[发明专利]一种挤出式生物3D打印设备及其使用方法

说明书

本发明公开了一种挤出式生物3D打印设备及其使用方法，包括传送系统、进给系统和控制器，进给系统通过丝杠机构将生物材料储存盒中的生物材料挤出并传送到传送系统中，控制器分别与传送系统和进给系统电性连接，用于控制传送过程和进给过程。本发明将生物3D打印技术与转印技术相结合，引入转印带将生物材料直接作用于创面，具有结构简单可靠、制作成本低和自动化程度高等优点，控制器调节电机转速来控制在创面上运动的速度以及材料的转印，从而生物材料均匀可控的作用在创面，同时实现生物材料的图案化打印。

技术领域

本发明涉及生物3D打印技术领域，更具体的说是涉及一种挤出式生物3D打印设备及其使用方法。

背景技术

烧伤是一种常见的，却具毁灭性的伤害，会导致疼痛、残疾甚至死亡，目前烧伤治疗和皮肤缺陷的矫正仍然是一个挑战。

目前的治疗方法主要依赖于自体皮肤的移植以及工程皮肤替代品或替代组织，然而在面临大面积烧伤创面的时候，留下的健康皮肤数量不足，无法在严重受伤的情况下使用，此时工程皮肤替代品就体现了它独特的优势。

目前工程替代皮肤在制备方式中依赖患者来源的自体细胞或供体来源的同种异体细胞的不同细胞方法已被提议作为替代治疗方法，一种方式是通过使用长期组织培养技术在体外形成基于细胞的组织构建体，虽然这种方法提供了来自患者细胞的机械处理和可移植的组织构建体，但这些片材需要4.5-8周的细胞培养才能产生烧伤治疗所需的相关数量，同时需要将众多小型的片材均匀的分布在大面积的创面上有一定的难度；另一种方式是通过3D打印技术，在创面烧伤存在极大的优势，增量制造技术是基于离散/堆积成形的原理，把三维模型变成一系列二维层片，再根据每个层片的轮廓信息进行工艺规划，选择合适的加工参数，自动生成数控代码，最后由成形机接受控制指令制造一系列层片并自动将它们联接起来，可以精确的复制出与生物体同样形状的形体。

其中生物3D打印作为一种快速发展的新技术，可以准确实现多材料和多尺度制造，能够优化具有复杂成分和结构的仿生材料的制造，挤出成型作为生物3D打印的技术的一种，是应用最为广泛的生物打印方法，可以打印黏度较高的生物材料，该方法利用气压或者机械驱动的喷头将生物墨水可控的挤出，微纤维从喷头处被挤出，沉积到成形平台上形成二维结构，随着喷头或者成形平台z方向上的运动，二维结构层层堆积形成三维结构。

但是，目前挤出成型大多是应用大型的三轴平台中，当在户外环境中发生烧伤等创面的时候无法实现现场的生物3D打印，现在也有一些科研人员研发了便携的挤出式生物3D打印设备，但是都存在材料的堆积成型不均匀，无法实现图案化等缺点。

因此，提供一种挤出式生物3D打印设备及其使用方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种挤出式生物3D打印设备及其使用方法，能实现将水凝胶等类型的材料进行一定的图案化处理，并完成多种不同水凝胶适用于挤出工艺的材料的复合挤出打印。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种挤出式生物3D打印设备，包括:

传送系统，所述传送系统包括第一支撑架、滚轮传送机构和传送盒组件，所述滚轮传送机构安装在所述第一支撑架上；位于所述滚轮传送机构上方的所述传送盒组件安装在所述第一支撑架的两个对称支撑板上，且沿着传送方向倾斜向下布置；

进给系统，所述进给系统包括第二支撑架、生物材料储存盒一、生物材料储存盒二、第一丝杠机构和第二丝杠机构，所述第二支撑架与所述第一支撑架卡接；所述生物材料储存盒一和所述生物材料储存盒二并排放置固定在所述第二支撑架上，所述第一丝杠机构和所述第二丝杠机构相对称固定在所述第二支撑架上；所述第一丝杠机构将所述生物材料储存盒一内的生物材料挤出，并通过第一传输软管传送至所述传送盒组件内部；所述第二丝杠机构将所述生物材料储存盒二内的生物材料挤出，并通过第二传输软管传送至所述传送盒组件内部；