[发明专利]3D打印使用的针头、3D打印带有花瓣凹槽的圆柱单根纤维的方法

说明书

本发明公开一种3D打印使用的针头，所述针头的结构包括花瓣形凹槽，所述花瓣形凹槽是由半圆凹槽串联组成，所述半圆凹槽的半径是5μm～20μm，所述针头的外接圆直径是100μm～1000μm，所述针头的内接圆直径是80μm～980μm，所述针头3D打印出带有花瓣凹槽的圆柱单根纤维。本发明还公开使用上述针头3D打印带有花瓣凹槽的圆柱单根纤维的方法。上述方法打印出的纤维支架，具有更好的促进细胞粘附、迁移，以及更可控的促进细胞向特定方向分化的能力。

技术领域

本发明属于3D打印和组织工程领域，具体为3D打印使用的针头、3D打印带有花瓣凹槽的圆柱单根纤维的方法。

背景技术

动物组织的构建既是多细胞相互作用的结果，也是细胞与细胞外基质相互作用、相辅相成的结果。细胞受到的机械应力、细胞间的粘附以及细胞因子等因素，都会综合起来，共同调控细胞行为。如已有大量研究证实细胞外基质的微纳结构(如沟槽)可以影响细胞的迁移和分化。在组织工程中，支架的主要功能就是模拟细胞外基质，为细胞的生长提供营养物质和力学支撑。支架有很多种制造方法，其中， 3D打印技术由于其快速、精准等优点已经广泛用于组织工程支架的构建。3D打印有很多种类，包括熔融挤出、喷墨打印、激光选区烧结、光固化等。其中，熔融挤出由于维护简单、成本低廉等原因被广泛使用。在此种工艺下，材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。但目前通过熔融挤出工艺挤出的纤维都是细长的圆柱形，细胞只能感受到二维的平面结构，而无法在三维尺度上调控细胞行为。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种3D打印使用的针头，次要目的是提供一种3D打印带有花瓣凹槽的圆柱单根纤维的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种3D打印使用的针头，所述针头结构包括花瓣形凹槽，所述花瓣形凹槽是由半圆凹槽串联组成，所述半圆凹槽的半径是 5μm～20μm；所述针头的外接圆直径是100μm～1000μm，所述针头的内接圆直径是80μm～980μm，所述针头3D打印出带有花瓣凹槽的圆柱单根纤维。

优选的，所述针头的长度是2000μm～3000μm之间。

优选的，所述针头的材料是易压制变形材料。

优选的，所述易压制变形材料是不锈钢。

一种3D打印带有花瓣凹槽的圆柱单根纤维的方法，使用打印材料通过任一项所述的针头打印纤维。

优选的，所述打印材料是羟基磷灰石。

优选的，所述打印材料是聚乳酸-羟基乙酸共聚物。

优选的，所述方法的压力是0.2MPa～0.4MPa。

优选的，所述方法的温度是20℃～80℃。

本发明的优点和有益效果

(1)本发明使通过3D打印技术制造的支架纤维表面具有精确的微纳结构。特别地，可以在3D打印的纤维表面构建沟槽结构，相对于同等条件下的普通支架，具有更好的促进细胞粘附、迁移，以及更可控的促进细胞向特定方向分化的能力，从而为组织工程提供更精准和有效的设计方案。

(2)本发明用以解决传统3D打印技术不能在单根纤维表面构建微纳结构，而只能在二维平面对细胞进行调控的问题。

附图说明

图1为实施例1的针头剖面图。

图2为本发明的针头的侧面立体图。

图3为本发明的针头的整面立体图。

图4为本发明3D打印出的单根纤维丝的剖面图。

图5是本发明的针头打印出的羟基磷灰石支架俯视图。