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本发明公开一种三维生物打印水凝胶支架的优化控制系统与方法。该系统包括基于光学相干层析扫描的三维生物打印水凝胶支架定量可视化装置和生物三维打印设备，可视化装置包括光源、低相干干涉模块、样品扫描模块、干涉信号探测模块、计算机。该方法采用OCT技术实现三维生物打印水凝胶支架的定量结构表征，并基于定量结构表征结果反馈支架设计和打印，通过迭代降低设计与打印的差异性，来提高支架三维制造的稳定性和可控性。本发明系统同时满足三维生物打印水凝胶优化控制对高分辨和大范围三维快速扫描的要求，基于OCT技术实现对支架整体的无损非侵入快速成像，通过基于自动选择目标区域的算法定量分析支架整体和空间局域化形态特征信息。