[实用新型]一种原位3D打印软骨修复装置

说明书

本实用新型公开了一种原位3D打印软骨修复装置，装置包括透镜、原材料容器、固化光源、转接架、光纤、三通头、推动板、模组、注射针、压板以及机械臂；所述透镜通过U形卡槽固设在三通头内部，三通头与光纤通过螺纹连接，光纤与固化光源通过螺纹连接，固化光源与转接架通过螺栓连接，模组与转接架通过螺栓螺母连接，推动板与模组通过螺栓螺母连接，转接架与机械臂通过螺栓连接，原材料容器与模组通过压板连接，注射针与原材料容器通过螺纹连接。本实用新型通过数字化手段控制6轴机械臂带动打印喷头直接在软骨缺陷处直接原位打印修复，过程简单，人工介入时间短，可实现多种生物材料、多种结构的高精度原位3D打印精准修复。

技术领域

本实用新型属于増材制造技术领域，具体涉及一种原位3D打印软骨修复装置。

背景技术

传统软骨修复技术有骨髓刺激术和马赛克成形术，骨髓刺激术通过对软骨下骨的钻孔、磨蚀或微骨折来刺激软骨愈合，马赛克成形术通过挖取非运动关节软骨填充软骨损伤处，达到软骨愈合的目的。传统软骨修复技术是一种破坏性的方式达到软骨修复的目的，对人体有一定的损伤。

新型软骨修复技术为组织工程技术，将接种有软骨细胞的生物材料添加到软骨损伤处，直接植入。现有技术主要是基于手持式3D打印设备的软骨修复方式，其主要过程是临床医生通过手持生物枪直接在软骨破损处添加修复材料以达到治疗目的。但这种通过医生手持生物枪的方法无法保证修复精度要求，且仅能打印修复简单形状的软骨缺损，无法满足人体内环境复杂的情况。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种原位3D打印软骨修复装置，通过数字化手段精确控制机械臂已达到精准修改软骨组织的目的。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种原位3D打印软骨修复装置，与主控板连接，包括透镜、原材料容器、固化光源、转接架、光纤、三通头、推动板、模组、注射针、压板以及机械臂；

所述透镜通过U形卡槽固设在三通头内部，所述三通头与光纤通过螺纹连接，所述光纤与固化光源通过螺纹连接，所述固化光源与转接架通过螺栓连接，所述模组与转接架通过螺栓螺母配合连接，所述推动板与模组通过螺栓螺母连接，所述转接架与机械臂通过螺栓连接，所述原材料容器与模组通过所述压板固定连接，所述注射针与原材料容器通过螺纹连接；

所述光源通过光纤进入三通头，透镜将光源聚焦并从侧面射出照在注射针顶端，模组通过推动板推压原材料容器，原材料从注射针流出，在光照下边注射边凝固，打印过程配合机械臂控制打印位置与打印方向。

进一步的，所述模组包括步进电机、导轨、滑台、螺杆、联轴器以及支架，所述步进电机通过联轴器与螺杆连接，步进电机和导轨通过螺栓螺母与支架连接，所述滑台与导轨通过配合使滑台在导轨上滑动，滑台与螺杆通过螺旋副传递动力。

进一步的，所述步进电机在主控板的控制下，转动特定角度，通过螺杆传动控制推动板推进特定的平移距离，从而挤出相应的打印原材料。

进一步的，所述原材料容器具体采用可更换注射器。

进一步的，所述注射器与转接架具体通过两块压板连接，注射器的推压端与模组的推动板通过压板连接。

进一步的，所述机械臂为6轴机械臂，用于精确控制注射针的打印位置以及打印方向。

进一步的，所述固化光源具体采用蓝光。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型通过机械臂带动打印头直接在软骨缺陷处直接原位打印修复，过程简单，人工介入时间短，通过数字化手段控制的6轴机械臂原位3D打印技术，可实现多种生物材料、多种结构的高精度原位3D打印精准修复。