[发明专利]一种制备有效搭桥细胞支架的熔体静电纺丝直写装置

说明书

本发明公开了一种制备有效搭桥细胞支架的熔体静电纺丝直写装置，属静电纺丝领域。主要包括熔体单针针头固定台、熔体单针针头、正面照明灯、绝缘可伸缩收集板、电极板、绝缘升降台等。通过熔体单针针头中聚合物的加入并预热和静电发生器开启后，利用气动挤出系统挤料进行支架制备，在电动伸缩杆、自转角度杆、公转角度盘、公转角度杆、固定滑杆和滑道的调控下来改变绝缘可伸缩收集板的角度，并通过已经安装好的十字滑台和自转角度杆来保持绝缘可伸缩收集板的角度，达到改善纤维搭接挠度的目的，从而制备出能够有效搭桥的细胞支架。该装置所制备支架的纤维能够有效搭桥，进而增大细胞支架的孔隙率，使其更加有利于细胞的穿透、增殖生长与新陈代谢。

技术领域

本发明涉及一种制备有效搭桥细胞支架的熔体静电纺丝直写装置，属静电纺丝领域。

背景技术

组织工程学自1987年美国国家科学基金提出至今，在短短不到20年的时间取得了突飞猛进的发展，细胞支架作为组织工程学中的研究热点一直被学者们广泛研究，其中经大量研究所证实，细胞支架的孔隙率越高，越有利于细胞的穿透、增殖生长和新陈代谢。熔体静电纺丝直写技术，结合了3D打印技术和溶液静电纺丝技术的优点，具有纤维直径更细、无毒性溶剂参与、纤维能够可控搭接和制备的支架具有一定的机械强度等特点，成为制备细胞支架前景广阔的技术。人工合成材料具有生物相容性、生物降解性和降解时间可控等特点，使其成为制备细胞支架的重点研究对象，结合熔体静电纺丝直写技术所制备的支架，具有降解时间可控、孔隙率高、纤维能够可控搭接且可以形成稳定的三维结构等独特优势，但在支架中的超细纤维能否稳定搭桥一直是研究难点。

所谓细胞支架的搭桥，可定义为假设细胞支架是三层支架，第一层二维支架是多根相互平行且距离相等的纤维直线段，第二层二维支架垂直于第一层二维支架，且是相互平行并距离相等的纤维直线段，第三层二维支架与第一层二维支架位置重合，并且也是多根相互平行且距离相等的纤维直线段，其中第三层二维支架的塌陷程度极小，即能够与第一层二维支架保持一定距离且形成孔隙，此现象即为细胞支架的搭桥。由此可见，细胞支架的搭桥有利于其孔隙率的提高，从而提高细胞支架的培养性能。根据材料力学的知识，细长物体(如梁或柱)的挠度是指在变形时其轴线上各点在该点处轴线法平面内的位移量。当其水平轴线以任意一端点为轴心进行旋转，旋转角度越大，细长物体的弯曲程度即挠度越小，当其旋转90°时，细长物体的弯曲程度为零。现有一系列通过改变平台位置进行加工的机械装置，如：专利一种可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备(CN206578296U)公布了一种通过X-Y轴向旋转以改变成型基台平面的倾斜方向的装置；专利一种可制造大角度悬臂结构件的激光多维打印装置及方法(CN103394693A)公布了一种工作平台与Z轴传动装置的联接处设置的绕X轴转动机构和工作平台的中心位置上设置的绕Z轴转动机构的装置，虽然以上两种专利均有通过改变平台位置的方式来设计产品，但是目前的装置却没有一种通过改变平台角度来改善细胞支架制备的装置。

因此针对这一问题，提出了一种制备有效搭桥细胞支架的熔体静电纺丝直写装置，利用收集板的角度改变减小纤维搭接时的挠度，从而减小纤维搭接时的弯曲程度，达到有效搭桥的目的，从而增大细胞支架的孔隙率，改善细胞支架的培养性能，使得所制备的细胞支架更加有利于细胞的穿透、增殖生长与新陈代谢。

发明内容

本发明以制备有效搭桥的细胞支架为目的，基于材料力学的原理，提出通过改变收集平台的角度来减小纤维搭接时的挠度，从而减小纤维的弯曲程度，使得细胞支架能够有效搭桥，从而使得所制备的细胞支架更加有利于细胞的穿透、增殖生长与新陈代谢。