分化誘導的成功讓團隊獲得了功能性的胰臟細胞，但這距離真正的類器官還有關鍵一步。在易新亮的實驗室裡，趙坤正面臨著新的挑戰：如何讓這些二維培養的胰臟細胞在三維環境中自組織形成具有複雜結構的類器官。
“體內的胰臟不是一個簡單的細胞集合，而是一個精密的微型器官，”趙坤在團隊會議上展示著胰臟的解剖圖，“它有特定的結構，包括胰島、腺管、血管網路等。我們的目標就是在體外重現這種結構。”
張悅從文獻研究中發現，目前國際上常用的三維培養方法主要是使用基質膠。“Matrigel是目前最常用的三維培養基質，它能夠模擬細胞外基質的環境，促進細胞自組織。”
但易新亮提出了疑問：“Matrigel是從小鼠腫瘤中提取的，成分複雜且批次間差異大，將來如果用於臨床治療可能會存在安全性和一致性問題。我們能否開發更安全可控的替代方案？”
尹美秋從傳統醫學角度補充道：“湘水易醫強調“形與神俱”，形態結構的完整性對功能發揮至關重要。我們可以考慮在培養體系中加入一些促進組織形成的中藥成分。”
團隊決定雙軌並行：一方面使用Matrigel進行方法建立，另一方面研發基於天然材料的新型培養體系。
趙坤首先開始了Matrigel培養的實驗。他將分化得到的胰臟細胞重懸後與Matrigel混合，然後在培養板中形成一個個小滴。在適宜的培養條件下，這些細胞開始自發聚集。
“看，細胞開始移動了，”趙坤在顯微鏡下觀察著培養情況，“它們正在尋找自己的位置。”
隨著時間的推移，細胞團逐漸形成更加規整的結構。一些細胞開始表達特定的空間分佈模式，類似於體內胰島的組織結構。
然而，問題也隨之出現。這些三維培養的細胞團大小不一，形態不規則，而且只有約30%的細胞團能夠形成良好的結構。
“我們需要更精確地控制培養條件，”張悅分析著資料，“可能是細胞密度、基質濃度或者培養液成分需要最佳化。”
與此同時，尹美秋開始研發基於天然材料的三維培養體系。她選擇了海藻酸鈉和殼聚糖這兩種生物相容性好的材料，這些都是從天然海藻和蝦殼中提取的。
“海藻酸鈉能夠形成溫和的凝膠，殼聚糖具有促進組織再生的作用，”尹美秋解釋著她的選擇，“而且我們可以透過調節濃度來精確控制凝膠的物理特性。”
更創新的是，尹美秋在這些天然基質中添加了微量的中藥提取物。“黃芪多糖和山藥黏液質可能會促進細胞間的連線和通訊，”她說，“這些都是傳統上用於健脾益氣的藥物。”
令人驚喜的是，這種新型培養體系顯示出了更好的效果。在海藻酸鈉-殼聚糖基質中培養的細胞團更加規整，大小均一性明顯提高，而且形成良好結構的比例達到了60%以上。
“這個結果很有意義，”易新亮觀察著培養結果，“不僅解決了生物材料的安全性問題，還提高了培養效率。”
但團隊很快發現了新的問題：在三維培養中，位於細胞團內部的細胞往往因為營養和氧氣供應不足而死亡，影響了類器官的整體功能。
“這是三維培養中常見的核心壞死問題，”趙坤指著切片影像說，“內部的細胞無法獲得足夠的營養。”
張悅提出瞭解決方案：“我們可以嘗試在培養體系中加入促血管生成因子，誘導類器官內部形成血管樣結構。”
尹美秋則從另一個角度思考：“在湘水易醫的理論中，“氣”的推動是營養物質輸布的關鍵。我們是否可以透過生物電刺激來模擬這種“氣”的推動力？”
團隊再次決定嘗試結合的方法。趙坤在培養體系中加入了血管內皮生長因子，促進血管樣結構的形成。同時，尹美秋設計了一個三維電刺激裝置，對培養中的類器官施加微弱的交變電場。
“這個電場強度很弱，不會損傷細胞，但可能會促進營養物質在類器官內部的擴散，”尹美秋解釋著她的設計理念。
效果確實顯著。經過電刺激的類器官內部壞死明顯減少，細胞存活率提高，而且開始自發形成更加複雜的結構。
在培養的第七天，團隊觀察到了一個突破性的現象：在一些類器官中，細胞開始自發分化為不同型別的內分泌細胞，並形成類似體內胰島的結構：中央是胰島素分泌細胞，周圍是胰高血糖素和生長抑素分泌細胞。
“這太不可思議了，”張悅在顯微鏡下激動地說，“它們不僅在形態上模仿了胰島，在細胞型別組成上也重現了體內的模式。”
進一步的功能測試顯示，這些三維培養的類器官對葡萄糖刺激的反應更加敏感，胰島素分泌功能比二維培養的細胞提高了三倍以上。
“三維結構顯然促進了細胞的功能成熟，”趙坤記錄著實驗資料，“細胞間的相互作用對功能表達至關重要。”
隨著培養技術的最佳化，團隊開始建立標準化的三維培養流程。他們確定了最佳的細胞接種密度、基質配比、培養液成分和培養時間，使類器官的培養更加可控和可重複。
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