘤組織活體取樣，與自身的白細(xì)胞或淋巴細(xì)胞在旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)中混合培養(yǎng)，刺激或激發(fā)它們來識別和攻擊腫瘤組織，然后把經(jīng)激活的有殺傷力的細(xì)胞直接注入病灶，用于治療腫瘤。

4．病理模型　在旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)中培養(yǎng)人的器官、腺體和淋巴結(jié)，然后使這些器官受到感染，再跟蹤其生長。將藥物用于被感染的經(jīng)培養(yǎng)的組織模型上，研究其對抗疾病的效果及其對抗方式。腫瘤組織的培養(yǎng)有利于測試化療藥物對來自患者體內(nèi)的經(jīng)培養(yǎng)和分化的腫瘤的療效，避免了用藥的盲目性。以往的方法是在鼠的組織模型上進(jìn)行的，由于物種的差異使某些腫瘤在鼠體內(nèi)的生長情況并不好。在旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)中所有的腫瘤組織都可生長，避免用鼠作動物模型中存在的鼠蛋白的干擾。

5．生產(chǎn)生物制劑　以前丙肝疫苗效果不佳的原因之一是用來產(chǎn)生這種疫苗的病毒并不生長在人的肝臟中，用旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)的肝使產(chǎn)生肝炎疫苗的病毒生長在人的肝臟中成為現(xiàn)實。經(jīng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)的高分化的人體組織，當(dāng)其被刺激后能分泌有治療作用的蛋白。經(jīng)培養(yǎng)的神經(jīng)組織產(chǎn)生的神經(jīng)生長激素能修復(fù)脊椎的損傷。因此用這種系統(tǒng)可生產(chǎn)激素、酶和其他由人體組織產(chǎn)生的蛋白等基因工程產(chǎn)品。

四、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)應(yīng)用的局限性

旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)盡管具有很多優(yōu)點和廣泛的應(yīng)用范圍，但它存在一些局限性。首先，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理決定了其培養(yǎng)的對象只能是各相同性的組織和器官，如軟骨、肝、肺及腫瘤等，對于各相異性的組織和器官，如長段骨、肌腱、韌帶等各相異性的組織和器官的培養(yǎng)，旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)難以模擬這些組織和器官在體內(nèi)的力學(xué)微環(huán)境，因此使用效果并不理想。其次，該系統(tǒng)用于工程化組織或器官培養(yǎng)時，其支架材料的選擇有限，只能選擇一些質(zhì)地較輕的物質(zhì)，如聚合物、膠原等，較重的支架材料，如羥基磷灰石、鈦合金等不能用于該系統(tǒng)的培養(yǎng)。最后，用旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行較長時間的工程化組織和器官培養(yǎng)，其中細(xì)胞能否長期保證其表型和分化特征，以及培養(yǎng)“成熟”的組織和器官植入體內(nèi)的營養(yǎng)、血供及免疫學(xué)等問題都有待闡明。

因此，研制模擬體內(nèi)細(xì)胞動力微環(huán)境、用于工程化組織和器官構(gòu)建的儀器和裝置仍然是必需的，這依賴于工程學(xué)的發(fā)展和生命科學(xué)的進(jìn)步，在這方面的研究顯得尤為重要，某種程度上制約著組織工程學(xué)的發(fā)展。