Pomalidomide-amino-PEG3-NH2 ใช้หลักในการพัฒนาระบบการส่งยาแบบมีเป้าหมาย โครงสร้างของมันช่วยให้สามารถคอนจูเกตโพมาลิโดไมด์ ซึ่งเป็นยาที่มีฤทธิ์ปรับภูมิคุ้มกันอย่างแรง กับโมเลกุลอื่นๆ หรือนาโนพาร์ติเคิล เพื่อเพิ่มศักยภาพในการรักษา สารนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการบำบัดมะเร็ง โดยสามารถนำไปใช้สร้างไพรโอดรักหรือแอนติบอดี-ดรักคอนจูเกต (ADCs) ที่ส่งโพมาลิโดไมด์ไปยังเซลล์มะเร็งอย่างเลือกสรร ลดผลข้างเคียงนอกเป้าหมายและลดพิษระบบ นอกจากนี้ สเปเซอร์ PEG3 ช่วยปรับปรุงความสามารถในการละลายและความเสถียร ทำให้มีเภสัชจลนศาสตร์และชีวเภสัชจลนศาสตร์ที่ดีขึ้น ยังใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาการย่อยสลายโปรตีน โดยเฉพาะในบริบทของการย่อยสลายแบบมีเซเรบลอน ซึ่งสำคัญสำหรับการเข้าใจและรักษามะเร็งเม็ดเลือดขาวหลายมโยและมะเร็งอื่นๆ