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

軟骨組織的細胞組成比較簡單，并且沒有復(fù)雜的毛細血管，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胞和高分子聚合物一起打印出來，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，由于傷病和運動導(dǎo)致的半月板損傷很難治療，一些學(xué)者希望通過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：添加纖維提高了細胞的增殖能力，并且使細胞分泌了膠原和蛋白聚糖，證明已有軟骨形成。據(jù)報道，通過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制造，已有很多研究報道。

如圖（a）所示，Koch等用激光直寫式生物打印方法，將成纖維細胞和角質(zhì)細胞混在膠原里打印成分層結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果表明，細胞可以很好地增殖生長，并且可以形成細胞連接。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等開發(fā)了一種多噴頭的擠出打印裝置，將皮膚的成纖維細胞層和角質(zhì)細胞層交替打印，制造成的皮膚結(jié)構(gòu)在和藥物測試應(yīng)用中有著很好的應(yīng)用前景。皮膚打印的難點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。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)。基于犧牲層工藝的擠出打印是的間接構(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構(gòu)建凝膠流道網(wǎng)絡(luò)。

4、生物腫瘤模型3D打印

研究細胞間的相互作用以及細胞與細胞微環(huán)境的關(guān)系是研究腫瘤成因的一個方法，傳統(tǒng)的二維腫瘤模型難以真實反映復(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細胞制造成了三維結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果表明，與二維細胞培養(yǎng)相比，三維狀態(tài)下細胞以球形結(jié)構(gòu)生長，增殖能力更強，MMP蛋白表達更高，對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。  

如圖（a）所示，Duan等利用雙噴頭擠出式打印裝置，將主動脈瓣間質(zhì)細胞和平滑肌細胞混在海藻酸鈉/明膠中打印出主動脈瓣導(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)細胞可以伸展并長出突觸。 

類似地，如圖（e）所示，神經(jīng)元細胞可以通過噴墨打印的方式打印。

雖然生物3D打印取得了可喜的進展，但現(xiàn)有報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現(xiàn)，要實現(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。