[实用新型]磁场控制三维取向的生物材料3D打印机

说明书

一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机，其中磁场控制三维取向的生物材料3D打印机设置有主体、用于粘附添加有响应磁场变化纤维的打印材料层的固定平台装置、用于对打印材料层产生可360°调节磁场的磁场调节装置、用于带动所述固定平台装置升降的升降装置和用于对打印材料层固化成型的光控装置。本实用新型的磁场控制三维取向的生物材料3D打印机的磁场调节装置能够在固定平台装置的外周360°旋转，而且至少一对磁体分别位于固化区域底面的外周相对两侧，从而能够在固化区域底面相对两侧产生磁场且360°旋转，从而能够灵活调节纤维的取向方向，同时产生的磁场能均匀分布且完全覆盖固化区域。

技术领域

本实用新型涉及生物打印技术领域，特别涉及一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机。

背景技术

生物3D打印是利用3D打印离散/堆积成型的基本原理和方法，对生物材料(包括天然生物材料和人工合成生物材料)或细胞悬浮液进行受控打印，形成所需的具有生物活性的植入物、细胞三维结构或人工组织器官等。生物3D打印作为生命科学与现代制造科学交叉的新兴技术，有利于构建组织工程中所需的各种三维仿生结构。

研究表明，细胞的取向性与其感受外界的力学刺激和结构形貌息息相关。目前主要的细胞的取向性控制是预先在细胞生长基底表面制作定向的凹槽或条纹结构，然后将细胞接种于基底，细胞就会沿着这些凹槽或条纹结构进行定向排列生长，实现细胞定向排列控制。然而这种方法只能在具有特定形貌的基底表面实现二维细胞的定向排列，无法用于生物3D打印构建任意所需的载细胞结构。

目前出现了通过在打印墨水中添加可响应磁场变化的纤维，然后控制纤维的取向并进行3D打印，得到具有多种取向的3D结构纤维产品，最后将细胞接种于这种产品，然后经取向的纤维就会诱导细胞生长方向，最终实现细胞三维取向控制。

公布号为CN106738898A的中国实用新型专利，公开了一种可编程定向短纤维增强复合材料3D打印方法及装置，该装置由主机架、供料仓、铺料装置、成型仓、废料箱、数字掩膜光固化系统以及可控磁场系统组成。该装置通过供料仓的上移、成型仓的下移及铺料装左右移动形成铺料装切片层厚度材料的铺设，然后可控磁场系统通过一个磁场源在成型仓两个相对侧面移动及水平面内180°旋转等运动，对打印材料产生磁场。但是该装置对纤维只能在打印材料的一侧产生磁场，造成固化区域内的磁场分布不均匀且难以完全包围成型仓的固化区域，从而影响纤维的取向效果。

因此，针对现有技术的不足，提供一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机以解决现有技术不足甚为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机。该磁场控制三维取向的生物材料3D打印机产生的磁场能均匀分布且完全覆盖固化区域。

本实用新型的上述目的通过以下技术措施实现：

提供一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机，包括有主体和光控装置，设置有用于粘附添加有响应磁场变化纤维的打印材料层的固定平台装置、用于对打印材料层产生磁场的磁场调节装置和用于带动所述固定平台装置升降的升降装置，所述升降装置固定装配于所述主体，所述固定平台装置与所述升降装置传动装配，所述磁场调节装置可360°旋转装配于所述固定平台装置的外周。

在所述固定平台装置与所述光控装置之间存在用于对打印材料层固化成型的固化区域，所述磁场调节装置的至少一对磁体分别位于固化区域底面的外周相对两侧并能进行360°旋转。

优选的，上述磁体的长度不小于所述固定平台装置的下底面的最大长度。

优选的，上述磁体对称设置于所述固化区域的底面。

优选的，上述固定平台装置与所述光控装置之间存在用于对打印材料层固化成型的固化区域，所述磁场调节装置的产生磁场位于固化区域底面的外周。