본 발명은 세포 배양용 지지섬유-기반 다층 구조 3D 지지체 및 이의 용도에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, in vitro 실험모델로 적용하기에 보다 적합하도록 종양 조직의 대표적인 환경인 저산소 환경을 구축하여 세포의 형상/구조를 실제 체내와 유사하게 배양할 수 있어, 실제 조직과 유사한 밀집된 형태의 3 차원 생체 모사 배양 시스템을 입체적형상으로 용이하게 구현하므로, 암 치료제의 효능 평가를 위한 동물 실험을 대체할 수 있다.