综述：水相两相乳化系统在三维细胞培养中的应用

（编辑推荐）本综述系统阐述了基于水相两相系统（ATPS）的乳液技术如何革新三维（3D）细胞培养领域，通过模拟体内微环境构建细胞球体（spheroids）和细胞网络，显著提升癌症研究、药物测试（如纳米颗粒递送系统）及组织工程的生理相关性。其无支架培养策略为个性化医疗和减少动物实验依赖提供了新范式。

　　

摘要

水相两相系统（ATPS）驱动的乳液和毛细管悬浮技术正重塑三维细胞培养范式。这种技术通过模拟天然组织的微环境架构，显著增强了细胞间相互作用，使3D培养模型在癌症研究、药物毒性测试及组织再生等领域展现出超越传统二维（2D）培养的生理相关性。以胶体为模板形成的细胞球体和网络，为解析实体瘤中癌细胞与环境互作、优化药物模型及研究转移机制提供了新工具。

引言

ATPS乳液技术通过液-液相分离（LLPS）原理，将细胞定向富集于葡聚糖（DEX）相液滴中，24-48小时内即可自组装为单/共培养球体。这种动态微环境不仅支持细胞存活，还推动了更精准的个性化药物测试平台发展，有望减少对动物模型的依赖。

水相两相系统作为模板

LLPS现象使疏水分子富集于有机相而亲水分子保留在水相，这一特性被创新性应用于细胞组装。例如，聚乙二醇（PEG）-DEX体系形成的乳液滴可作为“生物反应器”，引导细胞在界面自组织为3D结构。

3D细胞培养在ATPS中的应用

相较于悬滴法或水凝胶包埋，ATPS乳液技术无需支架即可快速生成球体。DEX相中的细胞在PEG连续相中自发聚集，形成稳定的类器官模型，尤其适用于研究肿瘤微环境中的细胞通讯和药物渗透动力学。

结论与展望

ATPS技术已从生物分子分离跃迁至3D细胞构建领域。其生成的簇状球体（clusteroids）能高效评估靶向纳米药物的递送效率，结合患者来源细胞可定制个性化治疗方案。未来方向包括优化生物打印兼容性和人工器官原型构建。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非原文信息）