3D打印机把设计好的模型切成2D横截面图层的集合，然后在计算机控制下，一层一层沉积，最终变成真实的3D结构。科研人员根据过去生物3D打印技术的发展历程，结合国内外生物3D打印的研究现状，按照打印材料和目的不同，把生物3D打印技术整体发展情况总结为4个层次。第一个层次，对打印材料没有生物相容性要求。这个层次的3D打印技术主要用于体外生物结构的制造，像外病例模型、手术导板等。它利用的是3D打印能个性化制造的优势。第二个层次，打印不可降解的生物材料，比如钛合金或者惰性塑料。这一层次主要应用于体内永久植入。目前这个层次在临床上已经有不少应用。第三个层次主要指在组织工程中应用的3D打印技术。组织工程对材料的生物相容性和可降解性都有一定要求。现在科研人员已经用3D打印技术制造了各种组织工程构建，大大促进了生物3D打印的发展。第四个层次是把具有生物活性的细胞或者蛋白质直接作为打印材料，在体外构建具有生物功能的三维结构体或者组织器官模型。这也是未来生物3D打印的发展方向。挤出式生物打印的基本原理是利用压力挤出生物墨水形成连续纤维来搭建结构。根据不同出液方式，分为气动挤出式、活塞挤出式和螺旋挤出式三种。它最大的优势在于可打印生物相容材料范围广，理论上只要材料有一定粘度、剪切变稀特性、快速交联特性以及良好生物相容性，就都能用于挤出式打印。不过挤出式打印要求生物墨水有一定支撑能力，能支撑自身以及上面铺的结构，要保证结构完整，还要保证层与层之间结构相互接触、联通。另外，挤出式打印精度一般在100μm这个量级，相对其他生物打印方式较低，而且挤出过程中不可避免的剪切力可能会影响细胞存活率，特别是打印细胞密度高的生物墨水时更明显。在挤出式打印过程中，压力作用下墨水从喷嘴挤出。在二次固化前，挤出喷嘴的墨水必须能维持自身形状，有自支撑能力，否则会导致打印结构不完整。所以用于挤出式打印的生物墨水都有高粘度或者半凝胶化的特点。通常提高粘度的方法有提高浓度和加入增粘剂两种。

Lisa Elviri等人用纯壳聚糖作为生物墨水，为了提高粘度，加入了D-(+)-五水棉子糖作为增粘剂。Zifeng Lin等人用海藻酸钠与ε-聚赖氨酸作为墨水打印时，把海藻酸钠浓度提高到了40%，还利用海藻酸和ε-聚赖氨酸之间的反应进一步提高结构稳定性。立体光刻（SLA）是利用激光辅助打印的一种3D打印技术。打印机在具有光固化特性的生物墨水表面扫出一束激光，随着激光移动轨迹，生物墨水固化，一层一层形成打印结构。挤出式生物打印是一种发展迅速的技术，近十年广泛应用。它的优点是多功能、成本低，能打印结构多样。在组织工程里，它被广泛用于打印各种细胞支架、组织结构、微流控芯片等生物制品。通过多种挤压方式，已经制造出了很多种类的组织结构，像骨、软骨、血管、皮肤、肝脏、心脏等。