3D打印技术是我国“十三五”计划重点支持、重点发展的新兴战略产业之一，并被列入“十三五”国家重点研发计划支持的重大专项。卫计委、工信部和国家食品药品监督总局等单位，出台了一系列产业支持政策，并明确指出“3D打印技术在医用方面的前景大、市场广，工信部将加大扶持和协调力度”，“3D打印医疗器械对促进医疗事业的发展，推进国家的发展具有重要意义，国家食品药品监督总局已经开始转变相应的制度和审批程序，使3D打印技术得到合理高效的发展”。
世界上第一颗3D打印心脏，给需要通过“换心”来延续生命的晚期心衰患者带来了新希望；3D打印活性仿生骨技术取得突破性进展，其仿生骨与自然骨的成分、结构、力学性能达到高度一致；3D打印“超弹性骨”，有望成为颅骨修复的新材料；韩国3D打印眼角膜获突破，具有生物相容性……3D打印技术逐步走向成熟。
2016年，我国增材制造产业规模已达80亿元，产业规模实现较快增长。据预测，在2015年-2020年期间，全球3D生物打印市场销售年均复合增长率将维持22%左右，到2020年，全球市场规模将突破23亿美元。
与非生物打印相比，3D生物打印更为复杂：要克服包括材料的选择、细胞类型、生长和分化因子以及与活细胞敏感性和组织结构等相关的技术挑战。
1、生物材料
人体不同的组织器官有其特有的物理学特性、力学特性等，例如皮肤的柔软、骨组织的坚硬等，致使在对不同组织进行生物3D打印的过程中，需要选择与组织特性相对应的生物材料，并且这些材料需要最大程度的保持所选择细胞的生物活性和功能。更重要的一点是，所选择的材料必须通过3D打印系统进行操作。这就使生物材料的选择非常具有挑战性，需要在打印过程中不断地优化和改进。
2、细胞技术
选择什么类型的细胞，对于3D生物打印相关的生物组织或者器官是至关重要的。
人体的不同组织都是由特有的细胞组合而成，肝脏主要有肝细胞，心脏主要有心肌细胞，皮肤主要有各种上皮细胞等。但是不是所有组织特有的细胞都可以在体外分离进行培养，而且不是所有细胞都能在经历了3D生物打印的环境之后还能够保持自身的生物活性。所以如何优化细胞分离、培养、增殖技术是保证3D生物打印成功的前提条件。
在3D生物打印过程中，为保证细胞具有存活能力和更好地与支架结合，研究人员将细胞与生物墨水混合使用。目前，常用的生物墨水有：载细胞水凝胶、脱细胞化细胞外基质溶液和细胞悬液。其中，脱细胞化细胞外基质溶液在保留细胞外基质成分和活性的同时去除细胞，将细胞外基质至制作成粉末并溶于缓冲液制备成可打印的生物墨水，为细胞提供了一个天然的微环境。
而脱细胞组织材料形态也多种多样，包括微粉、支架、生物膜、水凝胶、生物墨水等。通过脱细胞材料制备技术，业内很多公司（如广州新诚生物科技有限公司等）可以在软骨、心脏、肝脏、角膜、神经、小肠粘膜下层、真皮、肌腱、肾脏等组织上获得。
3、制作平台
目前应用于3D生物打印的平台主要有Laser-based（镭射）、Inkjet-based（喷绘）和Extrusion-based（挤制）这三种主要的平台。这三种平台各有各的优缺点和不同的特殊功能，对硬件技术的需求也各不相同。如何根据需要制造的不同组织器官，合理地选择平台也是生物3D打印能否成功的关键。这三种平台已经广泛应用于传统3D打印或3D制造系统，所以最关键的一点是如何将其与生物制造的体系融合，使之发挥最大功效的同时，保持细胞的生物活性和生物材料的物理特性，并且使产品满足医学应用的标准
近年来，3D生物打印技术快速发展，该技术为研究人员突破组织工程和再生医学领域的局限带来希望。尽管目前3D生物打印还面临很多挑战，但随着生物技术不断发展，以及政府出台一系列产业扶持政策，3D生物打印技术仍然有着广阔的发展前景，在组织器官替代物研究领域必将发挥重要作用，为广大患者带来福音。