加州大学河滨分校的研究人员是美国环境保护局(EPA)雄心勃勃的计划的一部分，该计划将于2035年消除动物试验。他们的贡献是：开发一种方法来测试化学品是否会导致肌肉骨骼出生缺陷使用实验室培养人体组织，而不是活体动物。

Nicole zur Nieden，分子，细胞和系统生物学副教授，David Volz，环境毒理学副教授，都是监管毒性测试和化学品政策与法规替代品的专家。他们获得了849,811美元，用于将人类干细胞培养成骨样组织，以测试可能干扰胎儿生长的工业和环境化学品。

影响肌肉骨骼组织的出生缺陷可能由农药，杀菌剂，油漆和食品添加剂中的化学成分引起。必须通过测试确定有害化学品，以便加以监管。目前，该测试是在活动物上进行的，通常是啮齿类动物如小鼠。

由Zur Nieden领导的加州大学河滨分校项目将刺激人类多能干细胞，这种干细胞能够发育成任何类型的细胞，并具有引导它们形成骨细胞的特性。细胞将通过相同的发育阶段并受到与人胚胎相同的分子线索。研究人员将在关键时刻将细胞暴露于选定的化学物质，然后使用先进的成像技术和新一代测序技术对其进行评估。

骨细胞可以通过三种不同的途径发育。zur Nieden将使用已知会影响骨骼发育特定途径的化学物质来寻找化学物质如何影响这些起源的模式。这些模式将作为测试未知化学品的蓝图。接下来，研究人员将对未知化学物质进行测试，并将其与之前已经在动物身上测试的化合物库进行比较，以确定培养皿或体外测试对于评估风险的准确程度。

骨形成细胞的一个标志性特征是，它们由称为羟基磷灰石的小晶体制成骨质基质，最终形成磷酸钙，即所有骨骼表面的白色物质。节省成本的视觉分析有助于识别钙的缺陷。

用眼睛观察，钙晶体呈现白色。但是，当您使用相差显微镜观察培养物时，它会使光反转，因此正常晶体呈现黑色。异常晶体将具有更多白色和灰色阴影。您可以使用图像分析算法来测量图像中的黑度，以确定钙是否已正确形成。“