由于生物3D打印不僅可以制造特定形狀的結(jié)構(gòu)，而且可以提供細(xì)胞三維培養(yǎng)環(huán)境，生物3D打印在組織器官的制造中有著廣泛地應(yīng)用，目前主要用于軟骨、皮膚、血管、腫瘤模型及其他復(fù)雜器官的打印。

1、生物軟骨3D打印

軟骨組織的細(xì)胞組成比較簡(jiǎn)單，并且沒(méi)有復(fù)雜的毛細(xì)血管，因此用生物打印制造軟骨組織的研究比較多。

如上圖（a）所示，Cui等利用擠出式生物打印工藝將軟骨細(xì)胞和高分子聚合物一起打印出來(lái)，制造關(guān)節(jié)組織，并用于軟骨修復(fù)。半月板在人體膝關(guān)節(jié)起負(fù)重作用，由于傷病和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的半月板損傷很難治療，一些學(xué)者希望通過(guò)生物打印的方法體外重建半月板結(jié)構(gòu)。如上圖（b）所示，Narayanan等利用擠出式生物打印將人脂肪干細(xì)胞和PLA纖維、海藻酸鈉水凝膠打印成半月板形狀，研究表明：添加纖維提高了細(xì)胞的增殖能力，并且使細(xì)胞分泌了膠原和蛋白聚糖，證明已有軟骨形成。據(jù)報(bào)道，通過(guò)生物打印的方法可制造出更加復(fù)雜的軟骨結(jié)構(gòu)。Armstrong等用海藻酸鈉和泊洛沙姆（Pluronic-F127）混合水凝膠來(lái)打印鼻子結(jié)構(gòu).

2、生物皮膚3D打印

皮膚是人體的器官，起維持體內(nèi)平衡和保護(hù)作用，其垂直的分層結(jié)構(gòu)為體內(nèi)水分和小分子的出入以及外源物的進(jìn)入提供了屏障。這種典型的分層結(jié)構(gòu)非常適合采用生物打印來(lái)制造，已有很多研究報(bào)道。

如圖（a）所示，Koch等用激光直寫(xiě)式生物打印方法，將成纖維細(xì)胞和角質(zhì)細(xì)胞混在膠原里打印成分層結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果表明，細(xì)胞可以很好地增殖生長(zhǎng)，并且可以形成細(xì)胞連接。如圖（b）所示，Lee等利用擠出式生物打印工藝制造多層皮膚結(jié)構(gòu)。類似地，如圖（c）所示，Lee等開(kāi)發(fā)了一種多噴頭的擠出打印裝置，將皮膚的成纖維細(xì)胞層和角質(zhì)細(xì)胞層交替打印，制造成的皮膚結(jié)構(gòu)在和藥物測(cè)試應(yīng)用中有著很好的應(yīng)用前景。皮膚打印的難點(diǎn)是解決全層皮膚的打印及后續(xù)的存活。

3、生物血管3D打印

利用生物3D打印方法制造血管結(jié)構(gòu)或血管流道網(wǎng)絡(luò)一直是組織工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。根據(jù)制造目標(biāo)不同，可以分為2種思路：一種是仿結(jié)構(gòu)，直接打印模擬血管結(jié)構(gòu)特征的凝膠管；另一種是仿功能，間接構(gòu)造模擬營(yíng)養(yǎng)輸送功能的流道網(wǎng)絡(luò)。

如圖（a）所示，Christensen等利用噴墨打印制造出了分叉的凝膠管結(jié)構(gòu)。此外，Xiong等利用激光直寫(xiě)方法，Tabriz等利用擠出工藝直接打印出了凝膠管結(jié)構(gòu)。        

如圖（b）所示，Zhu等利用光固化工藝打印出了三維凝膠流道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?；跔奚鼘庸に嚨臄D出打印是的間接構(gòu)造流道網(wǎng)絡(luò)的打印方法。

如圖（c）所示，Miller等選擇以糖作為犧牲層材料，首先利用擠出方式打印糖支架，然后將糖支架包埋在含有細(xì)胞的凝膠材料里，最后將糖溶掉形成流道網(wǎng)絡(luò)。與此類似，明膠、瓊脂糖、F127也常作為犧牲層材料來(lái)構(gòu)建凝膠流道網(wǎng)絡(luò)。

4、生物腫瘤模型3D打印

研究細(xì)胞間的相互作用以及細(xì)胞與細(xì)胞微環(huán)境的關(guān)系是研究腫瘤成因的一個(gè)方法，傳統(tǒng)的二維腫瘤模型難以真實(shí)反映復(fù)雜的腫瘤結(jié)構(gòu)，這就限制了基于體外腫瘤模型在藥物篩選和致病機(jī)理方面的應(yīng)用研究。隨著生物打印的出現(xiàn)，很多腫瘤模型在體外被構(gòu)建并用于藥物篩選研究，包括肝癌模型、膠質(zhì)瘤模型、宮頸癌模型和卵巢癌模型等。

如上圖所示，Zhao等用擠出打印的方法將宮頸癌Hela細(xì)胞制造成了三維結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果表明，與二維細(xì)胞培養(yǎng)相比，三維狀態(tài)下細(xì)胞以球形結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)，增殖能力更強(qiáng)，MMP蛋白表達(dá)更高，對(duì)展示出更高的抗藥性，這些特性更接近于體內(nèi)腫瘤的真實(shí)特征。腫瘤模型打印技術(shù)為腫瘤研究以及藥物篩選提供了有利的工具。

5、生物復(fù)雜組織器官3D打印

人體內(nèi)大部分組織器官都由不同功能的細(xì)胞、不同尺度的結(jié)構(gòu)組成。應(yīng)用生物打印技術(shù)制造這些結(jié)構(gòu)一直是研究的熱點(diǎn)。  

如圖（a）所示，Duan等利用雙噴頭擠出式打印裝置，將主動(dòng)脈瓣間質(zhì)細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞混在海藻酸鈉/明膠中打印出主動(dòng)脈瓣導(dǎo)管結(jié)構(gòu)。

如圖（b）所示，Hinton等利用賓漢流體作為軟支撐，打印出了復(fù)雜的器官結(jié)構(gòu)，如心臟。

如圖（c）所示，Ma等利用光固化的方法打印出了含有血管網(wǎng)絡(luò)的肝小葉結(jié)構(gòu)。

如圖（d）所示，Lozano等采用同軸噴頭擠出裝置將神經(jīng)元細(xì)胞打印成類大腦結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果表明，打印出的神經(jīng)細(xì)胞可以伸展并長(zhǎng)出突觸。 

類似地，如圖（e）所示，神經(jīng)元細(xì)胞可以通過(guò)噴墨打印的方式打印。

雖然生物3D打印取得了可喜的進(jìn)展，但現(xiàn)有報(bào)道中所打印的器官大部分還是結(jié)構(gòu)上的近似或者單一功能的實(shí)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜器官的打印，還需要多學(xué)科研究人員的協(xié)同努力。