[发明专利]一种液体体系三维打印系统可打印性能的测定方法

说明书

技术领域

本发明属生物医药技术领域，特别是涉及一种微乳液体黏结剂三维打印系统可打印性能的测定方法。

背景技术

由麻省理工学院Sachs等(US patent，NO.5204055，1993)人首先提出的三维打印(Three Dimensional Print，3DP)成形技术依据“逐层打印，层层叠加”的概念来制备具有特殊外型或复杂内部结构的物体。该技术以粉末为材料、加工过程非常灵活、成形速度快、运行费用低且可靠性高，是快速成形行业中最有生命力的新技术之一。该技术的关键设备——三维打印机一般由计算机终端、粉末处理系统(包括粉末喂料、铺层及回收)、喷头与粘接剂供给装置、精密平台及移动装置组成。

3DP成形技术具有传统制造业上从未有过的高度加工灵活性，无须传统粉末加工成型中的各种工具，不受任何几何形状的限制。由于喷涂的位置、喷涂次数、喷涂速度都可以随意控制；不同的材料可以通过不同喷头喷涂；喷涂物质可以是溶液、悬浮液、乳液及熔融物质等，因此3DP成形技术可以很容易地控制局部材料组成、微观结构及表面特性。同时由于将众多传统加工过程统一为在一台机器上进行不断重复粘结这样一个过程，易于设计研究，向工业生产转化过程中不存在规模化的问题，能节约大量时间和资金，真正的体现快速成形技术的优势。与其他快速成形技术相比，3DP成形技术有其独特优势：与激光选择性烧结相比，设备制造成本和工艺运行成本都要低很多；与熔融沉积相比，可以在常温下操作，运行更方便可靠；采用喷射粘结的方式避免了采用激光或加热熔融的方式，不会影响活性成分的活性。正因如此，三维打印成形技术从出现那一刻起，便在药剂学领域开始了各种各样的应用研究。

然而，由于本身是一种正在不断完善与发展的技术，因此该技术在实际应用中，还存在一些亟待解决的问题。这些问题包括：(1)黏结剂的可打印性能；(2)混合粉末的铺层及被打印黏结成形性能；(3)DDS的黏结成形机理及其与DDS各项性能之间的关系。其中最为关键的问题就是液体黏结剂的可打印性能(Yu Deng-g，Zhu Li-min，Branford-White C.J Pharm Sci.DOI：10.1002/jps.21284)。

另一方面，在3DP成形技术的发展过程中，研究人员先后将按需滴落热气泡式喷头、压电式喷头和连续偏转式喷头等应用于3DP系统之中，以适应不同形式粘结剂打印的需要。而反过来研究黏结剂的可打印性，以适应3DP系统打印头的研究非常少，对于以聚合物溶液为黏结剂的体系，仅有一些粘弹性液滴形成动力学和粘弹性喷射稳定性的相关研究。3DP打印过程中必须精确控制黏结剂液滴的喷射方向和形状，才能获得准确的打印量和高分辨率的打印精度。在三维打印的实践应用中，发现最易出现问题的就是黏结剂的可打印性：能否连续打印与准确计量、打印精度、打印定位、能否高速打印等，这些都与黏结剂的性能密切相关。而在黏结剂的各项性能中，流变性能非常重要，只有合适的粘度，才能保证黏结剂的稳定流动和喷射打印。因此建立液体黏结剂的流变学性能与可打印性能之间的关系，通过流变性能评判鉴定液体黏结剂的3DP可打印性对3DP成形技术的推广应用将非常有价值，而这方面的研究与开发内容，国内外未见相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种评判鉴定液体体系在三维打印系统中的可喷涂打印性能与打印效果以及它们之间关系的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种微乳液体黏结剂三维打印系统可打印性能的测定方法，包括定性测试与定量测试两部分，其特征在于：所述的定性部分包括目测观察微乳液体黏结剂被喷涂情况，是否堵塞打印头喷嘴、能否稳定、持续打印；在定性测试可行的基础上进行定量打印测试，包括单位时间打印量是否精确，打印线间距即打印精度，微乳液体黏结剂的稳态和动态流变特征；单位时间打印量是否精确采用与3DP系统粉末床相连的万分之一天平测定；打印线间距即打印精度通过将微乳液体黏结剂打印于混合铺层粉末上，对所得含荧光素钠的单层薄片，用荧光显微镜观察，测定打印成形精度；微乳液体黏结剂的稳态和动态流变特征采用流变仪中同轴圆筒型方式进行测定，用于建立微乳液体黏结剂的流变学性能与可打印性能之间的关系。

所述的稳态流变特征包括表观黏度；动态流变特征包括动态线性粘弹范围。

所述的稳态流变特征参数表观黏度的范围在0～30cps之间。

所述的稳态流变特征参数表观黏度的范围在5～20cps之间。