水溶性TPO引发剂既能快速引发水凝胶的交联，使之适用于基于DLP的3D打印，又能使得引发的水凝胶可与其他紫外固化的聚合物粘接在一起，从而实现多材料的3D打印。利用这种能力，进一步扩展了基于水凝胶的结构设计和器件应用。
水凝胶因为其力学性质的薄弱而在很多应用领域受到限制，虽然研究者已经在开发高强高韧水凝胶，但是既要满足力学性质，又要实现复杂结构设计还比较困难。多材料3D打印设计和制造的高自由度使我们可以通过在水凝胶中引入刚性结构来提高水凝胶的力学性能，并且还可以调整刚性结构的具体构造来制造具有模量梯度的水凝胶复合结构。

3D 打印刚性聚合物增强的水凝胶复合结构。(a,b)多材料打印具有模量梯度的水凝胶-刚性聚合物
立方体复合结构。(c)  纯水凝胶和不同直径的水凝胶-刚性聚合物复合结构的压缩模量。(d)由水凝
胶-刚性聚合物制成的半月板结构。(e)半月板结构不同部位的显微图像。

水凝胶是一种具有生物相容性的材料，广泛应用于生物医疗领域。然而，在许多应用中，水凝胶和人体组织之间的刚度不匹配成为一个重大挑战。多材料3D打印刚性聚合物增强的水凝胶复合结构为解决这一问题提供了一个有效的解决方案。为了演示这一概念，我们打印了一个水凝胶-刚性聚合物组成的半月板。
更重要的是，3D打印拥有的高制造自由度使我们能够根据实际半月板的构造调整打印半月板内部的局部力学性能。这里通过将刚性结构的直径从0.2 mm调整到0.5 mm，我们可以实现局部模量从0.6 MPa增加到5 MPa。这种通过改变刚性微结构来调整局部机械性能的能力将大大增强3D打印生物材料和组织的功能和性能。