二維細胞培養(yǎng)，通常指在芯片微型腔體內(nèi)進行的細胞生長。芯片內(nèi)的細胞培養(yǎng)便于開展大量微環(huán)境下細胞的長期監(jiān)測與分析研究，擴大微流控芯片在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。從細胞生長環(huán)境而言，微流控芯片細胞培養(yǎng)主要分為零液流培養(yǎng)模式和連續(xù)流培養(yǎng)模式。零液流培養(yǎng)多在相對封閉的微型腔體(如“Ω”型或“凸”型微腔)內(nèi)進行細胞生長增殖，且一般以分子擴散形式提供細胞生長所需養(yǎng)分；而連續(xù)流培養(yǎng)則是將細胞接種于連續(xù)流體環(huán)境下，再以較低流速液流直接供給養(yǎng)分，維持細胞的活性和實現(xiàn)細胞生長。目前已實現(xiàn)微流控芯片內(nèi)多種細胞的生長與增殖。研究員制備了一種高通量、低剪切力細胞培養(yǎng)芯片，并進行了不同種類細胞(包括人神經(jīng)膠質(zhì)瘤SY5Y 細胞、Hela 細胞、NIH 3T3 成纖維細胞和原代牛上皮細胞)的培養(yǎng)研究。該芯片主要由“C”字形培養(yǎng)腔陣列組成，通過液流控制調(diào)節(jié)腔內(nèi)液流剪切力至0.01 Pa，接近于體內(nèi)組織條件。該芯片設(shè)計實現(xiàn)了細胞的均一接種、低流速和低剪切力培養(yǎng)環(huán)境。對于非粘附性細胞，研究員制備的一種含有多組三角形微腔的零流速細胞靜態(tài)培養(yǎng)芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)酵母菌的長期培養(yǎng)與監(jiān)測。此外，基于微流控芯片的細胞傳代培養(yǎng)也已基本實現(xiàn)。此外，在微流控芯片培養(yǎng)腔內(nèi)實現(xiàn)了BALB/3T3 成纖維細胞連續(xù)5 代的培養(yǎng)，該芯片主要依托培養(yǎng)腔內(nèi)獨特的物理結(jié)構(gòu)進行細胞的連續(xù)滯留實現(xiàn)代。同時，針對芯片內(nèi)細胞培養(yǎng),芯片材料的表面改性研究也得到關(guān)注,如多糖修飾聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)表面用于提高細胞兼容性。