药物发现仍然是一项困难的研究，因为临床试验的成功率相对较低。根据药理学前沿，一半以上的新药因为缺乏疗效而在第二或第三阶段的临床试验中失败，另有30%的新药因为安全性问题而失败。
对提高药物发现精确度的新技术的需求非常大。进入3D细胞培养。
几十年来，二维培养一直是药物研究中使用的基本细胞培养技术。但近年来，3D细胞培养模型已越来越多地应用于该过程的多个阶段，从靶点验证到先导鉴定再到临床前优化。
3D细胞培养模型最初是为肿瘤研究而开发的，现有的许多3D细胞肿瘤模型往往是3D生长的平板上的球体．但基于盘子的类器官是一种较新的发展，它们显示出作为药物发现工具的巨大潜力药物发现世界．
3D细胞培养也可用于培养患者特异性细胞，这就有可能在实验室培养的类器官上测试药物，从而在直接给患者用药之前预测药物反应。
3D细胞培养通常利用细胞外基质，细胞可以在其上生长的固体支架。自然衍生的ecm，例如康宁®Matrigel矩阵和其他所谓的基底膜水凝胶，被广泛用于3D细胞培养。基质基质是细胞外基质的优化版本。
在早期，人们认为ECM主要提供结构支持，但研究人员现在知道ECM积极影响细胞行为，根据《药理学前沿》．ECM各组分的动态变化调节细胞生长、细胞信号转导和细胞骨架组织。ECM的组成可以影响细胞对药物的反应，促进耐药性，增强药物疗效，甚至改变药物的作用机制。
基质基质像天然胶原蛋白一样，通过整合素受体促进细胞附着。这导致了“细胞信号通路的激活，控制细胞的生存、生长和分化，”《心理学前沿》指出，“并可以调节对治疗方法的反应，包括化疗、免疫治疗和放疗。”矩阵矩阵也可以方便的简化工作流程瀑样文化由于其可重复性和一致性。
生长在微板上的细胞球体，例如康宁®球形微板，并嵌入ecm可以由多种类型的细胞产生，它们可以用于筛选检测调节肿瘤生长、侵袭和血管生成的化合物。
最近发表在抗癌的研究，悬滴型球体由头颈部鳞状细胞癌细胞系和原代人细胞产生。这项初步研究是用来自新鲜肿瘤活检组织的细胞进行的，并证实了这种方法开发一种可用于评估单个患者对常见化疗和实验药物敏感性的测定方法的可行性。
然而，根据《药理学前沿》，很难创造均匀的球形，控制大小以防止坏死和营养供应不足也是一项挑战。微井阵列等康宁®Elplasia板具有微腔技术，允许在一个培养皿的一个培养条件下创建数千个球体，也有利于以高通量的方式生产均匀大小的球体。
真实的3D细胞培养模型通过建模增强了药物发现过程在活的有机体内条件和微环境更加精确，产生了更好的临床结果。
研究方法和模型需要考虑到，对药物的反应不仅与肿瘤类型和细胞系有关，而且与周围的ECM、它们与基质细胞的相互作用以及免疫调节分子有关。
将3D细胞培养与患者来源的肿瘤细胞和不同亚型肿瘤细胞的类器官库结合起来的癌症药物的发现是可能的。这一发现可能会导致个性化药物疗法的发展，从而改善治疗结果，并减少强烈的副作用。
