3D生物打印是一種分層添加材料實現快速產品制造的技術，具有制造成本低、生成周期短等明顯的優勢。該技術是快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬、塑料、水凝膠等材料，通過逐層打印的方式來制造物體的技術。傳統的切割加工工藝利用刀具對材料進行切削去除，從已有的零件毛坯開始，逐漸去除材料實現成型，這種方式受到刀具能夠達到的空間限制，一般很難制造出復雜的三維空間結構。
3D生物打印具有高度的集成性，可與分子報告器、納米生物傳感器和高質量成像設備相融合，對培養條件進行實時監測，從中獲取分析氧、葡萄糖、pH值、乳酸、流體壓力、組織屏障完整性和細胞遷移等信息。
3D生物打印過程的一個關鍵因素是生物墨水的設計。生物墨水是用來制造仿生組織結構的，理想的生物墨水應該具備以下條件：一是保持正確的物理屬性以便打印。二是滿足反應（凝膠）的需求，能夠塑造一個三維形狀。三是生物相容性,在有毒產品中不降解。四是具有活體組織的機械相似屬性。五是在機體中能夠支持細胞的生長。
具有這些特性的材料主要包括天然蛋白質，如明膠和絲。將它們制成液體溶液，需要打印時，就可以按需制備半固體材料。由于生物墨水是用來制造組織狀結構的，因此，它可能還含有活細胞，但將細胞添加到生物墨水中會使其變得更加細膩，打印難度更高。
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