人体内的血管网络是输送营养物质和排除废物的高速通道。没有这些系统，细胞会飞快地死亡。对于利用患者自身细胞来产生新的替代器官——例如肝脏或肾脏来说，利用生物工程方法制造这些器官中的脉管系统是极其关键的一步。
用于在活组织中生成脉管系统的3D打印糖模板的显微镜照（图片：Jordan S. Miller）
利用“生物打印”技术，生物工程学家们已经在朝着这个目标努力。所谓“生物打印”就是通过直接获取营养和氧气，生产细胞层并对这些细胞层进行组装。不过要生成一整套新的血管并不是一件容易的事情，因为从这些血管系统中通过的液压会超过这种血管缝合处的承受能力，并且多种细胞类型并不能承受住3D生物打印时产生的作用力。
宾夕法尼亚大学的研究者则独辟蹊径。在以前，生物打印技术可将组织层“打印”成中空的小管道作为组织的脉管系统。宾夕法尼亚大学的研究者则尝试对该过程进行反向工程操作，他们在一个脉管系统模型里面设计出3D纤丝网络，一旦细胞在模型和模板外形成固态组织后，则可将模型移除。
“有时候从最基础的地方入手可以得到最简单的解决方案，”博士后Jordan Miller在一次学校的新闻发布会上表示，“我是在一次人体展览会上得到这个方案的启发的，在那里你可以看到被独立出来的全器官脉管的塑料管型。”
Miller和他的团队解释说，糖被证实是理想的血管网络构建材料，因为糖具有一定硬度，可用于3D打印机，并且糖可以溶解在水中而不会对细胞带来毒害。研究人员用蔗糖、葡萄糖及葡聚糖的混合物加固结构，并选用开源的RepRap 3D打印机进行打印。
研究人员将模板包被上可降解的、由玉米制得的多聚物，然后让糖模板溶解并经由他们设置的孔道从凝胶中流出。通过这种方法，研究者们可以在糖完全溶解后让营养物质流经血管结构。
生物工程学家表示，由于器官脉管具有不变的结构，这种方法为各种类型细胞和组织提供了扩展性的解决方案。这不仅意味着我们可以移植由我们自身细胞发育而来的器官，而且这些模板还具有另外一个巨大的好处：它们具高稳定性。
Miller解释说：“细胞生物学家都喜欢用3D打印来制造含血管的器官，不过在以前，他们在尝试之前需要有专业的人员和特定的设备。而这种限制现在不再有了，我们制造的这种糖基模板足够稳定，可以运送到全世界任何一个实验室中去。”
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美国Organovo公司研制出了3D生物打印机，如今已经可以制造动脉，开发者称由这种设备“打印”的动脉最早有望在5年内用于心脏搭桥手术。而心脏、牙齿和骨骼等更为复杂的器官则应该可以在10年内被“打印”出来。
3D生物打印机有两个打印头，一个放置最多达8万个人体细胞，被称为“生物墨”；另一个可打印“生物纸”。所谓生物纸其实是主要成分是水的凝胶，可用作细胞生长的支架。3D生物打印机使用来自患者自己身体的细胞，所以不会产生排异反应。据介绍，这种机器首先“打印”器官或动脉的3D模型，接着将一层细胞置于另一层细胞之上。打印完一圈“生物墨”细胞以后，接着打印一张“生物纸”凝胶。
中国的器官打印公司
在中国广州，有一家专门开展器官打印研究与业务的生物技术公司——广州迈普再生医学科技有限公司。迈普再生医学由袁玉宇博士创立。袁玉宇先后毕业与华南理工大学及美国Clemson大学生物医学系，拥有再生医学领域丰富的研发及工业经验。留美期间曾与美国安进生物制药公司、美国宇航局肯尼迪太空中心、默克制药等公司及实验室开展合作研究。
2008年，袁玉宇博士及其团队将器官打印这一先进的技术带回国内，成立了广州迈普再生医学科技有限公司。迈普再生医学自成立后发展迅速，已申请及授权中国专利15项，国际专利一项，共获数千万元海外投资。目前迈普再生医学已成功研发出第一代脑（脊）膜补片产品——“睿膜”，该产品已取得CE认证，并正式投入生产。除脑脊膜补片外，迈普再生医学目前正在开发导管、皮肤、血管、软骨、肌腱等人体组织，同时进一步开发更为复杂、先进的人工组织和器官。
