[实用新型]生物打印机

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物打印领域，尤其涉及一种生物打印机。

背景技术

生物3D打印是指通过3D打印的原理和方法，将生物材料(包括 天然生物材料和合成生物材料或细胞溶液)打印成为设计的三维结构 体，区别于普通的3D打印技术，生物3D打印技术生产的生物组织或 器官还具有一定的生物学功能，需为细胞和组织的进一步生长提供条 件，正是由于上述特性，生物3D打印技术在发展中，面临着很多特 定的技术问题。

其中，在生物3D打印领域，将细胞作为打印材料的技术称为细 胞三维打印技术，人们可以利用细胞和生物相容性材料制成生物墨汁， 喷头移动并将生物墨汁喷出，通过程序控制喷头运动打印生物墨水， 将生物墨汁按照预设的目标打印物体的三维构建数字模型打印成型。

现有技术中用于生物打印的喷头为类似于注射器针头的喷嘴，该 喷嘴直接安装在生物打印机上面。此种生物打印机的喷头装置结构简 单，主要用来将活性细胞填入支架材料中，但是无法在打印之前实现 包裹。而且，在采用喷头直接将细胞喷出至打印平台的过程中，挤出 压力和喷嘴侧壁对细胞的摩擦力会使生物墨汁中的细胞受到比较大的 损伤，从而对细胞的存活率会产生不利影响，进而影响生物构建体的 构建。

实用新型内容

为克服以上技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种生 物打印机，能够将多种打印材料同时打印，进一步地，也可以使得多 种打印材料在打印前组合在一起，优选地用第二材料对作为生物墨汁 的第一材料进行周向包裹，使其也具有保护喷出的生物墨汁中的细胞 尽量不受损伤。

为解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供了一种生物打印 机，其包括喷头组件、第一材料供应源和第二材料供应源，所述喷头 组件具有第二通道的外喷嘴和具有第一材料通道的内喷嘴，所述第一 材料供应源用于向所述第一材料通道中供应第一材料，所述内喷嘴同 轴设在所述第二通道内，所述外喷嘴和所述内喷嘴之间的环形空间形 成第二材料通道，所述第二材料供应源用于向所述第二材料通道供应 第二材料，所述第二材料通道在所述第一材料通道的出口处环绕着所 述第一材料通道，用于使从所述第二材料通道出口喷出的第二材料朝 向从所述第一材料通道出口喷出的第一材料汇聚而组合在一起，以形 成流体打印单元。

在该基本的技术方案中，第二流道能够将第二材料朝着第一材料 的方向引导并逐渐汇聚，从而将第二材料与第一材料汇聚在一起，例 如第二材料在喷头组件的出口处能够均匀地包裹第一材料，以形成质 量较高的流体打印单元，以对细胞进行保护，从而减少在打印过程中 由于受到挤出压力和摩擦力而造成细胞损伤，进而提高细胞的存活率。

进一步地，生物打印机喷头组件还包括第一材料供应管和外喷嘴 固定部，所述外喷嘴可拆卸地连接至所述第一外喷嘴固定部，所述内 喷嘴可拆卸地连接至所述第一材料供应管。

在该改进的技术方案中，将外喷嘴和内喷嘴做成可拆卸并能单独 更换的结构，在需要拆卸时只需要将喷头组件邻近出口的喷嘴部分拆 下即可，仅涉及到局部零件的拆卸，使得更换较为快捷。

进一步地，生物打印机喷头组件包括由多个不同规格的喷嘴组成 的喷嘴套件组，所述外喷嘴和所述内喷嘴从所述喷嘴套件组中选出。

在该改进的技术方案中，通过更换不同规格的内喷嘴和外喷嘴， 就能够使喷头组件喷出不同尺寸的颗粒和不同厚度的包裹层，以实现 可控包裹。

进一步地，在所述第二材料通道的出口处，所述外喷嘴的出口低 于所述内喷嘴的出口。

在该改进的技术方案中，外喷嘴延长部分能够进一步沿着朝向第 一材料通道出口的方向渐缩，从而引导第二材料继续向第一材料的方 向汇聚，以便更加可靠和充分地包裹第一材料。

进一步地，所述外喷嘴包括第一引导部，所述内喷嘴包括第二引 导部，所述第一引导部和所述第二引导部邻近于所述喷头组件的出口 设置，所述第一引导部和所述第二引导部之间的第一环形空间沿着朝 向所述第一材料通道出口的方向是渐缩的。

在该改进的技术方案中，第二材料通道在邻近于出口处沿着朝向 第一材料通道出口的方向是渐缩的，可以引导第二材料在喷出的过程 中进一步向第一材料汇聚，从而在第一材料通道的出口处对第一材料 进行包裹，从而尽量避免第一材料喷出时由于机械摩擦力的作用而受 到损伤。