近日，大連理工大學化工學部生命科學與技術學院王華楠教授課題組在《Small》雜志上報道了一種基于多瓣結構微凝膠的單細胞組裝和細胞3D共培養技術。研究人員利用微流控液滴技術實現高通量制備可控微結構的水凝膠顆粒（微凝膠），并以微凝膠的多個獨立腔室為三維基質，實現不同種類單個細胞的組裝和共培養。這一技術為研究單細胞水平細胞間相互作用提供了新平臺。

微流控制備復雜結構微尺度材料是近年來微納米材料領域的研究熱點，尤其是典型的多瓣微凝膠制備技術需要使用劇烈、快速的交聯反應——往往導致細胞毒性而難以用于動物細胞固載。王華楠教授課題組與美國哈佛大學David Weitz教授課題組合作，成功建立了一步法、高通量制備多瓣微凝膠的微流控方法，并從證實這一方法包埋細胞的活性和功能性。

圖1 微流控液滴技術制備可控微觀結構的多瓣微凝膠。

研究人員進一步以陰陽結構（Janus）微凝膠為模板，在單細胞水平將間充質干細胞（MSC）與臍靜脈血管內皮細胞（HUVEC）包埋于單個微凝膠中，并觀察到在同時包有兩種單細胞的微凝膠中，MSC出現成骨分化。

圖2 以多瓣結構微凝膠為三維基質實現不同種類單個細胞的組裝和共培養。

張麗媛博士為該論文的第一作者，王華楠教授和哈佛大學David Weitz教授為共同通訊作者。該項目得到國家自然科學基金的資助。