水凝胶呢，就是一种能在水里吸水膨胀，还能保持一定形状不溶解的高分子聚合物。从微观角度看，它是由高分子链形成的三维网络结构。按照聚合前体是不是天然高分子，能分成天然水凝胶和合成水凝胶。像海藻酸钠、壳聚糖、明胶这些就是常见的天然凝胶类材料；而合成水凝胶材料有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇等。

近几十年来，水凝胶因为制造方法多样，生物相容性好，还和天然细胞外基质很相似，在组织工程领域得到了广泛应用。组织工程是一门新兴科学，它利用工程科学和生命科学的原理方法，从根本上研究生物组织与结构功能的关系，去构建组织或器官。它的最终目标是给受损的组织器官制造生物替代品。组织工程的基本原理是把机体细胞当作种子，在体外和支架材料、生长因子混合后再植入受损部位。随着细胞生长、分化，细胞外基质分泌，支架材料慢慢降解，受损部位就得到了修复。所以，这就要求水凝胶在设计和制造上尽量贴近体内微环境，让水凝胶的性能和成型方法满足修复组织损伤或者构建器官替代品的要求。目前常用的水凝胶成型方法有铸模成型、静电纺丝、注射成型、立体光刻等。这些方法虽然简单、成本低，但也有成型精度低、速度慢的缺点。最近，以3D打印为代表的新兴成型技术出现了，水凝胶组织工程支架的制备朝着高精度、高速度、功能化的方向发展，取得了很大进步。

3D打印技术在上世纪90年代中期开始发展，随着研究深入，它的应用领域越来越多。3D打印机和普通打印机工作原理差不多，主要区别在于打印材料。普通打印机用墨水和纸张，3D打印机用的原材料种类很多，像金属、陶瓷、塑料这些都能当“墨水”。把3D打印机和电脑连接后，通过电脑控制把“墨水”一层一层叠加起来，最后就能得到实物啦。