[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

说明书

本发明主要涉及3D生物打印技术领域，特别涉及一种基于电流体动力技术的3D生物打印自动化集成系统。其包括液体注射泵，液体注射泵右侧连接有固定的打印喷嘴，打印喷嘴的下方设置有可三维移动的收集平台，打印喷嘴和收集平台之间置有调节打印材料酸碱度的液体雾化装置，收集平台之上安装有可导电的接收盘，收集平台右侧固定有高压电源发生装置，所述以上打印系统的器件置于集成控制系统外壳内，所述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，所述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。本发明有利于提高打印活体组织过程中细胞的存活率，提高打印活体组织的分辨率和打印精度。

技术领域

本发明主要涉及3D生物打印技术领域，特别涉及一种基于电流体动力技术的3D生物打印自动化集成系统。

背景技术

增材制造技术通常称之为3D打印技术，随着现代化生物医药技术的发展，3D打印技术在生物医药领域也掀起了一股研究热潮，3D生物打印技术应用而生。3D生物打印技术是3D打印技术研究中新兴的、快速扩张的、富有生命的、最具有发展前景的技术领域，正在成为主流的技术平台。被认为是21世纪组织工程、生物制造的新范式。但是以挤压式打印技术、激光辅助打印技术、立体光刻打印技术为基础的3D生物打印技术各自都存在着一些难以解决的缺陷，尤其在进行活体组织制造时，对于生物墨水的细胞存活率的要求使得这些打印技术在制造活体组织表现的捉襟见肘。除此之外，传统的3D生物打印技术都普遍存在着打印精度不够高的问题。寻求新型的3D生物打印技术或者打印工艺成为了3D生物打印制造活体组织的新目标。

发明内容

为了解决传统打印技术在制造活体组织的在细胞存活率和打印精度的局限性，我们发明了一种能够极大地提高细胞存活率和打印精度的电流体动力3D生物打印技术工艺，该项技术工艺在打印精度和细胞存活率方面展现出良好的适用性。同时，该项技术工艺的操作简单、灵活，规模化性能较好。

本发明的具体内容如下：

一种基于电流体动力3D生物打印自动化集成系统，主要包括液体注射泵，所述液体注射泵右侧连接有固定的打印喷嘴，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，所述以上打印自动化集成系统的器件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。

进一步地，打印喷嘴和可三维移动的收集平台之间安装有调节打印材料酸碱度的雾化装置。

进一步地，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，所有的组件都分别通过电信号与综合控制装置所连接。

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的移动速度、打印喷嘴与接收盘之间的距离。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。

调节打印材料酸碱度的雾化装置的注射通量也可根据打印工艺的要求由综合控制装置来控制调节。

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，接收盘置于可三维移动的收集平台之上，所述可三维移动的收集平台可在X轴、Y轴、Z轴三维方向上由综合控制装置来控制移动。

整个打印过程主要包括如下的步骤：

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(例如可生物降解聚合物、胶原蛋白等生物墨水材料)填装在注射泵的填料管中。