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体外培养新技术正逐步取代传统动物模型，用于药物测试和生理生化研究。近日，美国政府宣布360只黑猩猩正式从药物测试中退役，标志着动物实验的减少。研究人员相信，实时3D细胞培养和器官芯片技术未来将广泛应用于药物筛选和疾病研究。

3D细胞培养平台能够模拟体内微环境，提供更真实的细胞表型。Reinnervate公司推出的Alvetex®支架是一种聚苯乙烯多孔支架，支持细胞三维生长，已用于皮肤、肝脏、干细胞和肿瘤侵袭模型。该公司正扩大生产规模，计划今年推出正式产品。

然而，3D细胞培养仍面临挑战。HTStec公司John Comley博士指出，仿生支架中细胞增殖能力差、基质成分复杂，且后期培养和细胞提取困难，需要高通量自动化解决方案。台湾国立成功大学开发了高通量灌流微流体系统，旨在提供用户友好的3D培养工具。

微流体细胞培养系统是革命性方法，但存在兼容检测方案缺失和基础数据不足的问题。研究人员对比新方法与传统培养模型，发现不同培养体系可能导致评价差异，需研究细胞生理差异以避免误解。

器官芯片技术通过微流体芯片模拟器官功能。Hurel公司开发的“生物芯片”包含多个器官隔室，通过微泵循环培养液，模拟体内生理参数。该技术兼容质谱、免疫组化、免疫荧光和基因表达检测，可用于药物代谢和毒性研究。

器官芯片在医药研究中潜力巨大：可模拟人体试验，降低药物研发成本与风险；解决无动物模型疾病（如克罗恩病）的测试难题；避免动物保护道德争议。

代表性研究机构包括：

1. 哈佛大学Wyss研究所：开发仿生微系统，Don Ingber博士因器官芯片获3R奖和毒理学协会基础科学前沿奖。

2. Zyoxel公司：基于LiverChip平台开发免疫活性人类肝脏模型，参与DARPA资助的“芯片上人体”项目，整合10组微型器官。

3. 日本东京大学：构建芯片同时培养肠道、肝脏和乳腺癌细胞，测试抗癌药物反应，成本低廉且减少动物使用。

4. 美国默沙东制药公司：利用芯片模拟肺器官，研究哮喘治疗方法，有望节省数百万美元研发费用。

目前，药物监管部门尚未完全接受该技术替代动物实验，但葛兰素史克、阿斯利康等公司正在审核其可行性，多个实验室已开始模拟肾脏、肝脏等器官功能。