[发明专利]生物打印机喷头组件及生物打印机

说明书

技术领域

本发明涉及生物打印领域，尤其涉及一种生物打印机喷头组件及生物打印机。

背景技术

生物3D打印是指通过3D打印的原理和方法，将生物材料(包括天然生物材料和合成生物材料或细胞溶液)打印成为设计的三维结构体，区别于普通的3D打印技术，生物3D打印技术生产的生物组织或器官还具有一定的生物学功能，需为细胞和组织的进一步生长提供条件，正是由于上述特性，生物3D打印技术在发展中，面临着很多特定的技术问题。

其中，在生物3D打印领域，将细胞作为打印材料的技术称为细胞三维打印技术，人们可以利用细胞和生物相容性材料制成生物墨汁，喷头移动并将生物墨汁喷出，通过程序控制喷头运动打印生物墨水，将生物墨汁按照预设的目标打印物体的三维构建数字模型打印成型。

现有技术的不足之处在于：现有的生物打印材料喷头的流通面积是恒定的，若需对生物打印材料流体的流量进行调节，只能依赖于前端的挤出装置进行调节。

发明内容

为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种生物打印机喷头组件及生物打印机，其中喷头组件的流通面积为可调节的，从而使得生物打印机喷出的生物打印材料流量可调。

为解决上述技术问题，本发明提供了生物打印机喷头组件，包括具有通道的安装块和安装在所述通道中的喷头，所述安装块内设有第一流道，所述第一流道的一端设有与所述通道相通的端口；所述喷头包括分别远离和靠近所述通道的出口的等径部和缩径部，所述缩径部与所述通道之间形成第二流道，所述缩径部能够与所述端口之间形成开口，所述开口用于连通所述第一流道和第二流道，所述等径部能够封堵所述端口。

在这个技术方案中，通过在第一流道的一端设置与通道相通的端口，并将喷头设计成由等径部和缩径部组成的结构形式，喷头组件中的流通面积可通过改变缩径部与端口的相对位置来调节，进而调节生物打印材料流体的流量，这样调整方便且易于使用。

优选地，还具有包括多个备选喷头的喷头套件，所述多个备选喷头彼此具有不同长度的所述等径部和所述缩径部，所述喷头从所述多个备选喷头中选出，以便实现以下状态中的一个：

全封堵状态：在所述全封堵状态下，所述等径部完全封堵所述端口；

部分封堵状态：在所述部分封堵状态下，所述等径部部分封堵所述端口；

全开状态：在所述全开状态下，所述端口全部地与所述缩径部相对。

在该优选的技术方案中，通过更换具有不同长度的等径部和缩径部的喷头，不同的喷头的缩径部与端口之间的位置关系不同，即可实现全封堵状态、部分封堵状态以及全开状态中的一个，继而实现喷头组件的流通面积的调节。

优选地，所述喷头能够在所述通道中可动，用于调节所述缩径部与所述第一流道的端口之间的相对位置，以实现在以下状态之间的切换：

全封堵状态：在所述全封堵状态下，所述等径部完全封堵所述端口；

部分封堵状态：在所述部分封堵状态下，所述等径部部分封堵所述端口；

全开状态：在所述全开状态下，所述端口全部地与所述缩径部相对。

在该改进的技术方案中，将喷头在通道中设计成可动结构，喷头与通道之间的位置关系发生改变，从而改变喷头的缩径部与端口之间的位置关系，即可实现全封堵状态、部分封堵状态以及全开状态之间的切换，继而实现喷头组件的流通面积的动态可调，进而实现生物打印材料流体的流量动态可调。

进一步地，喷头在通道中是可伸缩的。

在该改进的技术方案中，将喷头在通道中进一步地设计成可伸缩的结构，通过改变喷头在通道中的伸缩长度，从而改变喷头的缩径部与端口之间的位置关系，即可实现全封堵状态、部分封堵状态以及全开状态之间的切换，继而实现喷头组件的流通面积的动态可调，进而实现生物打印材料流体的流量动态可调。

进一步地，所述喷头是可平动的。

在该改进的技术方案中，将喷头在通道中进一步地设计成可平动的结构，通过改变喷头在通道中平动，从而改变喷头的缩径部与端口之间的位置关系，即可实现全封堵状态、部分封堵状态以及全开状态之间的切换，继而实现喷头组件的流通面积的动态可调，进而实现生物打印材料流体的流量动态可调。

进一步地，所述缩径部朝向所述喷头的出口是渐缩的。

在该改进的技术方案中，将缩径部设计成朝向出口是渐缩的结构形式，有利于对进入第二流道后的第二材料进行导向，使得第二材料更易于包裹在从第三流道流出的第一材料上。

进一步地，所述缩径部的沿着朝向所述喷头的出口方向截得的剖面为锥形。