现有的骨组织工程技术将细胞接种于生物支架材料，需在体外再经过一次共培养扩增以后才能回植体内，其缺点在于接种细胞分布不均匀、易大量流失，干细胞体外多次扩增后易造成表型丧失乃至体内成骨效果不稳定。而采用快速成型技术将细胞和生物支架材料按体内组织的结构一次性的形成三维复合物，模拟类似胚胎组织的结构，可以克服现有技术的缺陷，使之更有利于体内骨组织的形成和修复缺损。但现阶段快速成型技术在骨组织工程方面的研究主要分别集中于支架材料打印和细胞打印两方面，尚无将骨髓基质干细胞和支架材料结合同时进行三维打印形成三维复合物用于修复体内骨缺损的文献报道。因此本研究选择骨髓基质干细胞和支架材料作为堆积的对象进行堆积成形，通过优化细胞打印参数并利用快速成型技术三维打印形成干细胞和支架材料三维复合物，在动物体内形成组织工程骨并修复骨缺损。这是一种符合自然生长规律的新型技术，为器官的直接三维成形奠定基础。

通过对快速原型设备的改造，建立由独立知识产权的基于快速成型技术的细胞及组织三维打印系统，根据不同电压打印细胞的成活比例得出人骨髓基质干细胞，最佳打印电压（60V），显示细胞活力与增殖性和未打印组无显著性差异，无明显区别，。通过三维设计决定细胞打印间隔，通过打印细胞悬液中的浓度来决定"细胞墨水"的浓度，实现细胞在三维组织中的定量和定点规则分布。在正常骨骼微观数据的基础上，初步建立基于正常骨骼微观数据的骨骼仿生结构CAD的微观建模技术。选择骨髓基质干细胞和支架材料作为堆积的对象进行堆积成形，并利用快速成型技术三维打印形成干细胞和支架材料三维复合物，修复裸鼠颅骨缺损动物，大体观察、颅骨X线、三维CT，microCT检查，证实三维打印复合物在动物体内形成组织工程骨并修复骨缺损，裸鼠体内组织工程骨抗人HLA免疫组化证实组织工程骨来源于打印细胞。现阶段快速成型技术尚无将骨髓基质干细胞和支架材料结合同时进行三维打印形成三维复合物用于修复体内骨缺损的文献报道。因此本研究这是一种符合自然生长规律的新型技术，为器官的直接三维成形奠定基础。