[发明专利]一种采用低温成型生物电纺3D打印装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种采用低温成型生物电纺3D打印装置，包括壳体和位于壳体外壁的保护罩，壳体内的顶端设有水平横向设置的打印喷头运动平台，打印喷头运动平台的底端设有与其相匹配的打印喷头，打印喷头运动平台上且位于打印喷头的顶端套设有与其相匹配的料筒，料筒上套设有与其相匹配的加热套，壳体内的一侧设有与料筒电性连接点的气压挤出系统，且壳体内的底端且位于打印喷头的下发设有打印平台。有益效果：在电纺生物D打印的基础上，通过加装制冷平台，使得打印材料在平台中迅速冷却凝固，维持打印物体形态结构，大大提高打印成型性。该装置操作方便，解决了生物三维打印材料成型性较差的问题。

技术领域

本发明涉及生物三维打印技术领域，具体来说，涉及一种采用低温成型生物电纺3D打印装置及其制备方法。

背景技术

生物3D打印技术是一种能够在三维模型驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料乃至细胞，并用来制造医疗器械、组织工程支架和组织器官的装备。由于受生物材料性能的限制，目前生物三维打印技术是基于熔融挤出或者常温挤出的。但是这种挤出打印精度较差，单丝直径大，孔隙率低，很难达到良好的效果。而电纺打印精度高，单丝直径小，孔隙率高，更适合于生物打印使用。

而对于打印材料而言，普遍来说，有机高分子材料(如PCL，PLGA，PLLA等)力学性质好，生物材料(如脱细胞基质、水凝胶等)则具有生物相容性好的优势，但是无论采用何种材料，都存在有打印后结构成型性的问题。因此，通过低温凝固，维持打印后的结构有助于改善电纺生物3D打印的成型性，并大大扩展了打印材料的范围，使得很多之前不适合打印的材料能够打印并进一步加工。

生物3D打印挤出装置面临的重大问题是其打印分辨率较低，目前最高精度的生物3D打印装置仅仅为150μm以上。生物组织的纤维结构通常是几百纳米乃至几个微米级别，对于当前生物3D打印装备来说，这几乎是不可能实现的。因此，采用电纺生物3D打印能够更好的解决打印分辨率的问题。但同时，由于打印的精细化，对于打印材料就有了更高的要求，材料必须具有良好的均一性和较低的黏性，但这样使得打印后结构的成型性较差。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种采用低温成型生物电纺3D打印装置及其制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种采用低温成型生物电纺3D打印装置，包括壳体和位于所述壳体外壁的保护罩，所述壳体内的顶端设有水平横向设置的打印喷头运动平台，所述打印喷头运动平台的底端设有与其相匹配的打印喷头，所述打印喷头运动平台上且位于所述打印喷头的顶端套设有与其相匹配的料筒，所述料筒上套设有与其相匹配的加热套，所述壳体内的一侧设有与所述料筒电性连接点的气压挤出系统，且所述壳体内的底端且位于所述打印喷头的下发设有打印平台，所述打印平台的上套设有与其相匹配的制冷平台，所述打印平台与位于所述壳体内壁一侧的高压静电发生器相电性连接，所述高压静电发生器的正极与所述打印喷头相电性连接，所述壳体内远离所述高压静电发生器的一侧设有与所述制冷平台相连接的制冷压缩机，所述壳体的一侧设有与其相匹配的自动控制装置。

作为优选的，所述制冷平台与所述打印平台之间设有导热绝缘陶瓷，制冷的同时避免电场影响。

作为优选的，所述打印喷头运动平台控制打印喷头的X轴与Y轴水平运动。

作为优选的，所述高压静电发生器的负极与所述打印平台相电性连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种采用低温成型生物电纺3D打印装置的制备方法。

该采用低温成型生物电纺3D打印装置的制备，包括以下步骤：

将高分子材料或细胞水凝胶材料加入料筒；