一種多支路三維生物結(jié)構(gòu)的3d打印裝置及打印方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多支路三維生物結(jié)構(gòu)的3D打印裝置，包括用于支撐三維生物結(jié)構(gòu)的工作底面、固定在工作底面上方的噴頭、以及配合噴頭打印三維生物結(jié)構(gòu)的三維運動工作臺機(jī)構(gòu)，所述的三維運動工作臺機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在工作底面上方的至少一對輔助工作面、以及驅(qū)動輔助工作面分別進(jìn)行x軸、y軸和z軸方向三維運動的三維運動機(jī)構(gòu)；所述一對輔助工作面中兩個輔助工作面相對設(shè)置，且始終位于同一水平面上，對三維生物結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐和扶持。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在無需犧牲材料的情況下，打印出復(fù)雜的懸空偏心三維生物結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法打印懸空結(jié)構(gòu)的問題，而且該方法又能適用于其他三維打印設(shè)備，有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種多支路三維生物結(jié)構(gòu)的3D打印裝置及打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程和組織工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種多支路三維生物結(jié)構(gòu)的3D打印裝置及打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界各國醫(yī)學(xué)界面臨了許多重大難題，其中的一個難題就是人們對于器官的需求不斷增長，但用于器官移植的供體器官極度緊缺，如心臟，肺，肝臟，腎臟等器官。以往經(jīng)過研究提出了許多方案來解決供體器官緊缺問題，如人工機(jī)械器官、異種器官移植和組織工程等。人工機(jī)械器官雖然能夠成功植入到人體內(nèi)，但它會嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。異種器官移植，特別是轉(zhuǎn)基因的動物器官，雖然降低了植入后的免疫排斥反應(yīng)，但存在傳播動物病毒的潛在危險和因長期服用免疫抑制劑而對患者心理產(chǎn)生的影響。組織工程是當(dāng)前被看好的一種技術(shù)，運用組織工程技術(shù)構(gòu)建人類仿生組織和器官用于器官移植，有望徹底解決供體器官緊缺這一重大難題。
[0003]目前，組織工程中用到的技術(shù)主要是固體自由成形技術(shù)，它包括光固化成型技術(shù)(Stereo lithography Appearance),擠壓沉積技術(shù),噴墨打印技術(shù)等,其中，噴墨打印技術(shù)又根據(jù)噴頭的工作原理不同，分為壓電式和熱泡式兩種。
[0004]光固化成型技術(shù)是用特定波長與強(qiáng)度的光聚焦到光固化材料表面(光敏樹脂)，使之由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面，這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實體。當(dāng)打印需要支撐的結(jié)構(gòu)時，通常采用兩種光固化材料，一種作為實體結(jié)構(gòu)材料固化，一種作為支撐材料固化，結(jié)構(gòu)打印完時，去掉支撐材料，得到最終的三維實體。
[0005]擠壓沉積技術(shù)通常采用將熱的溶液經(jīng)注射器噴嘴擠壓到基底上，由于外面的工作環(huán)境溫度低，導(dǎo)致溶液形成固體，通過由點到線，由線到面順序擠壓，得到一個層面，然后層層疊加，得到三維實體。同樣，當(dāng)打`印需要支撐的結(jié)構(gòu)時，通常采用兩種材料，經(jīng)兩個注射器分別擠出，打印完成時，去掉支撐材料，得到最終的三維實體。
[0006]對于噴墨打印技術(shù)，無論是壓電式，還是熱泡式，現(xiàn)有的技術(shù)基本都是將一種溶液經(jīng)噴頭噴射到另一種溶液中，兩種溶液反應(yīng)形成半固體結(jié)構(gòu)，同樣通過由點到線，由線到面順序擠壓，得到一個層面，然后層層疊加，得到三維實體。在該技術(shù)中，很難使用犧牲材料作為支撐，使得只能打印有限傾斜角度的分支。
[0007]以上技術(shù)，對于懸空結(jié)構(gòu)，如果不采用支撐材料，都無法打印，只能打印有限傾斜角度的分支，角度一旦過大，整個結(jié)構(gòu)就會倒塌。
[0008]專利
【發(fā)明者】傅建中, 邵惠鋒, 賀永, 朱偉杰 申請人:浙江大學(xué)