切換，按組織工程的要求實(shí)現(xiàn)活性生物材料包裹。包裹好的細(xì)胞微?？砂雌鞴倏臻g結(jié)構(gòu)上的要求進(jìn)行排布。
[0029]3、可有效保護(hù)生物材料的生物活性，對(duì)細(xì)胞損傷小，能控制所打印的器官空間結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0030]4、噴頭裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取材廣泛，易于制造；包裹過程控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
【附圖說明】
[0031]圖1是噴頭裝置外觀示意圖；
[0032]圖2 (I)為圖1的A — A剖視圖；
[0033]圖2 (2)為圖2 (I)的B — B剖視圖；
[0034]圖2 (3)為圖2 (I)中I部分放大圖。
[0035]圖3整體成型兩層包裹噴頭裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0036]圖4是整體成型多層包裹噴頭裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5是活性生物材料自動(dòng)包裹系統(tǒng)不意圖；
[0038]圖6是在連續(xù)包裹模式下活性生物材料包裹過程示意圖；
[0039]圖7是在間歇包裹模式下活性生物材料包裹過程示意圖。
[0040]圖中:1.固定板;2.外筒;3.內(nèi)筒;4.外筒通孔;5.螺釘孔(A) ;6.螺釘孔(B) ;7固定板通孔；8.密封圈；9.中心內(nèi)腔；10.中心噴口 ；11.環(huán)形通道；12.包裹腔；13.第二環(huán)形通道；14.第二包裹腔；15.氣源；16.—級(jí)減壓閥；17過濾器；18.二級(jí)減壓閥；19.壓力傳感器；20.三通接頭；21.伺服閥㈧；22.伺服閥⑶；23.壓力傳感器㈧；24.壓力傳感器⑶；25.開關(guān)閥(A) ;26.開關(guān)閥⑶；27.墨盒(A) ;28.墨盒⑶；29.噴頭裝置；30.活性生物材料；31.懸液；32.包裹材料；33.孔道(B);34.孔道(A)。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0042]實(shí)施例一
[0043]如圖1、圖2 (1)、圖2 (2)和圖2 (3)所示，該噴頭裝置由固定板1、外筒2、內(nèi)筒3和密封圈8部件組裝而成，其中:外筒2頂端有一個(gè)階梯狀內(nèi)腔體，底部有一個(gè)包裹腔12，外側(cè)面有一個(gè)與內(nèi)腔體貫通的外筒通孔4 ;內(nèi)筒3上部有一個(gè)臺(tái)階，一個(gè)中心內(nèi)腔9，底部有一個(gè)直徑為0.15 mm的中心噴孔10 (參見圖2 (2)和圖2 (3))，內(nèi)筒3高度小于外筒2高度3 mm ;固定板I在厚度方向上有通孔7、螺釘孔(A)5和螺釘孔(B)6。先在外筒2階梯狀內(nèi)腔體上放置密封圈8，再放入內(nèi)筒3，將固定板I扣在內(nèi)筒3和外筒2的上端面，通過螺釘(A)5和螺釘孔(B)6用螺釘將固定板1、內(nèi)筒3和外筒2連為一體。在頂部，中心內(nèi)腔9上部可制造出螺紋直接和管接頭連接；內(nèi)筒3與外筒2之間為間隙配合，且內(nèi)筒3與外筒2之間在下部形成一定厚度的環(huán)形通道11 (參見圖2 (2)和圖2 (3))，厚度為0.1 mm，且該環(huán)形通道與外筒2外側(cè)面通孔4連通；在底部，內(nèi)筒3和外筒2形成包裹腔12 ;內(nèi)筒與外筒之間為配合關(guān)系，可確保保證中心噴孔與包裹腔之間的同軸度；密封圈8可防止環(huán)形通道中的流體外泄；環(huán)形通道11的厚度可通過在內(nèi)筒3與外筒2上部的臺(tái)階處放置調(diào)節(jié)墊片進(jìn)行微調(diào)。
[0044]固定板1、外筒2、內(nèi)筒3使用具有生物相容性材料制造，密封圈8使用具有生物相容性的特種橡膠制造。
[0045]如圖5所示，利用前述噴頭裝置實(shí)現(xiàn)活性生物材料自動(dòng)包裹的系統(tǒng)，包括氣源15、一級(jí)減壓閥16、過濾器17、二級(jí)減壓閥18、壓力傳感器19、三通接頭20、伺服閥(A) 21、伺服閥(B) 22，壓力傳感器(A) 23、壓力傳感器(B) 24、墨盒(A) 27、墨盒(B) 28、開關(guān)閥(A) 25、開關(guān)閥(B) 26、前述的噴頭裝置29。
[0046]各部件之間用具有生物相容性高分子材料管路相連接，連接順序?yàn)?氣源15 — —級(jí)減壓閥16 —過濾器17 —二級(jí)減壓閥18 —壓力傳感器19 ;此后氣路由三通接頭20分為兩路，其中一路為:三通接頭20 —伺服閥(A) 21 —壓力傳感器(A) 23 —開關(guān)閥(A) 25 —墨盒(A) 27—噴頭裝置29上的內(nèi)筒3上的中心內(nèi)腔9;控制器通過對(duì)伺服閥(A)21和開關(guān)閥(A) 25的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)墨盒(A) 27中的壓力Pl的控制。另一路為:三通接頭20 —伺服閥(B) 22 —壓力傳感器(B) 24 —開關(guān)閥(B) 26 —墨盒(B) 28 —噴頭裝置29上側(cè)面的外筒通孔4 ;控制器通過對(duì)伺服閥(B) 22和開關(guān)閥(B) 26的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)墨盒(B) 28中的壓力P2的控制。在墨盒(A) 27中填裝活性生物材料和海藻酸鈉懸液，在墨盒(B) 28中填裝水凝膠。
[0047]上述系統(tǒng)分別在連續(xù)包裹模式或間歇包裹模式下工作，實(shí)現(xiàn)水凝膠對(duì)活性生物材料和海藻酸鈉懸液的自動(dòng)包裹。前者獲得外層包裹水凝膠的活性生物材料和海藻酸鈉懸液的連續(xù)包裹帶，后者獲得外層包裹水凝膠的活性生物材料和海藻酸鈉懸液的顆粒。
[0048]如圖6所示，在連續(xù)包裹模式下，水凝膠對(duì)活性生物材料和海藻酸鈉懸液的自動(dòng)包裹步驟是:首先，讓開關(guān)閥(A) 25和開關(guān)閥(B) 26處于關(guān)閉狀態(tài)，切斷噴頭裝置29中的壓力供給。第二步，開啟一級(jí)減壓閥16和二級(jí)減壓閥18，使二級(jí)減壓閥18與伺服閥(A)21以及伺服閥(B) 22之間的氣體壓力達(dá)到0.60 MPa。第三步，由控制器控制伺服閥(A) 21的開口度，使.壓力傳感器(A) 23中的壓力Pl至0.50 MPa，并保持穩(wěn)定。第四步，控制器控制另一伺服閥(B) 22的開口度，使.壓力傳感器㈧24中的壓力P2至0.40 MPa，并保持穩(wěn)定。第五步，由控制器同步開啟開關(guān)閥(A) 25和開關(guān)閥(B) 26，在氣體壓力作用下，墨盒(A) 27中的活性生物材料和海藻酸鈉懸液被推進(jìn)至噴頭裝置29的內(nèi)筒腔體9，從中心噴孔12擠出，在包裹腔12中心形成直徑約0.15 mm的活性生物材料和海藻酸鈉懸液流；墨盒(B) 28中的水凝膠從環(huán)形通道11連續(xù)擠出，內(nèi)筒腔體9中流出的活性生物材料和海藻酸鈉懸液流處在由環(huán)形通道11流出的環(huán)狀的水凝膠流的中間，在活性生物材料和海藻酸鈉懸液流的四周形成厚度為0.09~0.11 mm水凝膠層。第六步，在恒定壓力的推動(dòng)下，外層包裹了水凝膠的活性生物材料和海藻酸鈉懸液流從包裹腔12中連續(xù)排出，鋪展在打印平臺(tái)上，形成連續(xù)的包裹條帶。關(guān)閉開關(guān)閥(A) 25和開關(guān)閥(B) 26，包裹動(dòng)作停止。
[0049]如圖7所示，在間歇包裹模式下，水凝膠對(duì)活性生物材料和海藻酸鈉懸液的自動(dòng)包裹步驟是:第一步至第五步與前述的連續(xù)包裹模式相同，但壓力Pl調(diào)節(jié)至0.40 MPa，壓力P2調(diào)節(jié)至0.35 MPa。第六步，由控制器同步關(guān)閉開關(guān)閥(A) 25和開關(guān)閥(B) 26，停止包裹動(dòng)作；在表面張力的作用下，在活性生物材料和海藻酸鈉懸液的表面形成一定厚度為0.90-0.11 mm的水凝膠層，形成被包裹的活性生物材料和海藻酸鈉懸液微顆粒，并從噴頭裝置29的包裹腔12排出，鋪展在打印平臺(tái)上。控制開關(guān)閥(A) 25和開關(guān)閥(B) 26的開啟時(shí)間和閉合時(shí)間間隔，同步或異步控制，可在打印平臺(tái)上形成按一定間距分布的包裹顆粒帶。
[0050]調(diào)節(jié)壓力Pl和P2值以及Pl與P2之間的差值，對(duì)開關(guān)閥㈧25和開關(guān)閥(B) 26進(jìn)行同步或異步控制，可控制活性生物材料和海藻酸鈉懸液流的排出速度和水凝膠包裹層的厚度。
[0051]實(shí)施例二
[0052]如圖3所示，該噴頭裝置在結(jié)構(gòu)上與組合式噴頭裝置類