二維細(xì)胞培養(yǎng)，通常指在芯片微型腔體內(nèi)進(jìn)行的細(xì)胞生長。芯片內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)便于開展大量微環(huán)境下細(xì)胞的長期監(jiān)測與分析研究，擴(kuò)大微流控芯片在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。從細(xì)胞生長環(huán)境而言，微流控芯片細(xì)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(jìn)行細(xì)胞生長增殖，且一般以分子擴(kuò)散形式提供細(xì)胞生長所需養(yǎng)分；而連續(xù)流培養(yǎng)則是將細(xì)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(xì)胞的活性和實現(xiàn)細(xì)胞生長。目前已實現(xiàn)微流控芯片內(nèi)多種細(xì)胞的生長與增殖。研究員制備了一種高通量、低剪切力細(xì)胞培養(yǎng)芯片，并進(jìn)行了不同種類細(xì)胞(包括人神經(jīng)膠質(zhì)瘤SY5Y 細(xì)胞、Hela 細(xì)胞、NIH 3T3 成纖維細(xì)胞和原代牛上皮細(xì)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(xì)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(xì)胞，研究員制備的一種含有多組三角形微腔的零流速細(xì)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(xì)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(xì)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(jìn)行細(xì)胞的連續(xù)滯留實現(xiàn)代。同時，針對芯片內(nèi)細(xì)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(xì)胞兼容性。