在药物研发过程中,药物的毒性评价是基于传统的二维体外细胞实验为基础,随后进行动物实验及临床试验用于评估新的候选药物的毒性。在药物研发早期,通过3D细胞培养技术来预测药物在体内的作用,可以有效降低药物的研发成本。3D细胞培养技术是在体外培养由人类细胞组成的3D细胞模型,产生更多与人体试验相似的数据,满足了临床前评价需要尽可能贴近临床反应的要求,并有助于减少动物在药物研发中的使用。3D细胞球体是一种很有前途的3D细胞培养方式。通过凝胶、重力、磁场等方式,一种或多种细胞可聚集形成细胞球体。细胞球体中存在的细胞外基质（ECM）可以促进细胞与细胞之间的直接相互作用,从而具备原生器官和组织的部分结构和代谢功能。相较于其他3D细胞培养模型,3D细胞球体培养方法简单、成本低,在对药物的高通量筛选中有很大的应用前景。近年来,细胞芯片系统也已成为研究药物毒性评价的重要手段。相关研究开发出了可支持细胞长期培养并具备体内细胞相似的代谢能力的微流控芯片。将药物作用于3D细胞芯片,芯片可原位生成化合物代谢物并快速评估其毒性。随着一些新型支架材料的应用,建立的低成本、简单的3D细胞培养模型为药物开发提供了巨大的机会。目前常用的3D细胞培养支架包括天然支架（例如胶原、纤维蛋白、甲壳素等）、人工合成支架等（聚乳酸、聚羟基乙酸、医用碳素材料、生物玻璃等）。目前3D培养技术已广泛应用于肝毒性、神经毒性、遗传生殖毒性、心脏毒性等方向的研究中。虽然3D细胞培养模型已成为药物发现和开发的一个有前途的工具,但其可比性和重现性仍是一个紧迫的问题。此外,由于缺乏标准化的操作流程以及与当前评价系统的兼容性问题,即使相同的3D细胞模型,在药物研究中也存在较大的实验室间差异和数据结果差异。因此,研究者需要更多研究探索现有3D细胞培养模型的不同分类的特点,并与目前较为常用、可靠的细胞培养模型进行比较,充分了解它们的应用领域和应用价值。