动物实验一直以来就被用于化合物的毒性评价，但随着细胞分子生物学的发展及实验动物“3R原则”的提出，动物实验逐渐被体外实验所替代。“3R原则”包括：①减少（Rduction），指在科学研究中，使用较少量的动物获取同样多的试验数据，或使用一定数量的动物获得更多实验数据的科学方法：②替代（Replacement），指使用其他方法而不用动物所进行的试验或研究，以达到某一试验目的，或是使用没有知觉的试验材料代替以往使用神志清醒的活的脊椎动物进行试验的一种科学方法：③优化（Refinement），指在符合科学原则的基础上，通过改进条件，善待动物，提高动物福利，或完善实验程序和改进实验技术，避免或减轻给动物造成的与实验目的无关的疼痛和紧张不安的科学方法。

体外试验源于拉丁语“in vitro”，原意是“在试管里”，即在试管内开展的试验和研究工作，后来引申为在生物体外，如试管、养瓶、培养皿内等进行的试验包括灌注器官、组织切片、细胞培养等。体外毒性评价不依赖于整体动物，而是使用细胞、组织、类器官等。体外毒性评价广泛用于化合物的危害研究和筛选，以及食品、药品和化妆品的安全性评价。虽然大多数体外毒性评价方法处于研究阶段，还没有被管理机构接受，但是体外毒性评价试验周期短，花费小，适用于大量化合物的筛选，在产品研发中占有不可或缺的地位。

图2.1 愿景中新的风险评估体系的组成(www.daowen.com)

体外毒性评价的研究涉及细胞毒性、遗传毒性、氧化应激、炎症反应、恶性转化等，涵盖了心脏、肝脏、肾脏、免疫系统、神经、生殖发育、内分泌等多系统。目前，全球的众多研究中心致力于生物医学科学包括毒理学中的体外替代方法的开发、验证和使用。随着体外评价技术的发展，以及新方法的结果被证明是可复制和重复的，这些替代方法将继续被接受。此外，科学界也通过考虑替代方法的优点和局限性，回应公众对减少动物使用的强烈呼声。