水凝膠是含有用水膨脹的連接聚合物網絡的凝膠狀材料。可用于細胞培養的水凝膠有多種形式，用于復制細胞外基質（ECM）的功能——細胞外基質是組織中包圍和支持細胞的材料。這種 ECM 本身就是一種復雜的水凝膠。

除了提供物理支持并允許分子進出細胞外，ECM 還包含錨定和指導細胞的功能基序。不同組織類型之間 ECM 的組成存在顯著差異。例如，在連接肌肉和骨骼的肌腱中發現的 ECM 含有大量蛋白聚糖

水凝膠類型

廣泛使用的水凝膠替代品包括：

1. 植物來源的水凝膠。

例如：海藻酸鹽（源自褐海藻）、瓊脂糖（紅海藻）和纖維素（例如 Growdex®，源自木漿）

2. 動物源性水凝膠

示例：明膠（通常源自豬軟骨）、膠原蛋白（皮膚或肌腱）、纖維蛋白（血液）、Jellagen®（水母）和（例如 Matrigel®）小鼠體內生長的腫瘤）

3. 合成水凝膠

示例：聚丙烯酰胺（僅適用于 2D 細胞培養）和聚乙二醇 (PEG)

4. 復合材料

示例：明膠/多糖、肽/瓊脂糖

5. 自組裝多肽 (SAPH)

示例：PeptiGel®

使用哪種水凝膠？

研究人員越來越多地從動物源性水凝膠轉向限定的凝膠。這些定義的水凝膠可以清楚地了解水凝膠對細胞培養系統的影響。自組裝多肽水凝膠（例如 PeptiGel®）具有很大優勢，因為它們可以從頭開始定義和構建，仔細添加所使用的特定細胞所需的功能。 PeptiGel® 不僅僅是一種肽，而是一個家族。 PeptiGel® 允許采用定制的 ECM 方法，而不是一刀切。