2016年年底，广州妇儿医疗中心就接到过一名“皮埃尔罗宾综合征”患者，这是一种先天颌骨畸形导致的罕见疾病，孩子往往很难喂养，严重的可致人死亡，所以手术迫在眉睫。 做这种手术需要切开病人骨头，然后把它拉伸，让其回到正常的位置，在哪里切开（截骨的位置），需要拉到什么程度（角度和距离）都有精确的要求，可谓“差之毫厘，谬以千里”。于是，医生果断利用3D打印的患者颌骨模型进行了提前演练，从而有效提高了手术的效率和精度，最终实现了较好的结果。
研究表明，3D生物打印的应用主要有三个阶段：体外手术模型、打印可用于植入人体的类器官和组织以及利用细胞打印出活性器官和组织。前两个阶段目前都已实现，也是应用最多的阶段，而利用细胞列印出活性器官和组织目前是难度最大的。为什么要这样说呢？因为3D打印活体器官是最具挑战意义的，从技术层面来讲，至少需要克服三个挑战：
1、需要解决打印过程中细胞能否存活、能否发育、能否变异甚至肿瘤化的问题。
2、3D生物打印机必须满足生物仿生对制造精度、准确性的极高要求。
3、组织及器官是由多材料及多细胞组成的非均质体系，对制造学要求也极高。 目前，科研人员正在加紧攻克技术难题。捷诺飞生物科技有限公司董事长和杭州电子科技大学的徐铭恩团队已经自主研发出了一台生物3D打印机Regenovo，并且成功利用其打印出了较小比例的人类耳朵软骨组织、肝脏单元。打印的细胞存活率高达90%以上，存活时间超过4个月。
2016年年底，四川大学华西医院研究团队还利用取自恒河猴自体的脂肪间充质干细胞制备成3D生物打印墨汁，应用自主研发的3D生物血管打印设备构建出具有生物活性的人工血管，并将其置换恒河猴体内一段腹主动脉，实现血管再生。 在国外，3D生物打印研究重镇美国韦克福雷斯特大学团队曾在2006年成功利用细胞扩增技术在体外培植膀胱。2016年2月，该大学的研究团队利用新开发的3D生物打印系统打印出人造耳朵、骨头和肌肉组织，移植到动物身上后都能保持活性。 而徐韬的团队，也用心肌细胞和生物材料模拟打印了动物心脏，发现打印出的心脏还能有节奏地跳动，提示其具备一定的功能；将羊水中提取出来的干细胞进行3D打印，并加入骨系分化因子，获得了活性骨组织。