把三维环境拆成可比较的组分
美国维克森林大学医学院（Wake Forest School of Medicine）等团队在 2023 年的 Scientific Reports 报道一种人气道组织等效模型。研究重点是培养环境能否保持支气管上皮的屏障与分化，作者将其作为后续吸入药物和毒性研究的模型基础。
模型使用原代人支气管上皮细胞，比较肺来源可溶性细胞外基质（extracellular matrix，ECM）与人肺成纤维细胞的作用。在约 2、5、10 kPa 3 种硬度中，分别设置两者都有、仅含其中 1 种或两者都无的 4 种组合，共 12 组三维条件，另有常规二维气液界面（air–liquid interface，ALI）培养。
各组在 28 天 ALI 培养中检查表面完整性、跨上皮电阻（transepithelial electrical resistance，TEER）及分化，并与人气道组织或已发表的人气道转录资料比较。当前系统是培养插入物中的三维模型，文中加入流动和吸入药物的微流控形式属于后续计划。
完整组保持屏障，软材料中也有例外
同时含成纤维细胞和肺 ECM 的 3 组保持超过 99% 的上皮表面覆盖，终点 TEER 达到各自基线的 7 倍以上。缺少这些支持成分的多数组出现上皮脱离或孔洞，覆盖低于 50%，电阻回到接近基线。
软材料中仅含成纤维细胞的 1 组是例外：它同样保持高覆盖，TEER 约为自身基线的 4 倍，但低于同时含 2 种成分的组。后续组织学显示，这一组形成 2–3 层上皮，缺少明显的假复层和纤毛特征，因而没有进入完整分化表型的后续比较。
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二维组的屏障电阻更高
二维 ALI 培养的 TEER 约为自身基线的 10 倍，终点值显著高于全部三维组。上皮紧密连接蛋白 1（zonula occludens-1，ZO-1）在二维与完整三维模型中均可见；作者指出，目前缺少可直接参照的人体气道正常电阻值。
电阻反映离子通过屏障的难易，分化及其他功能需另作评价。本文测量扣除空白并按面积表示为 Ω·cm²；2 种空白插入物的电阻没有显著差异。图 3 的覆盖测量为 n=6，电阻为 n=12，原文未将这些测量数界定为相应数量的独立供者。
上皮厚度和纤毛覆盖更接近人组织
在同时含 2 种支持成分的三维组中，上皮平均厚度随硬度从约 38.4 µm 增至 52.2 µm，二维约 22.8 µm，人气道约 61.6 µm。最硬组仍与人组织有显著差别；作者提出，还需扩大硬度范围并结合具体气道部位继续比较。
多光谱染色显示，三维组的纤毛上皮覆盖约 91%–93%，人组织约 85%，差异未达到统计学显著性；二维约 71%，低于其他组。三维组的分泌相关标志 MUC5AC、MUC5B 也高于二维，但 MUC5AC 仍低于人组织。染色覆盖属于表型指标，本研究中未直接测量黏液清除功能。
转录结果保留培养偏离和标志间的不一致
最硬三维组与二维及人气道资料的高表达基因比较，既有共同的成熟上皮特征，也有培养特有差异。三维与二维共同、但不在人气道对应高表达集合中的基因为 710 个，说明 2 种体外培养仍共享偏离组织的表达背景。
与二维相比，三维组多数纤毛相关和部分分泌相关基因上调，基底细胞相关基因中约 59% 下调。这与 TP63 蛋白染色较高并不一致。作者提出不同基底、基底上层或其他细胞亚群可能参与解释，尚未把它归结为一个确定原因。
通路分析提示外源物代谢、细胞色素 P450 及纤毛相关变化，这仍是基因表达层面的推断。模型没有在本研究中完成药物代谢、药物通透或候选药效测试；后续吸入药物评价需要在这些质量参照上再检验具体反应。