[发明专利]一种微结构生物材料定向降温制备装置

说明书

本发明公开了一种微结构生物材料定向降温制备装置，涉及微结构生物材料技术领域，包括冷源罐，冷源罐内设有放置筒，放置筒内设有导冷机构，包括第一导冷柱，第一导冷柱的一端延伸至冷源罐的外部并插入到密封件内，密封件密封冷源罐，密封件连通物料腔室，物料腔室的出口处设有密封的保温盖，形成冷源沿第一导冷柱将能量传递至物料腔室的定向传导结构，第一导冷柱的两端分别位于冷源罐的内外部，在第一导冷柱位于冷源罐外部的部分处设置可以容纳物料的物料腔室，使物料与第一导冷柱接触，冷源的能量通过第一导冷柱的定向导向传递给物料，控制冷源传导的方向，进而控制冰晶的生长方向，降低材料制备难度，重复性高、再现性好、过程可控。

技术领域

本发明涉及微结构生物材料技术领域，具体涉及一种微结构生物材料定向降温制备装置。

背景技术

骨再生材料一直是国内外临床医生研究的热点之一，而制备规则微结构生物材料立足于骨组织工程发展前沿，具有重要的仿生和应用价值，其制备方式有多种，如采用已有的控制性降温装置，通过真空冷冻干燥法是，将物料中的溶剂在低温下冻结，并在真空或低压下将物料中的冰晶直接升华，获得具有一定微孔结构的材料，这种制备方法原理简单，但不足之处是：(1)不能实现定向导冷，即控制冰晶的生长方向；(2)不能精准控制物料的降温速度，加大材料制备的难度，重复性及可控性较差。

另外现有的控制性降温装置多结合冷源和制冷压缩机，对于制冷要求高的机器大而重，不容易实现轻量化，且装置内部的压缩气流容易出现波动，影响微结构材料的制备效果。

本发明则以制备规则微结构生物材料为出发点，根据需求设计降温方向和物料降温速度均可控制的梯度降温装置，实现定向梯度降温，该仪器占有空间小、降温范围大且可调、易于操控、安全精准、节能环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微结构生物材料定向降温制备装置，解决了现有的降温装置无法定向导冷、精准控制物料降温速度的问题。

本发明通过下述技术方案实现：包括冷源罐，所述冷源罐内设有放置筒，所述放置筒内设有导冷机构，所述导冷机构包括第一导冷柱，所述第一导冷柱的一端延伸至所述冷源罐的外部并插入到密封件内，所述密封件密封所述冷源罐，所述密封件连通物料腔室，所述物料腔室的出口处设有密封的保温盖，形成冷源沿所述第一导冷柱将能量传递至所述物料腔室的定向传导结构。

优选地，所述导冷机构还包括第二导冷柱，所述第二导冷柱套接在所述第一导冷柱位于所述冷源罐外的一端，所述第二导冷柱的一端连接所述冷源罐，另一端插入所述密封件的内部。

优选地所述第一导冷柱和所述第二导冷柱均沿垂直方向设置。

优选地所述第一导冷柱位于所述冷源罐外的一面设有第一温度传感器，所述第二导冷柱的外部裹套有加热圈，所述加热圈靠近所述第二导冷柱的一面固定设有加热温度传感器，所述保温盖上设有第二温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器、加热温度传感器、加热圈均电连接控制台相应的接口；

所述第一温度传感器用于检测物料靠近所述导冷机构的第一区温度、并将第一区温度信号输送至所述控制台；

所述第二温度传感器用于检测物料远离所述导冷机构的第二区温度、并将所述第二区温度信号输送至控制台；

所述加热温度传感器用于检测所述加热圈的实时表面温度、并将所述表面温度信号输送至控制台；

所述控制台响应于所述第一区温度信号及根据设定的物料降温速率、物料达到的最终温度，控制调整所述加热圈的加热功率。

优选地所述第一温度传感器、第二温度传感器、加热温度传感器、加热圈分别通过第一感温线、第二感温线、加热感温线、加热电源线电连接控制台相应的接口。

优选地所述控制台上设有USB数据输出接口、电源开关、显示器、温度设置区，所述温度设置区用于设置物料降温速率及物料达到的最终温度。