[发明专利]一种具有整合系统的3D生物打印机

说明书

本发明属于3D生物打印设备领域，具体涉及一种具有整合系统的3D生物打印机，其中打印平台安装在XY双轴运动系统上，打印单元悬挂横臂安装在Z轴运动系统上位于所述打印平台上方，且XY双轴运动系统和Z轴运动系统均与打印机控制器连接，通过与打印机控制器连接的计算机控制从而实现三维空间的移动、定位。打印单元悬挂横臂上设置打印单元支架用于固定打印单元，打印单元为微量挤压式、静电纺丝式、压电喷射式或光固化式中的一种或多种，每种打印单元的数量≥1，打印单元内的打印材料为细胞类材料、天然生物材料、合成高分子材料或无机材料中的一种或多种，因此可以适用复杂结构的打印。

技术领域

本发明属于3D生物打印设备领域，具体涉及一种具有整合系统的3D生物打印机。

背景技术

3D生物打印机能够在数字三维模型的驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料或细胞，从而打印出三维结构支架，也可以打印出含有细胞的支架复合物，或者是具有生物活性的组织、器官等。为了能够在一台设备中，一次打印出具有功能的人体组织器官，需要再一台打印设备中集成多个不同类型的打印头，以适应不同种类材料、细胞的打印，例如：高分子多聚体、有机或无机化学品、水溶性或非水溶性材料、细胞、明胶、纤维蛋白原、PCL、海藻酸钠、甘油等其中的一种或者多种。同时由于3D生物打印机采用增材制造的原理，因此下一层打印时与上一层之间的误差需要控制在极小的范围内。因此如何合理设计3D生物打印机的结构，以达到精确打印每层组织的目的，是目前本领域需要解决的问题。

中国发明专利申请CN201610302055.7公开了一种自动配料和混料的多喷头生物3D打印设备及控制方法，该打印设备打印时在移动顶梁和取料驱动臂的配合运动下使取料驱动臂的前部卡抓可以卡住喷头托架中任意一个喷头的筒体部位，然后取料驱动臂上移，将所需喷头从喷头托架中取出，在移动顶梁和取料驱动臂的配合运动下控制所需喷头移动到打印位置，然后通过旋盖上的进气管对混料筒内通气加压，当电磁换向阀阀组b中与所需喷头对应的电磁换向阀得电开启，便可将混料筒内的生物材料通过混料罐组件底部料管从喷头中挤出，在移动顶梁和取料驱动臂配合运动下按照预定路径完成生物材料的打印工作。打印过程中通过驱动臂移动喷头，因此打印不同层时容易引入由喷头相对移动而造成的误差。

中国发明专利CN201410162181.8公开了一种自动化控制的转盘式气动多喷头生物3D打印成形系统及方法，包括：喷射装置、三维运动机构、成形台以及控制系统，所述的喷射装置采用转盘式多喷头喷射装置，设置在三维运动机构中Z1轴运动机构上而随Z1轴运动滑块上下滑动；所述的成形台安装在三维运动机构中X轴运动滑块上；所述的控制及数据处理系统是联接控制转盘式多喷头喷射装置和三维运动机构的电机。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种具有整合系统的3D生物打印机，能够同时集成多种不同类型的打印单元打印出具有复杂结构的产品，并且打印精度高。

为解决上述问题，本发明提供了一种具有整合系统的3D生物打印机，包括计算机、打印机控制器、XY双轴运动系统、打印平台、 Z轴运动系统、打印单元悬挂横臂和打印单元，所述打印平台安装在所述XY双轴运动系统上，所述打印单元悬挂横臂安装在Z轴运动系统上，所述打印单元悬挂横臂位于所述打印平台上方，所述计算机内设置打印机控制系统，所述打印机控制器与所述计算机连接；

所述XY双轴运动系统和所述Z轴运动系统均与打印机控制器连接；

所述打印单元悬挂横臂上设置打印单元支架，所述打印单元固定在所述打印单元支架上，所述打印单元与所述打印机控制器连接；

所述打印单元为微量挤压式、静电纺丝式、压电喷射式或光固化式中的一种或多种，每种打印单元的数量≥1，所述打印单元内容纳的打印材料为细胞类材料、天然生物材料、合成高分子材料或无机材料中的一种或多种；

所述打印平台用于接收从所述打印单元内打印出的打印材料。