[实用新型]气动挤压自动供料的生物3D打印喷头

说明书

技术领域

本实用新型属于细胞和生物材料3D打印技术领域，特别是一种能够实现低温打印的气动挤压自动供料的生物3D打印喷头。

背景技术

对于受损大块软组织及内脏器官的治疗，人体组织器官的移植是一种极为有效的治疗方法。但是由于器官供体来源短缺，免疫排斥等问题存在，器官移植治疗在实际运用中存在难以克服的困难。而组织工程的提出为上述问题开辟了新的途径。组织工程是将活细胞通过某种方法附合在生物材料基质或者备制的支架上，来构建功能组织替代物。然后将构建的组织体替代物进行培养以后植入患者体内，替代原有的病变组织器官来恢复原有的身体机能实现对疾病的治疗。目前组织工程皮肤的研究和运用就是组织工程良好发展前景的有效例证。

传统的组织工程研究一直受限于细胞植入技术，即“将细胞植入到支架上”这一组织过程中固有技术环节中，无法将不同种类的细胞和生物质材料精确定位到支架内部不同的空间位置。实际上，随着组织工程研究的推进，研究工作渐渐向大块软组织及内脏器官方面诞生，由于这些组织和器官往往含有多种细胞和生物材料，而不同细胞或者材料又具有特定的空间排布，因此上述技术局限性更加凸显。

近几年来，3D打印技术的迅猛发展，为工业制造开辟了新的制造生产模式。在生物领域内，生物打印，细胞三维受控组织等技术也应用而生。这些技术具有操作单个细胞或单成分微小尺寸液滴的能力，可以精确控制操作对象的空间位置和分布，对于实现大块组织和器官构建过程中不同种细胞和生物材料的空间位置沉积有着巨大的意义。因此，开发生物打印技术是未来组织工程研究的必然趋势如果能克服材料的在不同温度环境下不破坏其生物特性。而在一个典型的生物打印机中，关键部件之一就是喷头另外还有材料的备置。

浙江大学研究的面向多种材料打印的旋转切换方式生物3D打印喷头实现了单喷头对多种材料的打印，对于一些高温材料是可行的，但是对于一些低温材料，如在温度30℃以下才能更好保证材料性能的胶原蛋白/纳米纤维等复合材料，难以实现3D打印。

总之，现有技术存在的问题是：生物3D打印喷头难以实现低温打印。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种气动挤压自动供料的生物3D打印喷头，能够实现低温打印。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种气动挤压自动供料的生物3D打印喷头，包括壳体、置于壳体内的料筒、置于壳体外的储料箱，所述料筒通过输料管与储料箱相通，还包括针头，所述针头穿过壳体下端，其进口与料筒底部相通，出口设在壳体外，还包括置于料筒上部的气缸、置于所述气缸内的上活塞、置于料筒内的下活塞，所述上活塞与气缸内壁密闭配合，下活塞与料筒内壁密闭配合，还包括活塞杆，其密封穿过气缸下端，一端与上活塞固连，另一端与下活塞固连，活塞杆位于上活塞与气缸底之间部分套装有弹簧，所述壳体上端设有进气口，所述气缸上端与进气口相通，在所述壳体与料筒之间设有水槽，其通过设于壳体壁上的进水口和出水口与外界相通。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：

能够实现低温打印。因为：

本实用新型通过气体压力控制材料挤出速率，控制简单；

通过冷却水的循环流动，保证料筒底部材料被充分冷却，从而实现低温打印。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本实用新型气动挤压自动供料的生物3D打印喷头的结构示意图。

图2是本实用新型气动挤压自动供料的生物3D打印喷头的外形图。

图3是图1中针头的局部放大图。

图中，

壳体1、上壳体11、下壳体12、壳体螺栓13、

料筒21、储料箱22、输料管23、进料阀24、

针头3、锥形针管31、钢球32、压缩弹簧33、轴向卡套34、进料管35、出料口36、

气缸4、缸体41、缸盖42、缸盖螺栓43、气体通道44、

上活塞51、下活塞52、活塞杆53、弹簧54、

外旋盖6、

水槽71、进水口72、出水口73。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型气动挤压自动供料的生物3D打印喷头，

包括壳体1、置于壳体1内的料筒21、置于壳体1外的储料箱22，所述料筒21通过输料管23与储料箱22相通，

还包括针头3，所述针头3穿过壳体1下端，其进口与料筒21底部相通，出口设在壳体1外，