许多癌症研究人员对肿瘤细胞、肿瘤微环境 (TME) 和非肿瘤组织之间的相互作用很感兴趣。人们正在广泛探索微工程方法和纳米技术,以模拟这些相互作用并在原位和体内对其进行测量,以研究癌症的治疗脆弱性并扩展对肿瘤生态系统的系统性看法。在此,我们强调了使用微流体设备、生物打印或器官芯片方法提高对肿瘤生态系统理解的最大机会。我们还讨论了纳米传感器的潜力,它可以从 TME 内部或身体其他部位传输信息,以解决有关化学梯度、酶活性、TME 和循环分析物的代谢和免疫特征变化的科学和临床问题。这篇综述旨在将癌症生物学和工程学界联系起来,介绍可能扩展前者方法的生物医学技术,同时启发后者开发研究癌症生态系统的方法。