1 当前细胞培养和观察的常用方法十九世纪起，当显微镜出现后，人们就开始尝试对细胞结构进行观察，并在二十世纪发展出细胞的培养技术。单层细胞的培养相对方便，而且商业化的显微镜非常适合于平面的、薄样品的观察，所以，在二十世纪的中后期，人们普遍采用 2D 的细胞培养方法，进行生物学的研究，以及进行药物的筛选、开发和疾病治疗的研究。2 2D 和 3D 细胞培养及对细胞的影响通常，2D 细胞培养不但被用来在体外研究不同类型的细胞，还被用来进行药物的筛选和评价等各个方面。这种单层的培养体系使细胞生长于聚酯或玻璃的表面，同时存在的培养液能够给细胞生长提供养分。无数的生物学家通过这种方式极大地推动了生物学和医学进展。然而，其简单的操作方法也造成了这种模式无法准确的描述和模拟细胞在体内复杂的微环境和各种复杂生物学过程，如细胞信号传递，生化过程或几何学改变。另外通过 2D 细胞培养方法获得的数据应用于体内也会造成一些误导和不可预测性。这些原因促使很多科学家将目标转向了 3D 细胞培养技术，一种在体外能够更加准确描述细胞真实微环境的方法。