3D打印技术由于其成本低、响应快速、个性化定制的特点，越来越引起世界的关注，其在各领域的应用也逐渐被开拓出来。尤其是在生物医领域，从细胞筛药、器官芯片等基础研究到人造耳朵、人造骨骼等器官打印研究。另外，一些3D打印的产品己经进入临床应用阶段。海藻酸钠水凝胶因其良的生物兼容性在组织工程中有较为广泛的应用，但是单纯的海藻酸钠并不具有良好的打印成型能力。目前，通过添加其他成分与海藻酸钠组成复合水凝胶来改变海藻酸钠凝胶的化学或物理性能是最常见的方法。其中，海藻酸钠/明胶水凝胶是较适用于3D生物打印的材料。
为了探索海藻酸钠/明胶水凝胶打印性能，设计了一系列基础性研究，包括材料配比、参数控制和路径优化。材料配比通过粘度和打印测试确定范围。参数控制研究根据凝胶点结构、线结构以及体结构这样的顺序依次递进。路径优化是对结构精度的进一步提升，分为尖角结构、断点、层高的路径优化。最后，综合所有工艺参数，利用3D打印技术进行凝胶3D结构打印。同时，设计了细胞打印实验，探索该工艺对细胞的影响。
为了充分了解宾汉流体的特性，尤其是在凝胶3D打印中的物理性能，从理论上进行计算分析，并探索了其宾汉流体作为支撑与打印参数物理关系。为了进一步突破打印结构的限制和提高打印结构的精度，提出了一种基于明胶支撑的凝胶3D结构打印方法，从而拓展海藻酸钠/明胶水凝胶在医学领域内的研究应用。在明胶支撑制备方面，设计了明胶浓度和揽拌时间对凝胶成型的影响实验。而在打印参数方面，根据凝胶在明胶支撑中的成型特性，重新对气压、打印速度和打印层高进行了探索实验。并且沿用对尖角、断点处结构的路径优化。
为了研究海藻酸钠/明胶混合水凝胶的力学拉伸性能，利用自主搭建的测试平台设计了一系列性能实验，测定并对比分析新旧打印工艺对水凝胶力学方面的影响。拉伸性能实验包括三个影响因素的对比实验；明胶成分的含量、离子析出量和海藻酸钠/明胶结构成型方法。分别从组成成分、化学变化和成型方法这三个角度对凝胶材料的拉伸性能进行试验和分析。
最后，为了充分展示基于明胶支撑的凝胶3D结构打印工艺的优点，以及巨大的应用前景。综合各个打印参数，探索了该工艺对实体结构、空间线条结构、分又结构、管遣结构的打印。
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