结构性心脏病患者心脏畸形的形态和解剖结构在很大的范围内发生变化，以往外科医生根据当前影像资料难以准确判断复杂病变畸形的大小形貌等解剖学结构信息及其与周围组织的空间关系，在这种情况下可能会需要进行探查性手术以进行进一步的诊断，如果在手术进行的过程当中所见与手术进行之前判断不符甚至会导致手术方案变更而无法进行手术的情况，给病人造成极大的痛苦，同时也加大了手术的风险。要真正解决结构性心脏病个体化治疗的难题需要有直观准确的诊断，3D打印技术可以打印具有复杂几何结构的模型，而且打印精度高，成型的精度完全可以满足临床上的要求。运用3D打印技术结合影像学分析处理技术可以构建准确的心脏模型，心脏模型可以提供心脏内部及病变部位的三维解剖结构信息，有助于外科手术医生在不进行内部探查的手术情况下理解心脏内部难以直接观测的解剖结构，同时基于3D打印模型进行模拟术中操作路径和步骤导航的手术过程，精确定位手术操作，实现不同医生手术效果的同质。
根据目前研究资料可知，自从Binder等人在2000年发表了第一篇关于3D打印心脏模型应用到临床诊断与治疗上的论文直到现在，国内外相继有大量的使用CT、MRI和超声图像构建3D结构性心脏病模型用于辅助诊断和术前手术规划的报告，对3D打印技术在结构性心脏病的诊断治疗和模拟手术上的应用已经成为了心血管领域的研究热点。从2000-2016年在检索系统中3D打印技术论文发表的变化趋势，包括3D打印技术在心血管疾病方面的应用和其他领域的应用都呈现逐年递增的趋势，尤其是近几年3D打印技术在结构性心脏病诊疗方面的应用的报道有了显著的增加。目前CT、MRI和超声成像技术的影像数据都可以作为构建三维心脏模型的影像学资料，CT影像具有高的空间分辨率，MRI能提供更高的软组织分辨率，超声成像技术有利于快速移动或薄壁结构的可视化，如房间隔，三尖瓣和二尖瓣小叶及其支撑结构，CT和MRI影像数据一般可以用来构建心脏和血管组织，超声成像技术获取的影像资料一般用于构建房间隔缺损或者心脏瓣膜等组织结构。
Ngan等人基于CT影像数据为6例肺动脉闭锁，室间隔缺损（VSD）和肺主动脉侧支动脉术前计划构建了3D打印模型,在手术过程中发现，3D模型与传统的血管造影术相比，精确地显示了96％的肺主动脉侧支动脉解剖结构，外科医生发现这些模型对于血管解剖结构的可视化非常有用。但是该研究打印的心血管模型是硬质的，不能模拟人体真实心脏的柔韧性以及弹性；Olivieri等人基于超声心动技术获取的影像资料构建了八例室间隔缺损和一例主动脉瓣开口未合的患者心脏模型，将来自3D模型的缺陷的测量结果与来自常超声心动图测量结果进行比较，验证了基于超声心动图数据的三维打印模型是可行的，有很高的精确性。
Kim带领的团队分别基于CT影像数据打印了室间隔缺损、房间隔缺损、人工二尖瓣瓣周漏、主动脉假性动脉瘤等几种不同病例的心脏模型用于诊断和规划手术方案,该研究证明3D打印物理心脏模型可以精确的确定心脏内部的解剖结构，有助于制定合理的手术方案，但是所制造的材料是硬质材料，不能很好的模拟心脏真实的弹性和韧性等性能；Olivier团队通过3D打印技术构建了一例患有完全性大动脉转位伴右肺静脉梗阻的复杂结构性心脏病患者的心脏模型，将选定的支架装置放置在肺静脉狭窄处观察其与相邻组织的关系进行模拟手术，手术之后进行心脏彩超分析，发现手术效果良好，以上研究构建的模型使用的材料也是一种硬质材料。
随着3D打印技术和材料技术的发展，以及临床需求的变化，运用软质材料打印心血管模型用于结构性心脏病介入手术模拟，尤其是基于PolyJet打印技术构建软质心脏模型的研究成为了近几年来研究的趋势。DimitriosMaragiannis等人基于CT影像数据采用PolyJet技术的双材料打印构建了八例特定的严重主动脉瓣狭窄模型，刚性材料用于打印钙化区域，橡胶类材料用于打印软组织流出道、主动脉根部和非钙化瓣膜尖端的结构打印，融合多材料的3D打印模型成功复制主动脉瓣狭窄的钙化结构，在一系列流量条件下，峰值和平均跨瓣梯度的多普勒派生模拟测量结果与参考标准压力导管良好吻合；Shi-JoonYoo等人利用PolyJet打印技术构建了右心室双出口心脏模型，并且在心脏模型上进行了缺损修补模拟手术，同时医生之间就手术意见进行沟通变得更见方便，验证了基于PolyJet打印技术构建的软质心脏模型可以用于进行手术规划和模拟手术。
国内较少关于3D打印在结构性心脏诊疗上的应用报告，该领域的研究在国内尚处于起步阶段，国内胡立伟带领的团队运用血池分割的方法,采用PolyJet构建了一例患有复杂先天性心脏病儿童患者的心脏模型，模型较好的呈现了室间隔缺损等心内畸形和心外大血管的空间关系。3D打印技术在结构性心脏病的诊断和治疗中的应用在不断的扩大，具有广阔的应用前景，目前寻求一种能较好的模拟心脏组织力学性能和质感的材料成为材料开发尤其是3D打印材料研究者们关注的热点问题。
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