综述：三维细胞培养技术在纳米毒理学中的应用：我们已经取得了哪些进展？

《Stem Cell Reviews and Reports》：Application of 3D Cell Culture Techniques in Nanotoxicology: How Far Are We?

工程纳米材料毒理学研究需从二维转向三维模型，包括无支架/支架三维培养、直接/间接细胞接触培养及微流控组织芯片等，以弥合体外与体内研究的差距，提升临床相关性。

摘要

研究工程纳米材料（ENMs）的毒理学特性及其潜在副作用具有重要意义。历史上，人们使用二维（2D）细胞培养来评估这些纳米材料的毒性，但由于二维细胞培养无法模拟体内细胞的真实行为，因此后来开发出了三维（3D）细胞培养系统。纳米毒性的研究通常从体外实验开始，随后进行体内实验，但由于“体外-体内”差异的存在，这些体内实验往往具有挑战性，并且有时会得出相互矛盾的结果。因此，科学家们开始关注微制造技术以及被称为“器官芯片”的工程系统，这些系统可以作为体外与体内实验之间的桥梁。本文旨在回顾传统的研究模型，并适当介绍新兴的3D细胞培养技术，包括无支架的3D细胞培养、基于支架的3D细胞培养、具有直接细胞接触或无细胞接触的3D共培养方法，以及基于微流控技术的组织芯片和类器官。总体而言，本综述旨在帮助读者更深入地了解工程纳米材料的毒理学特性，并填补理论与实际应用之间的知识空白。希望所提供的信息能够解决二维体外培养方法存在的问题，并展示工程纳米材料在治疗应用中的临床相关反应。

图形摘要

研究工程纳米材料（ENMs）的毒理学特性及其潜在副作用具有重要意义。历史上，人们使用二维（2D）细胞培养来评估这些纳米材料的毒性，但由于二维细胞培养无法模拟体内细胞的真实行为，因此后来开发出了三维（3D）细胞培养系统。纳米毒性的研究通常从体外实验开始，随后进行体内实验，但由于“体外-体内”差异的存在，这些体内实验往往具有挑战性，并且有时会得出相互矛盾的结果。因此，科学家们开始关注微制造技术以及被称为“器官芯片”的工程系统，这些系统可以作为体外与体内实验之间的桥梁。本文旨在回顾传统的研究模型，并适当介绍新兴的3D细胞培养技术，包括无支架的3D细胞培养、基于支架的3D细胞培养、具有直接细胞接触或无细胞接触的3D共培养方法，以及基于微流控技术的组织芯片和类器官。总体而言，本综述旨在帮助读者更深入地了解工程纳米材料的毒理学特性，并填补理论与实际应用之间的知识空白。希望所提供的信息能够解决二维体外培养方法存在的问题，并展示工程纳米材料在治疗应用中的临床相关反应。

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