Die schnelle Entwicklung von Therapeutika und Impfstoffen ist entscheidend, um neu auftretende Krankheitserreger und Infektionskrankheiten sowie zielgerichtete Therapien gegen Krankheiten zu bekämpfen. Der traditionelle Arzneimittelentwicklungsprozess kann durch die Einführung neuer In-vitro-Modelle als Ersatz für herkömmliche Krankheitsmodelle und den Einsatz fortschrittlicher Technologien zur Herstellung von Arzneimitteln sowie von Zell- und Wirkstoffabgabesystemen beschleunigt werden, wodurch der Wirkstofffindungsprozess beschleunigt wird. 
Zellkultur ist die am häufigsten verwendete In-vitro-Methode und hat unser Verständnis der Zellbiologie, der Gewebemorphologie, der Krankheitsprozesse oder Pathogenese, der Wirkungsweise von Medikamenten und des Gewebeengineerings erheblich erweitert. Die meisten Forschungsarbeiten zur Krankheitsbiologie konzentrieren sich auf In-vitro-Experimente mit zweidimensionalen (2D) Zellkulturen, die jedoch mehrere Nachteile aufweisen. Vor dem Hintergrund dieser Einschränkungen bietet die Entwicklung der schichtweisen Herstellung mittels eines 3D-Bioprintingsystems oder ähnlicher Technologien eine wertvolle Methode zur Konzeption von Systemen, die biologische Prozesse nachahmen und stabile In-vitro-Modelle für die Krankheitsforschung bereitstellen. Darüber hinaus verbessern 3D-Bioprinting und mikrofluidische Mikrochips aufgrund ihrer hohen Flexibilität und Vielseitigkeit die erfolgreiche Herstellung von Impfstoffen, Therapien und geeigneten Abgabemethoden.
Diese Methodensammlung zielt darauf ab, eine zuverlässige Alternative zu In-vivo-Methoden vorzustellen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Herstellung von Mikrogelen, die Formulierung mikrogelbasierter Bio-Tinten, Gel-Unterstützungen für eingebettetes 3D-Drucken, mikrofluidische Mikrochips und andere Verfahren.