由于衰老、外伤等原因人类关节软骨常易损坏，同时，软骨组织因再生能力弱，其修复仍是当今世界一大难题。组织工程为解决这一难题提供了新的思路。组织工程支架是组织工程的一个关键因素，应用于组织工程时，要求支架能模拟人体真实生理环境，包括目标组织的几何形状、位置形态和物理特性。目前，组织工程技术已经能够制造结缔组织的替代物，如皮肤、软骨、膀胱和血管。然而制备具有独特结构的组织还需要更精细的组织工程支架。目前发展起来的制备精细结构组织工程支架的诸多技术已见报道，如溶剂浇铸、气体发泡、静电纺丝[和激光烧结等。然而这些技术在制备支架时有其局限性，溶剂浇筑、气体发泡、静电纺丝均能获得精细的微孔，但不能制备形态复杂的支架；激光烧结能够制备结构复杂的支架，但可用于烧结的材料选择性少。利用3D成型技术能够制备具有复杂结构的组织工程支架，并具有广泛选择支架材料的优点。水凝胶已广泛应用于组织工程，其中聚乙烯醇（PVA）水凝胶具有无毒、力学性能优良、吸水率高和生物相容性好等优点，并且润滑性能优异，摩擦系数低；因此，本文利用气相二氧化硅（SiO2）复合PVA溶胶为原料，运用3D控制平台驱动活塞挤出复合PVA溶胶，通过先成型后交联的两步法制备了PVA水凝胶支架，并对3D成型PVA水凝胶支架的工艺方法进行了研究，探讨了溶胶的流变性能以及3D打印机设备的参数对PVA水凝胶支架的结构的影响。

两步法3D成形基于先成形后交联的原理，其主要工艺路线：将改性后的触变性溶胶在计算机控制下挤出至玻璃基板上，高黏度的触变性溶胶在玻璃基板上能够保持一定的三维结构而不会发生流动，在计算机的设计下形成精密的外形和空隙结构；将打印的溶胶样品再进行后处理交联得到水凝胶支架样品。两步法3D打印工艺基于快速成型，可控的得到各种精密的结构。