随着组织工程技术的发展，将传统的支架材料与种子细胞和生长因子结合起来，能够对一些复杂的缺损组织进行修复，甚至整个组织器官的替代移植。胶原蛋白用作组织工程支架材料，主要是为种子细胞提供良好的生存空间和微环境，细胞可按预制形态的三维支架生长并可分泌出新的细胞外基质，最终在体外制得具有一定形状和三维结构的组织或器官。

      Chan等以Ⅰ型胶原为原料合成胶原支架，体外接种原代人血管内皮细胞，形成了清晰的CD31阳性毛细血管样结构；在小鼠体内植入支架后，促进新生血管形成，同时支架在8周后逐渐降解。Hoogenkamp等采用一次铸造法生产无缝大型中空胶原基支架，模拟整个膀胱的形状，并与输尿管和尿道吻合口部位集成；发现其利于体内细胞浸润，上皮细胞和平滑肌细胞能够附着在支架上并保持其表型，细胞按照所提供的支架模板排列。有研究发现，在向成骨方向分化的人间充质干细胞与血管内皮细胞共培养体系中，胶原水凝胶支架的微环境有助于内皮细胞预血管化和早期骨组织的形成，有助于术后患者植入物与宿主血管吻合。

　　此外，随着3D打印技术在生物医疗领域的快速发展，能精确控制生物材料、细胞、生长因子等在整体3D结构中的位置、组合与相互作用；并且3D打印技术可为患者制备出个性化的医用器械，而胶原蛋白因其来源广泛、结构稳定、可与其他材料复合使用等优点，也是3D打印中常用的原材料之一。目前，3D打印技术已可制备出多种人工组织器官，如髋关节、颅骨、具有仿生结构的血管、完整耳郭，甚至肝脏、心脏、肾脏等复杂器官，但仍然存在可供打印原材料种类偏少、制作成本高、制备周期长等问题。Yang等研究发现，以海藻酸钠和胶原为生物墨水，基于3D细胞打印软骨组织工程复合支架，复合支架能明显促进细胞黏附，促进细胞增殖和增强软骨特异性基因的表达，有效抑制软骨细胞去分化和维持表型。