[发明专利]一种基于电流体动力技术的3D生物打印自动化集成系统

权利要求书

1.一种基于电流体动力技术的3D生物打印自动化集成系统，其特征在于，所述3D生物打印自动化集成系统包括液体注射泵，所述液体注射泵右侧连接有固定的可导电的打印喷嘴，打印喷嘴的下方设置有可三维移动的收集平台，可三维移动的收集平台之上安装有可导电的接收盘，可三维移动的收集平台右侧固定有高压电源发生装置，液体注射泵、打印喷嘴、可三维移动的收集平台、调节打印材料酸碱度的雾化装置和高压电源发生装置置于集成控制系统外壳内，集成控制系统外壳的右侧设有整个集成控制系统的综合控制装置，集成系统控制外壳的右侧设置有集成控制系统的实时监测显示器。

2.如权利要求1所述的一种基于电流体动力技术的3D生物打印自动化集成系统，其特征在于，可导电的打印喷嘴和可三维移动的收集平台之间安装有能够喷射出碱性的雾滴来中和打印过程中的酸性物质的调节打印材料酸碱度的雾化装置；调节打印材料酸碱度的雾化装置的注射通量能够根据打印工艺的要求由综合控制装置来控制调节。

3.如权利要求1所述的一种基于电流体动力技术的3D生物打印自动化集成系统，其特征在于，液体注射泵和打印喷嘴通过塑料导管连接；打印喷嘴接高压电源的正极，接收盘接高压电源的负极；液体注射泵的材质为耐高温、耐酸碱的聚四氟乙烯高分子材料；打印喷嘴为可导电的金属铂；所述高压电源发生装置提供高压电源，可提供0-30kv的高压电压；所述接收盘材质为导电硅片；打印喷嘴与接收盘之间的距离控制在1mm-15cm的范围之内；所述集成控制系统的实时监测显示器能够实时的监测打印系统在打印过程中的各项器件的参数，所述综合控制装置能够控制整个集成系统的各项器件的参数，所述参数包括注射流量、电源电压、可三维移动的收集平台三维方向上的移动速度和打印喷嘴与接收盘之间的距离。

4.如权利要求1所述的一种基于电流体动力技术的3D生物打印自动化集成系统，其特征在于，集成控制系统外壳的材质为耐高温、耐酸碱的聚四氟乙烯材料；集成控制系统外壳内部安装有温度可调节的高温灯和微型加湿器用来控制集成控制系统内部的温度和湿度；所述微型加湿器设有温度和湿度传感器；所述集成系统控制外壳内部的温度、湿度，均可通过综合控制装置来进行参数调节。

5.使用如权利要求1所述3D生物打印自动化集成系统实施打印的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)启动综合控制装置和实时监测显示器，根据打印工艺的要求对整个集成系统进行工艺参数的参数预设；

2)将所要打印的材料填装在液体注射泵的填料管中；

3)依次启动高压电源发生装置、可三维移动的收集平台、注射泵和调节打印材料酸碱度的雾化装置，进行工作；

4)根据打印出的前期材料的外观特性重新调整工艺参数，直到达到所需的材料要求；

5)将温度和湿度按照工艺要求调节稳定之后进行正式的打印流程，待打印结束，关闭整个集成系统，待打印成品定型稳定之后取出打印成品。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所要打印的材料包括可生物降解聚合物、胶原蛋白生物墨水材料。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所要打印的材料为聚己内酯(PCL)，PCL的浓度为70％。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调整后的工艺参数为PCL的挤出速率控制在0.1ml/h～0.5ml/h的范围内；系统内部的温度控制在36℃～38℃之间，系统内部的湿度维持在45％～60％的范围内；移动平台x和y方向上的移动速度控制在2～6mm/s,平均速率为4mm/s，z轴方向上的移动是按照挤出物在平台上堆积的厚度来决定的，打印过程中，随着一层材料打印完毕，z轴方向上的下移距离控制在1～2mm；调节电压在2-10kv之间，打印喷嘴与接收盘之间的距离控制在2～5mm之间。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，调节电压为6kv。