Vật liệu in 3D thường bao gồm các polyme alginate hoặc fibrin đã được tích hợp với các phân tử bám dính tế bào, hỗ trợ sự gắn kết vật lý của các tế bào. Polyme như vậy được thiết kế đặc biệt để duy trì sự ổn định cấu trúc và dễ tiếp thu tích hợp tế bào. Thuật ngữ "bioink" đã được sử dụng như một phân loại rộng các tài liệu tương thích với việc in 3D.[9]

Vật liệu in phải phù hợp với một loạt các tiêu chí, một trong những tính chất tương thích sinh học quan trọng nhất. Các giàn giáo được tạo thành bởi các vật liệu in 3D phải phù hợp về mặt vật lý và hóa học để tăng sinh tế bào. Tính phân hủy sinh học là một yếu tố quan trọng khác, và đảm bảo rằng cấu trúc nhân tạo có thể bị phá vỡ khi cấy ghép thành công, được thay thế bằng cấu trúc tế bào hoàn toàn tự nhiên. Do tính chất của in 3D, các vật liệu được sử dụng phải có thể tùy chỉnh và thích nghi, phù hợp với nhiều loại tế bào và sự phù hợp về cấu trúc.[10]

Các loại gel đã nổi lên như một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong nghiên cứu in nội tạng, vì chúng có thể tùy biến cao, và có thể tinh chỉnh để mô phỏng một số tính chất cơ học và sinh học đặc trưng của mô tự nhiên. Khả năng hydrogels được điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể cho phép chúng được sử dụng như một vật liệu đỡ thích ứng, phù hợp với nhiều cấu trúc mô hoặc cơ quan và điều kiện sinh lý. Một thách thức lớn trong việc sử dụng alginate là sự ổn định và suy thoái chậm, khiến cho giàn giáo gel nhân tạo khó bị phá vỡ và được thay thế bằng ma trận ngoại bào riêng của tế bào cấy ghép[11]. Gel thích hợp cho việc ép đùn cũng thường ít cấu trúc và âm thanh cơ học; tuy nhiên, vấn đề này có thể được trung gian bằng cách kết hợp các chất sinh học khác, chẳng hạn như nanocellulose, để cung cấp sự ổn định lớn hơn. Các thuộc tính của alginate hoặc hỗn hợp polyme sinh học có thể điều chỉnh được và có thể được thay đổi cho các ứng dụng và loại cơ quan khác nhau.