[发明专利]一种高精度的生物复合3D打印装置及打印方法

摘要

一种高精度的生物复合3D打印装置及打印方法，装置包括收集平台上方设有与运动控制模块相连的细胞打印喷头和静电直写装置，细胞打印喷头与超精密注射泵连接，静电直写装置与回流加热装置连接，超净实验台外设置有主机、高压直流电源，静电直写装置、细胞打印喷头、高压直流电源均与主机连接；打印方法通过主机自动切换细胞打印喷头和静电直写装置，打印出含细胞的凝胶/生物支架/微通道的复合结构，打印完一层后，细胞打印喷头和静电直写装置沿Z轴方向移动一层的距离进行下一层的打印，如此往复，直至所打印的组织器官全部完成，本发明能够稳定、精确的打印出多种细胞的与亚微米或纳米级别生物支架的复合物。

主权项

1.一种高精度的生物复合3D打印装置，包括超净试验台(1)，超净实验台(1)内放装置外壳(2)，外壳(2)内设有打印平台(16)，打印平台(16)接地，打印平台(16)与运动控制模块相连，打印平台(16)能够进行XY两个方向的移动，打印平台(16)上放置有收集平台(15)，其特征在于：收集平台(15)上方设有细胞打印喷头(14)和静电直写装置(11)，细胞打印喷头(14)、静电直写装置(11)与运动控制模块相连，能够进行Z轴竖直方向的移动，细胞打印喷头(14)与用于储存细胞溶液的超精密注射泵(9)连接，静电直写装置(11)与回流加热装置(10)连接，外壳(2)上安装有雾化器(3)、可控光照系统(4)、湿度调节器(5)、温度控制系统(6)、等离子除菌机构(7)、二氧化碳发生及检测装置(8)、摄像装置(13)；超净实验台(1)外设置有主机(17)、高压直流电源(18)；雾化器(3)、可控光照系统(4)、湿度调节器(5)、温度控制系统(6)、等离子除菌机构(7)、二氧化碳发生及检测装置(8)、超精密注射泵(9)、回流加热装置(10)、静电直写装置(11)、摄像装置(13)、细胞打印喷头(14)、高压直流电源(18)均与主机(17)连接；所述的细胞打印喷头(14)为多个内径10～1000μm的金属喷头，通过连接超精密注射泵(9)使细胞溶液的打印流量为20～1000μL/h，细胞打印喷头(14)下方与收集平台(15)的距离为50～1000μm；通过选择细胞打印喷头(14)的内径、调节打印平台(16)的移动速度、打印流量和打印电压，按打印需求将线宽在20～200μm之间精确控制；打印模式包括挤出成型或静电打印，挤出成型时，打开超精密注射泵(9)，将细胞溶液通过细胞打印喷头(14)挤出，通过与收集平台(15)的相对移动可打印出特定形状与图案；静电打印时，细胞打印喷头(14)与高压直流电源(18)正极相连，打开超精密注射泵(9)，高压电场使喷头尖端形成的泰勒锥，利用泰勒锥的近场/超近场射流进行打印；所述的收集平台(15)采用绝缘材料，内部盛培养液、琼脂糖作为基底，对细胞进行绝缘保护，使打印过程中不产生电流；或采用接地的导电玻璃、金属板和硅片。