在体外用组织工程方法构建骨与软骨,用一般传统的细胞培养方法和培养系统,很难满足机 体的组织器官的细胞生长所需的高标准要求。天然机体细胞都是处于机体提供的动力微环境 中生长的,通过模拟体内组织细胞生长所处微环境动力学征,构建组织工程的培养系统和培 养方法,可能为体外的骨、软骨细胞生长提供理想的环境。研究者们已构建了多种能提供微 动力环境的培养系统,如:模拟微重力旋转生物反应器系统、固体转动旋转生物反应器、搅动混合旋转培养瓶系统、环绕混合培养皿系统。K J Gooch研究了在搅动混合 旋转培养瓶系统中,不同的混合强度对软骨细胞的生长效应,结果在该系统中培养形成的软 骨含有较多的胶原成分和较少的GAG。K J Gooch认为,培养系统的流体微动 力环境促进了GAG从软骨中释放到培养基中,而且微动力环境会减少培养基中的CO2浓度,而提 高O2浓度,从而影响细胞生长。较系统地研究了在上述4种培养系统中组织工程软骨的生长情况,发现在模拟微重力旋转生物反应器系统的培养环境下,培养相同时间的组织工程软骨具有最大比例的新生组织和GAG,后者 为软骨随压力所必需ECM成分之一。 从软骨组成的成分看,该系统的动态环境促进由圆形软 骨细胞、胶原和GAG组成的软骨结构的形成。此外,Sittinger M等发明了一 种灌注培养系统,这种系统能恒定提供细胞所需的各种养分,在长期培养过程中能保持培养 基的pH值和葡萄糖浓度的稳定,用于三维生物材料聚合物-细胞的培养试验显示出较好的效 果,能为组织工程器官组织提供可靠的培养环境。