主要观点总结
本文主要介绍了类器官在生物医学领域的重要性以及生物反应器技术在类器官培养中的应用。文章详细探讨了搅拌式生物反应器、微流控生物反应器、旋转壁式容器和电刺激生物反应器这四类生物反应器的原理、在类器官培养中的应用、优势与局限，并展望了未来生物反应器技术的发展方向。
关键观点总结
关键观点1: 类器官的重要性
类器官作为模拟天然组织部分结构和功能的三维细胞培养物，在生物医学研究领域正发挥着越来越重要的作用，其应用领域包括器官发育、疾病建模以及药物研发等。
关键观点2: 生物反应器技术在类器官培养中的应用
生物反应器是用于类器官体外培养的重要工具，不同类型的生物反应器如搅拌式、微流控、旋转壁式和电刺激生物反应器各有其独特的优势和局限性。它们在类器官培养中发挥着关键作用，能够更好地支持多种组织类型的类器官生长、分化和成熟。
关键观点3: 未来生物反应器技术的发展方向
未来生物反应器技术的发展将更注重解决当前存在的问题，如提高操作的简便性、降低成本、提高技术的精度和可靠性等。同时，组合式生物反应器的研究也将成为热点，以满足类器官培养的多样化需求。此外，随着技术的发展，遗传工程手段将更多地应用于类器官培养，生物反应器技术有望推动类器官在临床应用领域的转化和发展。
正文
三、微流控生物反应器
微流控生物反应器（MFB）结合了传统二维和三维培养方法以及其他生物反应器平台的优点，为类器官培养提供了更精确的微环境控制 ，其结构如图 1B 所示 。
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功能与应用
：MFB 通过外部或内置的泵使流体在微小的通道和腔室中流动，实现氧气、营养物质的供应和废物的排出 。同时，它还能通过二次入口注入补充物质，并利用层流特性精确调控微环境 。此外，MFB 常集成多种传感器，用于实时监测实验数据，如 Zhang 等人构建的用于肝和心脏类器官培养的模块化传感 MFB 平台，可实现对多种生物标志物和培养环境参数的监测 。
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类器官培养的优势
：MFB 能精确调节微环境参数，这对于类器官培养至关重要，有助于提高类器官的培养质量，确保其更均匀地发育和定向分化，减少传统培养方法带来的不确定性和异质性 。此外，MFB 还能模拟生理条件，为研究细胞对特定刺激的反应提供动态平台 。
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在类器官培养中的应用实例
：Fu 等人利用 MFB 成功诱导了多细胞球体的形成和培养，该 MFB 通过特殊的光刻技术制造，能有效促进细胞聚集和物质交换 。Wang 等人使用配备可灌注微柱阵列的 MFB 对 hiPSC 来源的肝类器官进行长期培养，结果显示，在动态培养条件下，肝类器官的细胞活力更高，分化效果更好（相关数据可
参考图 3
） 。Achberger 等人构建的视网膜芯片（RoC）MFB，为视网膜类器官和视网膜色素上皮细胞的共培养提供了更接近生理条件的环境，显著促进了外段结构的形成（见图 4） 。
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局限性
：MFB 的制造过程复杂且耗时，所使用的材料可能存在生物相容性问题，影响细胞行为并产生有害副产物 。此外，MFB 的基础组件制造难度大、成本高，实验规模放大困难，长期实验还容易受到污染，且监测和评估类器官培养状态也较为复杂（
表格 2：Selected studies utilizing microfluidic bioreactors for organoid culture，呈现使用微流控生物反应器进行类器官培养的相关研究，包括细胞来源、目标、生物反应器设置和结果等，帮助读者梳理其应用案例
）。
四、旋转壁式容器
旋转壁式容器（RWV）最初由 NASA 开发，其工作原理基于 clinostat，通过容器的旋转产生低剪切混合和模拟微重力环境，主要有慢转侧式容器（STLV）和高纵横比容器（HARV）两种类型，如图 1C 所示 。
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在类器官培养中的用途
：RWV 对细胞培养有诸多益处，能促进细胞在低剪切环境下的混合，提高细胞性能 。例如，在 RWV 中培养细胞可使重组蛋白产量显著增加 。在类器官培养方面，RWV 可用于促进球体形成和干细胞的体外扩增，还能推动类器官向特定组织类型分化 。如 Wilkinson 等人利用 RWV 成功培养出肺组织类器官，DiStefano 等人发现 RWV 培养的视网膜类器官生长和成熟速度更快（相关数据可
参考图 5
） 。
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模拟微重力环境
