体外培养是指将细胞、组织或器官置于人工模拟的生物环境中，使其维持生长或功能的生物技术 [1] [3]。该技术起源于20世纪初，亚历克西斯·卡雷尔和查尔斯·林德伯格通过体外灌注系统维持器官活力，推动了早期研究 [1]。剑桥实验室的托马斯·史澄威斯和霍娜·费尔发现体外培养细胞能保持类型，为组织工程奠定基础 [1]。现代技术如3D生物打印已应用于人造皮肤开发，并在药物测试和器官移植中展现潜力 [1]。外植体作为离体培养材料，在植物组织培养中广泛应用 [2]。细胞培养技术需控制营养、环境及代谢废物，无血清培养基和二氧化碳培养箱是常见工具 [3]。未来体外培养可能实现器官制造，但也面临伦理挑战 [1]。
- 中文名称
- 体外培养
- 英文名称
- in vitro culture
- 定 义
- 将活体结构成分（如活体组织、活体细胞、活体器官等）甚至活的个体从体内或其寄生体内取出，置于类似于体内生存环境的体外环境中生长和发育的方法。
- 应用学科
- 细胞生物学（一级学科），细胞培养与细胞工程（二级学科）
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- 学科分类
- 细胞生物学、细胞培养与细胞工程 [3]
- 应用领域
- 科学研究、药物研发、细胞治疗 [3]
- 相关技术
- 3D生物打印、无血清培养基 [1] [3]
- 常用设备
- 二氧化碳培养箱 [3]
- 外植体定义
- 离体培养的植物组织 [2]
- 培养对象
- 细胞、组织、器官 [1] [3]
历史发展
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20世纪初，亚历克西斯·卡雷尔通过体外灌注系统维持动物器官活力，发现鸡胚心肌组织可长期存活并劝纹艰再生 [1]。查尔斯·林德伯格与其合作戒催改进设泪婆戏备，推动器官体外保棕己船趋存研究 [1]。20世纪中后期，托马斯·史澄威斯和霍娜·费照罪尔证明体外培养的软骨细胞能保持类型并形成组织，成为组织工程雏形 [1]。同期，大卫·汤姆森成功培养鸡胚器官，J.B.S.霍尔丹提出体外制造己棕糠人类的设想 [1]兰棕键慨虹。
外植体应用
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外植体指离体培养的生物材料，在植物组织培养中特指用于体外培养的植物组织 [2]。其移植至人工环境后，可观察生长或用于繁殖。该技术为植物学研究提供重要手段 [2]。
现代进展与前景
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截至2021年，人造皮肤通过体外培养技术实现，用于药物测试替代动物实验 [1] [3]。3D生物打印结合细胞培养，可构建复杂组织结构 [1]。科学家探索利用细胞自组织能力培养器官，解决移植短缺 [1] [3]。但生物打印人体器官仍处研究阶段，伦理问题如体外制造人类需全球监管 [1]。
